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Índice

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Ref.15/PR1422/TEXTO.DOC

ÍNDICE POR CAPÍTULOS

0. RESUMEN ..........................................................................................................................91. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................182. LEGISLACIÓN AMBIENTAL DE APLICACIÓN A LOS PROCESOS DERECUBRIMIENTOS.............................................................................................................223. BASES TÉCNICAS DE LOS PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS METÁLICOS.....294. MODO DE OPERACIÓN Y GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES..............425. MINIMIZACIÓN, RECUPERACIÓN Y RECICLAJE ....................................................466. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ..............................................................1067. METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN Y LA APLICACIÓN DE UNCONCEPTO DE MINIMIZACIÓN EN LA EMPRESA ....................................................1228. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A CUATRO EMPRESAS DE LACOMUNIDAD AUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO ANALIZADAS POR IHOBE, S.A. ..139ANEXO I9. EVALUACIÓN ESQUEMÁTICA COMPARATIVA DE LAS MEDIDAS DEMINIMIZACIÓN.................................................................................................................233ANEXO II10. METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE ARRASTRES ......................................239ANEXO III11. DATOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES DE ELECTROLITOSGALVÁNICOS....................................................................................................................242ANEXO IV12. VALORACIÓN DE LA RENTABILIDAD ECONÓMICA DE LAS MEDIDAS DEMINIMIZACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES............................................................249ANEXO V13. LEGISLACIÓN: ANEXOS METODOLÓGICOS........................................................251ANEXO VI14. DIRECCIONES DE INTERÉS......................................................................................261ANEXO VII15. DICCIONARIO .............................................................................................................265

Libro Blanco de Minimización de Residuos y Emisiones en Procesos de Recubrimientos Electrolíticos

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ÍNDICE GENERAL

0. RESUMEN.......................................................................................................................... 91. INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 182. LEGISLACIÓN AMBIENTAL DE APLICACIÓN A LOS PROCESOS DERECUBRIMIENTOS ............................................................................................................ 22

2.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL .................................................................... 222.2 RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS............................................................................... 222.3 AGUAS.......................................................................................................................... 24

2.3.1 Consumo............................................................................................................... 242.3.2 Limitaciones de vertido ........................................................................................ 25

2.4 REGLAMENTO DE ACTIVIDADES MOLESTAS, INSALUBRES, NOCIVAS Y PELIGROSAS YLICENCIA DE ACTIVIDAD .................................................................................................... 27

3. BASES TÉCNICAS DE LOS PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS METÁLICOS .... 293.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL .................................................................... 293.2 FABRICACIÓN DE PIEZAS............................................................................................... 32

3.2.1 Fundición de piezas .............................................................................................. 323.2.2 Conformado de piezas .......................................................................................... 33

3.3 TRATAMIENTOS PREVIOS .............................................................................................. 333.3.1 Pretratamientos mecánicos ................................................................................... 343.3.2 Desengrase............................................................................................................ 343.3.3 Decapado .............................................................................................................. 353.3.4 Activado ............................................................................................................... 35

3.4 RECUBRIMIENTO ELECTROLÍTICO.................................................................................. 363.4.1 Tipos de recubrimientos ....................................................................................... 36

3.4.1.1 Cobreado........................................................................................................ 363.4.1.2 Niquelado ...................................................................................................... 373.4.1.3 Cromado ........................................................................................................ 373.4.1.4 Cincado.......................................................................................................... 373.4.1.5 Otros acabados decorativos ........................................................................... 383.4.1.6 Otros recubrimientos ..................................................................................... 38

3.5 RECUBRIMIENTOS QUÍMICOS......................................................................................... 393.5.1 Deposición de níquel ............................................................................................ 393.5.2 Deposición de cobre ............................................................................................. 39

3.6 TRATAMIENTOS POSTERIORES....................................................................................... 393.6.1 Pasivados crómicos .............................................................................................. 393.6.2 Lacados................................................................................................................. 403.6.3 Postratamientos mecánicos................................................................................... 40

3.7 DESMETALIZADOS ........................................................................................................ 414. MODO DE OPERACIÓN Y GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES ............. 42

4.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL .................................................................... 424.2 AGUAS RESIDUALES DE LAVADO................................................................................... 424.3 BAÑOS AGOTADOS........................................................................................................ 424.4 LODOS METÁLICOS ....................................................................................................... 444.5 REGENERACIÓN DE INTERCAMBIADORES DE IONES ....................................................... 444.6 OTROS RESIDUOS .......................................................................................................... 444.7 EMISIONES A LA ATMÓSFERA ........................................................................................ 45

5. MINIMIZACIÓN, RECUPERACIÓN Y RECICLAJE.................................................... 465.1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................. 46

Índice

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5.1.1 Consideraciones preliminares de carácter práctico ...............................................465.1.2 Priorización ambiental-económica de las medidas de minimización ...................48

5.2 PROLONGACIÓN DE LA VIDA DE LOS BAÑOS ..................................................................505.2.1 Medidas y tecnologías para baños electrolíticos...................................................525.2.2 Desengrase ............................................................................................................565.2.3 Decapados .............................................................................................................58

5.3 MINIMIZACIÓN DE ARRASTRES......................................................................................595.3.1 Prolongación de los tiempos de escurrido ............................................................605.3.2 Optimización del escurrido ...................................................................................625.3.3 Medidas constructivas en los bastidores y bombos ..............................................625.3.4 Medidas relacionadas con la composición o las propiedades físicas del baño .....635.3.5 Diseño óptimo de piezas .......................................................................................64

5.4 OPTIMIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE LAVADO ...................................................................645.4.1 Introducción. El criterio de calidad de lavado ......................................................645.4.2 Principales técnicas de lavado ..............................................................................67

5.4.2.1 Lavados en cascada........................................................................................675.4.2.2 Lavados estancos............................................................................................705.4.2.3 Lavado en ciclo cerrado .................................................................................725.4.2.4 Combinación de lavado en cascada y lavado en ciclo cerrado ......................735.4.2.5 Combinación de lavado estanco y lavado en cascada....................................755.4.2.6 Lavado por duchas .........................................................................................76

5.4.3 Criterios básicos para la evaluación específica de la mejor tecnología de lavado aaplicar.............................................................................................................................78

5.4.3.1 Número de etapas de lavado ..........................................................................795.4.3.2 Caudal o volumen reducido de agua de lavado..............................................805.4.3.3 Calidad de lavado...........................................................................................805.4.3.4 Potencial de devolución del electrolito al baño .............................................805.4.3.5 Costes e inversión reducida ...........................................................................81

5.4.4 Valoración de las técnicas de lavado en función de las etapas disponibles y loscriterios base ..................................................................................................................82

5.4.4.1 Consideraciones preliminares ........................................................................825.4.4.2 Técnicas de lavado para una etapa.................................................................825.4.4.3 Técnicas de lavado para dos etapas................................................................835.4.4.4 Técnicas de lavado para tres etapas ...............................................................845.4.4.5 Técnicas de lavado para cuatro etapas ...........................................................86

5.4.5 Teoría y práctica en el cálculo de caudales de lavado...........................................875.4.5.1 Observaciones preliminares ...........................................................................875.4.5.2 Agitación........................................................................................................885.4.5.3 Tiempo de inmersión en el lavado .................................................................895.4.5.4 Temperatura ...................................................................................................895.4.5.5 Criterio de calidad de lavado .........................................................................895.4.5.6 Tipo de baño ..................................................................................................905.4.5.7 Geometría de las piezas .................................................................................905.4.5.8 Relación caudal-arrastre.................................................................................905.4.5.9 Recomendaciones prácticas ...........................................................................90

5.5 DEVOLUCIÓN DEL ELECTROLITO ARRASTRADO AL BAÑO...............................................925.5.1 Devolución directa ................................................................................................935.5.2 Devolución tras concentración..............................................................................96

5.5.2.1 Evaporación atmosférica................................................................................97


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5.5.2.2 Evaporación ................................................................................................... 975.5.2.3 Intercambio iónico......................................................................................... 985.5.2.4 Tecnologías de membranas ........................................................................... 98

5.5.3 Evaluación de las diferentes técnicas de devolución............................................ 985.6 RECUPERACIÓN INTERNA DE METALES (ELECTRÓLISIS)................................................. 995.7 RECUPERACIÓN EXTERNA DE RESIDUOS Y SUBPRODUCTOS......................................... 100

5.7.1 Recuperación pirometalúrgica de lodos metálicos ............................................. 1005.7.2 Recuperación de otros subproductos .................................................................. 101

5.8 OTRAS MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN............................................................................. 1015.8.1 Prevención de fugas y derrames ......................................................................... 1015.8.2 Prevención de accidentes en el transporte y almacenamiento ............................ 1025.8.3 Aerosoles, vapores y gases ................................................................................. 1025.8.4 Pérdidas de energía............................................................................................. 1035.8.5 Polvo y suciedad................................................................................................. 1045.8.6 Envases y embalajes ........................................................................................... 105

6. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.............................................................. 1066.1 GENERALIDADES ........................................................................................................ 106

6.1.1 Observaciones preliminares................................................................................ 1066.1.2 Reacciones de detoxificación ............................................................................. 1076.1.3 Neutralización y precipitación de metales .......................................................... 1086.1.4 Decantación y filtración...................................................................................... 109

6.2 CONCEPTOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ............................................... 1106.2.1 Tratamiento por cargas ....................................................................................... 1106.2.2 Tratamiento en continuo..................................................................................... 1126.2.3 Tratamiento semidescontinuo............................................................................. 1146.2.4 Evaluación comparativa de los conceptos de tratamiento .................................. 114

6.3 OTROS SISTEMAS DE TRATAMIENTO............................................................................ 1156.3.1 Lavado químico (Proceso Lancy) ....................................................................... 1156.3.2 Gestión externa de baños agotados y semiconcentrados .................................... 1166.3.3 Intercambio iónico.............................................................................................. 1166.3.4 Evaporación y vertido cero................................................................................. 1176.3.5 Tratamiento de aguas residuales con floculante producido “in situ” ................. 118

6.4 ASPECTOS CRÍTICOS.................................................................................................... 1186.5 OTRAS CONSIDERACIONES PRÁCTICAS A TENER EN CUENTA ....................................... 121

7. METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN Y LA APLICACIÓN DE UNCONCEPTO DE MINIMIZACIÓN EN LA EMPRESA.................................................... 122

7.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL .................................................................. 1227.2 DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA............................................................................ 125

7.2.1 Inventariado de la situación actual ..................................................................... 1257.2.1.1 Selección de la línea de recubrimientos a analizar ...................................... 1257.2.1.2 Diagrama de proceso de la línea.................................................................. 1257.2.1.3 Descripción de la línea de recubrimientos electrolíticos ............................. 1267.2.1.4 Selección de los módulos de operación a analizar ...................................... 1267.2.1.5 Recogida de los datos del proceso y parámetros más importantes de la líneade proceso ................................................................................................................ 1277.2.1.6 Diagrama del módulo de operación analizado (situación actual) ................ 1297.2.1.7 Balance de materias (metal a depositar) ...................................................... 129

7.2.2 Evaluación de medidas de minimización (situación propuesta)......................... 1307.2.2.1 Primera selección de potenciales medidas de minimización....................... 130

Índice

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7.2.2.2 Comprobación de la compatibilidad de las medidas con el conjunto de lalínea..........................................................................................................................1317.2.2.3 Diagrama de módulo de operación analizado (situación propuesta) ...........1317.2.2.4 Determinación de los potenciales de minimización.....................................1317.2.2.5 Valoración económica .................................................................................1327.2.2.6 Toma preliminar de decisiones ....................................................................133

7.3 AYUDA OPERATIVA “HOJAS DE DATOS DE PROCESO” ..................................................1337.3.1 Modo de utilización de Hojas de datos de proceso ............................................133

7.3.1.1 Etapas del módulo de operación a estudiar (situación actual) .....................1337.3.1.2 Composición del baño o electrolito .............................................................1347.3.1.3 Tiempo de escurrido sobre el baño ..............................................................1347.3.1.4 Arrastre del baño o electrolito a los lavados ................................................1357.3.1.5 Devolución de electrolito arrastrado al baño (situación actual)...................1357.3.1.6 Evaporación del baño...................................................................................1357.3.1.7 Criterio de calidad de lavado .......................................................................1367.3.1.8 Volumen de agua de lavado frente a la evaporación. Cálculo comparativo enbase a lavados en cascada ........................................................................................136

7.3.2 Presentación de la Hoja de datos de proceso......................................................1368. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A CUATRO EMPRESAS DE LACOMUNIDAD AUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO ANALIZADAS POR IHOBE, S.A. ..139

8.1 SELECCIÓN DE LAS EMPRESAS Y OPERACIONES ANALIZADAS ......................................1398.2 EMPRESA A.................................................................................................................140

8.2.1 Observaciones de carácter general ......................................................................1408.2.2 Exposición del estado real ..................................................................................1418.2.3 Medidas de minimización ya adoptadas .............................................................1428.2.4 Propuestas de minimización - Módulo de operación de niquelado ....................143

8.2.4.1 Minimización de escurridos.........................................................................1438.2.4.2 Inmersión previa en la cuba de recuperación...............................................1438.2.4.3 Reducción del criterio de calidad de lavado y modificación de la técnica delavados .....................................................................................................................1458.2.4.4 Devolución total del electrolito de níquel con evaporador atmosférico ......147

8.2.5 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de desengrase(y decapado).................................................................................................................149

8.2.5.1 Optimización de la técnica de lavado y reducción de los criterios de calidadde lavado ..................................................................................................................149

8.2.6 Propuesta de minimización - Módulo de operación de pasivado .......................1518.2.6.1 Optimización de la técnica de lavado ..........................................................151

8.3 EMPRESA B.................................................................................................................1558.3.1 Observaciones de carácter general ......................................................................1558.3.2 Descripción del proceso. Situación actual de la línea estudiada.........................1558.3.3 Medidas de minimización ya aplicadas ..............................................................1578.3.4 Selección de las operaciones a analizar ..............................................................159

8.3.4.1 Consideraciones de carácter medioambiental ..............................................1598.3.4.2 Consideraciones de carácter económico o “Análisis preliminar de costesreducibles” ...............................................................................................................1598.3.4.3 Consideraciones de calidad del proceso.......................................................1608.3.4.4 Experiencias previas de factibilidad ............................................................1608.3.4.5 Evaluación....................................................................................................160

8.3.5 Propuestas de minimización - Técnica de lavado general ..................................160


6

8.3.5.1 Reducción de los criterios de calidad de lavado actuales ............................ 1608.3.5.2 Optimización de la técnica de lavado .......................................................... 161

8.3.6 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de níquel brillante........ 1668.3.6.1 Reducción del criterio de lavado ................................................................. 1668.3.6.2 Optimización del escurrido.......................................................................... 1668.3.6.3 Optimización de la técnica de lavado .......................................................... 1668.3.6.4 Devolución parcial de electrolito de níquel arrastrado ................................ 166

8.3.7 Propuesta de minimización - Módulo de la operación de cromado ................... 1718.3.7.1 Reducción de la concentración del electrolito ............................................. 1718.3.7.2 Reducción del criterio de calidad de lavado................................................ 1718.3.7.3 Optimización del escurrido.......................................................................... 1718.3.7.4 Optimización de la técnica de lavado .......................................................... 1718.3.7.5 Devolución parcial de electrolito de cromo arrastrado................................ 1718.3.7.6 Devolución completa del electrolito de cromo arrastrado........................... 172

8.3.8 Concepto básico de tratamiento de aguas residuales para la línea analizada(supuesto) .................................................................................................................... 178

8.3.8.1 Observaciones preliminares - Nuevo planteamiento ................................... 1788.3.8.2 Descripción del proceso de tratamiento....................................................... 181

8.4 EMPRESA C................................................................................................................. 1848.4.1 Observaciones de carácter general...................................................................... 1848.4.2 Descripción de la situación actual ...................................................................... 184

8.4.2.1 Línea de tambores........................................................................................ 1848.4.2.2 Línea de bastidores ...................................................................................... 187

8.4.3 Medidas de minimización ya adoptadas ............................................................. 1898.4.4 Selección de las operaciones a analizar .............................................................. 190

8.4.4.1 Consideraciones de carácter ambiental........................................................ 1908.4.4.2 Consideraciones de carácter económico o “Análisis Preliminar de CostesReducibles”.............................................................................................................. 1908.4.4.3 Consideraciones de calidad de proceso ....................................................... 1918.4.4.4 Factibilidad de la minimización .................................................................. 1918.4.4.5 Evaluación ................................................................................................... 191

8.4.5 Propuestas de minimización - Línea de tambor.................................................. 1918.4.5.1 Módulo de la operación de cincado............................................................. 191

8.4.5.1.1 Optimización de escurridos .................................................................. 1918.4.5.1.2 Optimización del criterio de calidad de lavado .................................... 1938.4.5.1.3 Incremento de la devolución parcial de electrolito de cinc arrastrado.. 194

8.4.5.2 Módulo de operación de desengrase-decapado ........................................... 1988.4.5.2.1 Optimización de los escurridos ............................................................ 1988.4.5.2.2 Incremento de la vida de los baños de desengrase................................ 1988.4.5.2.3 Supresión del lavado del neutralizado .................................................. 1998.4.5.2.4 Optimización de la técnica de lavado de las operaciones de desengrase(químico y electrolítico) y decapado ................................................................... 199

8.4.5.3 Módulo de operación de pasivados crómicos.............................................. 2018.4.5.3.1 Reducción de la concentración de Cromo VI en el pasivado amarillo. 2018.4.5.3.2 Optimización de la técnica de lavados de los pasivados ...................... 202

8.4.6 Propuestas de minimización - Línea de bastidores............................................. 2038.4.6.1 Módulo de la operación de cincado............................................................. 203

8.4.6.1.1 Incremento del tiempo de escurridos.................................................... 203

Índice

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8.4.6.1.2 Reducción del criterio de calidad del lavado y optimización de la técnicade lavado ..............................................................................................................204

8.4.6.2 Módulos de las operaciones de desengrase-decapado .................................2098.4.6.2.1 Incrementar la vida de los baños de desengrase....................................2098.4.6.2.2 Aplicación de duchas sobre las cubas de desengrase............................2098.4.6.2.3 Supresión de lavado de neutralizado y optimización de la técnica delavado de las operaciones de desengrase y decapado ..........................................211

8.4.6.3 Operaciones de pasivado..............................................................................2128.4.6.3.1 Reducción de la concentración de Cromo VI del pasivado amarillo ....2128.4.6.3.2 Optimización de la técnica de lavado ...................................................212

8.4.7 Concepto básico de tratamiento de aguas residuales ..........................................2138.4.7.1 Observaciones preliminares .........................................................................2138.4.7.2 Descripción del proceso de tratamiento .......................................................216

8.5 EMPRESA D.................................................................................................................2188.5.1 Observaciones de carácter general ......................................................................2188.5.2 Descripción del proceso - Línea de recubrimiento .............................................2198.5.3 Medidas de minimización ya adoptadas .............................................................2218.5.4 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de desengrase...............222

8.5.4.1 Optimización del criterio de calidad de lavado la técnica de enjuague .......2228.5.5 Propuestas de minimización - Módulo de operación del cobreado ....................2248.5.6 Propuestas de minimización - Módulo de operación del niquelado ...................226

8.5.6.1 Reducción del criterio de calidad de lavado ................................................2268.5.7 Propuestas de minimización - Módulo de operación de cromado decorativo ....230

ANEXO I9. EVALUACIÓN ESQUEMÁTICA COMPARATIVA DE LAS MEDIDAS DEMINIMIZACIÓN.................................................................................................................233ANEXO II10. METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE ARRASTRES ......................................239

10.1 INTRODUCCIÓN .........................................................................................................23910.2 CRITERIOS BÁSICOS...................................................................................................23910.3 MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE ARRASTRES..........................................................24010.4 VALORACIÓN ............................................................................................................241

ANEXO III11. DATOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES DE ELECTROLITOSGALVÁNICOS....................................................................................................................242ANEXO IV12. VALORACIÓN DE LA RENTABILIDAD ECONÓMICA DE LAS MEDIDAS DEMINIMIZACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES............................................................249

12.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL.................................................................24912.2 CÁLCULO COMPARATIVO DE COSTES (ANÁLISIS ESTÁTICO) .......................................24912.3 ANÁLISIS DINÁMICO DE INVERSIONES .......................................................................250

ANEXO V13. LEGISLACIÓN: ANEXOS METODOLÓGICOS........................................................251

13.1 DECLARACIÓN ANUAL DE PRODUCTORES DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS .......25113.2 DOCUMENTO DE SEGUIMIENTO Y CONTROL DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS ....25513.3 TRAMITACIÓN PARA CONSEGUIR UNA AUTORIZACIÓN DE USO PRIVATIVO DE AGUA ..25713.4 TRAMITACIÓN PARA CONSEGUIR AUTORIZACIÓN DE VERTIDO...................................25913.5 DIVERSOS LÍMITES A LOS VERTIDOS ..........................................................................260

ANEXO VI


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14. DIRECCIONES DE INTERÉS ..................................................................................... 26114.1 DIRECCIONES DE LA ADMINISTRACIÓN ..................................................................... 26114.2 RECICLADORES Y GESTORES DE RESIDUOS................................................................ 263

ANEXO VII15. DICCIONARIO............................................................................................................. 265

Resumen

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0. RESUMEN

OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL

La situación medioambiental del conjunto de las cerca de 150 empresas de la ComunidadAutónoma del País Vasco (C.A.P.V.) con procesos de recubrimientos electrolíticos yquímicos es fuertemente mejorable. Debido a ello, la Administración está incrementando lapresión hacia aquellas empresas que no cumplen con la normativa ambiental. Por otro lado,el resto de los talleres galvánicos acusa fuertes costes e inversiones derivados de lostratamientos de las aguas residuales de sus procesos, para lograr alcanzar los límites devertido que impone la Administración.

En este contexto, es conocido que el potencial de minimización de residuos y aguasresiduales en el sector de procesos de recubrimientos electrolíticos es elevado. Sin embargo,una información insuficiente y la falta de orientación en ese sentido, no facilitan a lasindustrias la reducción de costes ambientales ni la implantación de sistemas de tratamientoadecuados en las mismas. Por lo tanto, ha ido creciendo en las empresas una demanda dedirectrices básicas de carácter técnico que faciliten la toma de decisiones en materia deminimización y tratamiento, previa evaluación técnica, económica y ambiental de diferentesalternativas posibles.

IHOBE, S.A., Sociedad Pública de Gestión Ambiental del Gobierno Vasco, ha respondido aesta demanda elaborando el “Libro Blanco de Minimización de Residuos y Emisiones enProcesos de Recubrimientos Electrolíticos”.

Sin embargo el “Libro Blanco” no se ciñe exclusivamente a mejoras ambientales, al serprácticamente imposible separar en estos procesos los aspectos de calidad del producto, losde cumplimiento de la normativa ambiental y los de reducción de costes tal y como seobserva en la figura. Entre estos objetivos existen una estrecha interrelación cuya columnavertebral se articula en torno a tres elementos básicos: la determinación de la eficacia deenjuague realmente necesaria tras las diferentes operaciones (denominado “criterio decalidad de lavado”), la optimización de la técnica de lavado y, naturalmente, elestablecimiento de un concepto óptimo de tratamiento de las aguas residuales, específicopara cada empresa.

En este sentido cabe destacar que cada empresa y cada proceso tiene unas condicionesmarco muy definidas por lo que no existen soluciones ambientales de recetario. Es más,respetando la idiosincrasia de cada una de las industrias, son éstas las que deben evaluar yadaptar las medidas de minimización, recuperación y tratamiento en el marco de susposibilidades.


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Calidad

Cumplimientonormativaambiental

Reduccióncostes

Adecuación criterio de lavado(cap. 5.4)

Concepto óptimo tratamientoaguas residuales (cap. 6)

Optimización técnica de lavado(cap. 5.4)

Mantenimiento baño(cap. 5.2)

Reducción del arrastre(cap. 5.3)

Devolución electrolito(cap. 5.5)

OBJETIVOS MEDIDAS

IHOBE, S.A.

Por ello, es necesario analizar las ventajas y las limitaciones de las medidas deminimización más eficaces e importantes que se resumen a continuación por orden deprioridad ambiental.

PROLONGACIÓN DE LA VIDA DEL BAÑO

La aplicación de un mantenimiento y una limpieza de los baños, no sólo es fundamentaldesde un aspecto de calidad del proceso, sino que cumple dos objetivos medioambientales.El primero consiste en tender a una menor generación de baños agotados y por tanto unaprolongación directa de la vida del baño (sobre todo desengrases, decapados, pasivadoscrómicos, ...). El segundo objetivo es posibilitar una devolución de electrolito arrastrado albaño, la devolución es una medida de minimización que conlleva una acumulación adicionalde contaminantes en los baños, por lo que es fundamental realizar un mantenimiento ylimpieza más frecuente de los mismos.

En este sentido se resaltan las ventajas y desventajas de varias técnicas de mantenimiento ylimpieza del baño entre los cuales destaca la filtración, el tratamiento con carbón activo, laelectrólisis selectiva o en menor medida el intercambio catiónico para la retirada de metalescontaminantes de electrolitos de cromo decorativo con recuperación completa de arrastres.Asimismo, debe destacarse la creciente importancia de las técnicas de mantenimiento de losbaños de desengrase como los separadores de aceite y la microfiltración que permitenreducir de modo importante las frecuentes reposiciones de los mismos. Para ello, esfundamental una colaboración estrecha entre el taller, el suministrador de productodesengrasante y el suministrador de equipos auxiliares.

MINIMIZACIÓN DE LOS ARRASTRES

La reducción de los arrastres de los baños a los lavados es una de las medidas más eficaces ysencillas para la minimización de costes y del impacto ambiental, que sin embargo puedenestar limitadas en ocasiones por el ritmo de la producción. Así, la reducción de arrastres setraducirá, sobre todo cuando se trabaja con tambor, en una menor carga contaminante, lo queincide positivamente en una minimización de la cantidad de lodos metálicos generados y, enmenor grado, del volumen de agua de lavado utilizado.

Resumen

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En este sentido, existen múltiples medidas de reducción de arrastres que en ocasiones sonespecíficas bien para piezas en bastidor o piezas en tambor. Una de las más eficaces es elincremento del tiempo de escurrido que se recomienda siempre y cuando no aparezcanproblemas de pasivación o secado de sales y pérdidas de producción.

Esta medida se ve reforzada al mejorar el escurrido por un régimen optimizado de giro detambores o una sacudida de bastidores.

Por otro lado, un diseño adecuado de los bastidores y tambores permite mejorar losescurridos de modo importante. La colocación óptima de piezas en los primeros y lasperforaciones adecuadas en los segundos son ejemplos prácticos al respecto. Sin embargo, eldiseño óptimo, como medida preventiva, no se limita a los soportes sino que debeextenderse a las piezas, siempre en estrecha colaboración con el suministrador y/o el cliente.

El efecto de las cualidades físico-químicas del baño o electrolito tienen asimismo unainfluencia directa sobre los volúmenes de arrastre. Por ello, con las limitaciones oportunas,se recomiendan reducciones de concentraciones y de aditivaciones de tensoactivos, comoactuaciones básicas.

OPTIMIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE LAVADO

El consumo excesivo de agua es una práctica generalizada en estos procesos por lo que laoptimización de la técnica de lavado es una de las grandes asignaturas pendientes, más aún,si se tiene en cuenta la importancia de disponer de un reducido volumen de aguas residualespara desarrollar un sistema de tratamiento seguro desde el aspecto ambiental y, en la medidade lo posible, económico.

Sin embargo, no tiene sentido alguno mejorar la técnica de enjuague si, como es habitual ennumerosas empresas, se desconoce hasta dónde debe lavarse, esto es, cuál es la calidad deagua necesaria para garantizar un proceso en condiciones. Ante la tendencia generalizadade cubrirse en seguridad con cantidades de agua excesivamente altas, se establecen unasdirectrices específicas para los diferentes tipos de operación.

A partir de ahí es posible evaluar las diferentes técnicas de lavado existentes cuya eficaciasiempre dependerá del número de posiciones disponibles. Destaca entre ellas los enjuaguesen cascada o contracorriente, que es una de las medidas más eficaces y económicas parareducir caudales siempre y cuando existan al menos dos posiciones de lavado. Para facilitara cada empresa la realización de sus propios cálculos, se establecen fórmulas simplificadas ytablas de trabajo adecuadas en este sentido.

Otras técnicas de enjuague, como los lavados estancos, los lavados en ciclo cerrado o loslavados por ducha, cobran una especial relevancia práctica en combinaciones específicas.

Así, las combinaciones de mayor interés son los lavados estancos con enjuagues encascada posterior, que permiten recuperar una cantidad no despreciable de electrolito y loslavados en cascada a bajo caudal, con un enjuague en ciclo cerrado, que capta las trazasde contaminante por medio de resinas de intercambio iónico, permitiendo alcanzar elevadascalidades de lavado con muy bajos volúmenes de aguas residuales.


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Sin embargo, se observan limitaciones muy importantes de espacio en numerosas empresasde la C.A.P.V. que no permiten apenas margen de maniobra en la optimización de la técnicade lavado. En base a ello se evalúan algunas posibilidades de liberar posiciones en las líneasantes de proceder a analizar las diferentes técnicas de lavado existente para una, dos, tres ocuatro posiciones disponibles, y las ventajas que cada alternativa puede ofrecer desde elaspecto del consumo de agua, la calidad de lavado requerida, la devolución potencial al bañodel electrolito arrastrado y los costes e inversiones requeridas. Con el apoyo de estasdirectrices, los talleres podrán seleccionar con mayor facilidad las medidas específicas atomar en relación a la técnica de lavado.

DEVOLUCIÓN DE BAÑO O ELECTROLITO ARRASTRADO

Los lavados de las operaciones contienen la totalidad del volumen de baño arrastrado queaún podría estar en condiciones de reutilizarse (previo a cualquier mezcla) si no estuvieramuy diluido.

Por esta razón, y teniendo en cuenta el elevado coste de los electrolitos (30-180 pts/l), esfundamental haber optimizado la técnica de lavado para concentrar la mayor cargacontaminante de una operación en un volumen reducido de agua.

A partir de ahí, y en función de las necesidades de reponer pérdidas de volumen porevaporación en el baño, del volumen de arrastre y de la compatibilidad química, se planteandiferentes técnicas de devolución de baño arrastrado.

Las más sencillas y económicas permiten una devolución directa, esto es, sin ningúnproceso adicional de concentración ni el uso de equipos auxiliares.

La devolución directa puede realizarse de modo continuo si se consigue por optimizaciónde la técnica de lavado, reducir el caudal a un volumen que no sobrepase ni siquiera laevaporación (en las operaciones de trabajo en caliente).

Si esto no es factible, los lavados estancos, denominados cubas de recuperación, permitenuna devolución discontinua de hasta un 85% de los arrastres, en función de la evaporacióndel baño.

Sin embargo la devolución directa es incluso factible en operaciones que trabajan en frío. Lainmersión previa y posterior a la operación, en un lavado estanco, permite recuperar un50% del baño arrastrado.

Las técnicas de devolución indirecta, que permiten una recuperación completa de electrolito,implican equipos auxiliares de concentración. Entre estos destacan los evaporadoresatmosféricos que funcionan por el principio de la torre de refrigeración. Una variante deestos equipos consiste en utilizar el sistema de aspiración de aerosoles para concentrar lasaguas de lavado. Otras tecnologías de devolución indirecta sólo son rentables en ocasionesmuy específicas. Así la evaporación en equipos herméticos, el intercambio iónico o lastécnicas de membrana tienen una aplicabilidad reducida en este campo que habría quevalorar en cada caso.

Resumen

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RECUPERACIÓN INTERNA O EXTERNA DE METALES PESADOS

Tanto las aguas residuales como los lodos procedentes de los tratamientos contienen metalespesados en cantidades importantes. Antiguamente se imponía la idea de captar metalespesados de los efluentes de procesos de recubrimientos por electrólisis para, de este modo,reducir las cargas y recuperar metales valiosos en fundiciones secundarias. En la práctica,esta tecnología se aplica exclusivamente a metales nobles como la plata y el oro, resultandomenos válidos por lo general, para otros metales como el cobre o el níquel, que, en esteúltimo caso, debería recuperarse en un equipo de electrólisis con membrana para evitargrandes emisiones de cloro molecular.

Sin embargo, se impone cada vez más, la vía de la recuperación externa pirometalúrgicade los lodos de procesos de recubrimientos electrolíticos, existiendo ya la posibilidad dereciclar lodos conteniendo cobre, siempre que cumplan unas condiciones determinadas.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

El tratamiento físico-químico de aguas residuales de procesos de recubrimientoselectrolíticos incluye una detoxificación por separado de cianuros y cromo VI, unaneutralización y precipitación de metales y una operación de separación que consiste en unadecantación y filtración.

Sin embargo en función de cómo se hagan estas operaciones puede variar de maneraimportante la seguridad ambiental del proceso y/o los costes de explotación del sistemade tratamiento.

La depuración físico-química puede realizarse por cargas, en continuo o en semidiscontinuo.El tratamiento por cargas, que exige caudales de aguas residuales reducidos y por tantouna optimización previa de la técnica de lavado, presenta importantes ventajas. En primerlugar permite controlar de modo manual la finalización de las reacciones y corregir posiblesdisfuncionalidades antes de proceder a la siguiente etapa del proceso de depuración. Ensegundo lugar posibilita una reducción de costes de productos químicos (sosa, ácido yfloculante) por optimización de la gestión de la acidez y de la alcalinidad de las aguasresiduales y baños agotados, así como por la minimización del consumo de floculante.

El tratamiento en continuo es recomendable cuando, tras una optimización de la técnica delavado, aún se generan importantes volúmenes de aguas residuales, de más de 2-3 m3 porhora, o no existe apenas espacio para almacenar las diferentes corrientes de aguas residualesgeneradas en un turno de trabajo. Sin embargo, presenta desventajas muy importantes comoes la menor seguridad ambiental del proceso, al no existir capacidad de reaccionar antedisfuncionalidades en el tratamiento, en caso de detectarse. Este hecho conlleva un mayorpotencial de riesgo ambiental al trasladarse todos los posibles fallos de funcionamiento,directamente al cauce o colector, con margen de maniobra por parte del taller. La depuraciónfísico-química en continuo genera mayores costes de explotación por consumo excesivo defloculante (tiempos de residencias escasos en el decantador) y dificultad de optimizar lagestión de la alacalinidad y acidez de las aguas.


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Por último, destacar el tratamiento semidiscontinuo, que reduce el riesgo ambientaltratando por cargas las aguas de las operaciones más críticas (cianuros y cromo VI) ydepurando en continuo los compuestos menos tóxicos (corrientes ácidas y alcalinas).

Adicionalmente a los procesos físico-químicos, existen una serie de sistemas de tratamientosmás específicos entre los que destaca el lavado químico con bisulfito posterior a operacionesde cromado, que se realiza directamente en la línea de producción, la gestión externa debaños agotados especialmente relevante para baños conteniendo complejantes fuertes, laevaporación de aguas residuales para consecución del vertido cero y el tratamiento confloculante de producción propia.

Es importante destacar que la mayoría de sistemas de tratamientos físico-químicos presentaproblemas de cumplimiento de los límites de vertido en presencia de complejantes fuertes,cuyo empleo debe evitarse sobre todo en caso de mezcla de corrientes de aguas residualesprevio a su tratamiento, donde se formarían los complejos estables como el cianuro deníquel o el cobre amoniacal.

METODOLOGÍA PARA ELABORACIÓN DE CONCEPTOS AMBIENTALES POR PARTE DE LAEMPRESA

Las medidas de minimización y recuperación previamente descritos no son aplicables sin unanálisis para cada caso particular.

En este sentido cabe destacar que cada taller galvánico o línea de recubrimientos tiene unasparticularidades específicas que no permiten recetar propuestas estándar de producciónlimpia. Es más, antes de seleccionar una medida y aplicarla debe evaluarsecomparativamente con otras posibilidades analizando las ventajas y desventajas de caráctertécnico, económico y ambiental.

Desde el aspecto ambiental, se realiza especial hincapié en no trasladar el problema deresiduos o emisiones de un medio a otro. Así, depurar las aguas generando cantidadeselevadas de residuos tóxicos no depositables ni siquiera en un depósito de seguridad noconstituyen una solución real del problema.

Por otro lado, el análisis de cada medida particular no tendría sentido alguno si no seevalúan éstas económicamente, para lo cual se ha establecido una sencilla metodología.

Con el objeto de facilitar a las empresas el desarrollo sistemático de un concepto propiode optimización ambiental de sus procesos, se presenta en el capítulo 7 una metodologíapara abordar y centrar estos problemas. Esta incluye el modo de realizar un diagnóstico de lasituación real, de elaborar balances de materias y aguas, recopilar los datos específicamentenecesarios (temperaturas, criterios de calidad de lavado, arrastre, composiciones de baños,...) y la óptima representación gráfica de los datos recogidos. Dado que los procesos derecubrimientos se componen de numerosas operaciones, es recomendable dividir la línea enunidades funcionales que se denominan módulos de operaciones (p.ej. el módulo de laoperación de cobreado estaría formado por el baño de cobre “flush”, los baños de cobre y latotalidad de lavados específicos).

Resumen

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En base al análisis de la situación actual puede elaborarse un concepto propio deminimización, para lo cual es recomendable seguir estrictamente un orden de trabajo comoes la evaluación de:

- la prolongación de la vida de los baños.- la adecuación del criterio de calidad de lavado (CL).- la minimización de arrastres.- la optimización de la técnica de lavado.- la devolución de baño o electrolito arrastrado a la solución de origen.- la recuperación externa de los lodos metálicos generados.

ANÁLISIS DE EMPRESAS VASCAS CON PROCESOS DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS

En el marco del presente estudio se ha elaborado en cuatro empresas de la C.A.P.V. conprocesos de recubrimientos electrolíticos un concepto de minimización y/o de tratamiento,siguiendo la metodología anteriormente señalada y valorando las diferentes alternativas desolución desde un aspecto técnico, económico y ambiental. Para la selección de lasempresas participantes se tuvieron en cuenta los criterios de analizar las operaciones máshabituales en la C.A.P.V. (cincado, niquelado, cobreado y cromado), la evaluación tanto delíneas que trabajan con bastidor como líneas de tambor, la realización automática o manualde las operaciones y el material base a utilizar (acero, zamak, latón).

Evidentemente, se ha partido de empresas con una situación medioambiental relativamenteoptimizada, esto es, con varias etapas de lavado, un cierto grado de devolución de electrolitoarrastrado, .... para que el estado actual en sí, ya actúe como elemento motivador ycatalizador sobre otras empresas y talleres de la C.A.P.V.

RESULTADOS PRÁCTICOS DEL ANÁLISIS DE EMPRESAS REALIZADO POR IHOBE, S.A.

El estudio de las cuatro empresas vascas con procesos de recubrimientos no permite realizarconclusiones universales, pero sí posibilita deducir una serie de tendencias generalizadasobservadas en todas ellas y que se han evaluado empresa por empresa y medida por medidadesde el aspecto técnico y económico.

Los resultados más importantes obtenidos por IHOBE, S.A. se resumen a continuación:

• Se contempla una falta de medidas para la prolongación de la vida de los baños dedesengrase, lo que resulta especialmente interesante en el caso de las líneas de cincado,tanto desde el aspecto técnico, económico como ambiental.

• Se detecta un desconocimiento del criterio de calidad de lavado, esto es, de quécalidad de agua es realmente necesaria en las últimas etapas de lavado. Por lo tanto se dauna calidad de agua que supera, en ocasiones, la realmente necesaria. Este hecho seextiende a todas las operaciones de recubrimientos electrolíticos, mientras que en dos delas empresas se observa un criterio de calidad de lavado insuficiente en lospretratamientos, que sin embargo puede mejorarse de modo sencillo.


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Por último, destacar la importancia de separar en el análisis técnico y económico losconceptos de criterio de calidad de lavado y técnica de enjuague, lo que facilita elentendimiento de ambos, aunque no haya sido siempre posible.

• Los efectos de la minimización de arrastres son importantes en varias de las operacionesestudiadas. Así se consigue hasta un 30% de reducción de arrastre en uno de los casos. Elincremento de los tiempos de escurrido posibilita grandes ahorros económicos y esespecialmente interesante para tambores, ya que poseen más limitaciones en cuanto a laoptimización de la técnica de lavado. Se han detectado algunas medidas de reducción dearrastres como la optimización del régimen de giro de tambores, la reducción deconcentraciones estudiada para el cromo VI de pasivados amarillos en una empresa y la,ya conseguida, limitación de la concentración de ácido crómico en una operación a 180g/l. Asimismo, cabe destacar la imposibilidad de incrementar tiempos de escurrido eninstalaciones manuales o en una de las líneas cuya producción estaba sincronizada y noexistía disponibilidad de tiempos en etapa alguna.

• La optimización de la técnica de lavado constituye en realidad el mayor potencial deactuación de minimización. En prácticamente todas las operaciones estudiadas es posibleuna importante reducción del consumo de agua. En una de ellas, se llega incluso aproponer la reducción de más del 90% de las aguas de lavado (propuesta ya llevada a lapráctica) con unos ahorros económicos importantes. Para ello fue siempre necesariodefinir previamente el criterio de calidad de lavado.

Por otro lado, se observa en dos de las líneas una tendencia a vehicular excesivas cargascontaminantes sobre resinas de intercambio iónico, lo que incrementa la frecuencia deregeneración y por lo tanto suponen costes adicionales. Sin embargo, debe tenerse encuenta que no en todas las empresas de la C.A.P.V. será tan sencillo realizar actuacionesde optimización de la técnica de lavado al no disponer las líneas de posiciones de lavadosuficientes ni existir espacio físico disponible en la empresa.

• La devolución directa es otra de las medidas con alto potencial de minimización, que sinembargo, implica más riesgos técnicos y de calidad. El efecto más importante analizadoen dos casos tanto desde el aspecto técnico como económico, se consigue por unainmersión previa y posterior, en el lavado estanco, fundamentalmente para baños deescasa evaporación (cincados) o arrastres elevados (tambores), aún y cuando estosproceden de baños en caliente.

La reposición de las pérdidas de evaporación con agua de la cuba de recuperación haarrojado eficacias muy altas de devolución (85%) en una de las empresas para laoperación de cobreado y niquelado. En otra ocasión, se incide en incrementar lafrecuencia de devolución que permite ahorrar un porcentaje no despreciable deelectrolito.

• La devolución indirecta presenta sin embargo menor viabilidad, aún y cuando seaplicaría la tecnología más ventajosa de concentración, la evaporación atmosférica. Enuno de los casos, la necesidad de aporte calorífico eléctrico impediría, junto a otrasdificultades de carácter técnico (espumas, rendimiento), la devolución completa en unelectrolito de níquel por razones económicas.

Resumen

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En un segundo caso, que supondría un cierre completo del ciclo de cromado decorativo,se vislumbra una rentabilidad económica que debe evaluarse frente al carácter innovadorde la experiencia.

• Se detectan dos empresas en las que la recuperación externa de lodos metálicosconteniendo cobre podría suponer una salida ambientalmente válida y económicamenteaceptable.

• Durante el desarrollo de un concepto básico de tratamiento de aguas residuales en dos delas empresas estudiadas se resalta la importancia de haber reducido previamente loscaudales de lavado puesto que su volumen es el que determina tanto la seguridadambiental con la que puede trabajar cada una de las empresas como los costes deexplotación que generará la depuración de las aguas.

Así, la línea automática de cobre-níquel-cromo que trabaja con cianuros y ácidocrómico permitiría implantar un sistema de tratamiento por cargas, lo que reduciría almáximo posibles riesgos ambientales con una posibilidad de control y corrección dedisfuncionalidades óptimo. La empresa con las líneas de cincado ácido, puede sinembargo implantar un sistema de tratamiento semidiscontinuo por la escasadisponibilidad de espacio existente. Ello permite tratar por cargas las aguas de lavado dela operación más tóxica (ácido crómico de pasivados) y depurar en continuo el resto delas aguas residuales, cuyos límites de vertido son menos restrictivos.

Los resultados de los casos estudiados confirman que en la mayoría de las empresas conestos procesos existen elevados potenciales de minimización de residuos y emisiones y quela metodología al respecto presentada es de una gran utilidad práctica para la empresa.Asimismo, se confirma que son las medidas más sencillas las que por motivos ambientales,técnicos y económicos resultan más interesantes. Por esta razón, es muy importante evaluareconómicamente las diferentes alternativas más sencillas posibles antes de tomar cualquierdecisión, sobre todo si va dirigido a realizar inversiones elevadas en equipos auxiliares.También se conforma la necesidad de seguir, en líneas generales, las diferentes etapas de lametodología de minimización señalada, para no perder de vista soluciones sencillas yeconómicas. Téngase en cuenta que, siempre y cuando se respete la normativa ambiental, lassoluciones más económicas también suelen ser las soluciones medioambientalmentemás correctas. Por último, cabe destacar que la presente guía técnica o “Libro Blanco”tendrá un eco relevante en el sector si además de entregarse se enseña a manejar y aplicar,para lo cual desde IHOBE, S.A. se realizarán actuaciones adicionales.


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1. INTRODUCCIÓN

El impacto medioambiental del conjunto de las empresas de la Comunidad Autónoma delPaís Vasco (C.A.P.V.) con líneas de recubrimientos electrolíticos es aún elevado.

Así, más del 50% de las empresas presentan dificultades para el cumplimiento de los límitesde vertido a cauce o colector, generándose además cerca de 9.000 toneladas anuales deresiduos sólidos y líquidos, de los que unos 500 corresponden a lodos metálicos procedentesdel tratamiento de las aguas residuales.

Ante esta situación, el Plan de Gestión de Residuos Especiales de la Comunidad Autónomadel País Vasco (1994-2000) determinó una serie de objetivos específicos de reducción delimpacto ambiental de estos procesos productivos entre los que destacaban:

- una reducción del consumo de agua en un 50%- una reducción de la carga contaminante en un 50%- una reducción del empleo de cianuros en un 50%- una reducción de emisiones a la atmósfera

Consecuentemente, cabe preguntarse cuál es la estructura y la idiosincrasia de este subsectorcon una facturación relativa media que da empleo directo a casi 1.000 trabajadores de laC.A.P.V. Tal y como se presentan en la Tabla 1.1 existen cerca de 150 empresas conprocesos de recubrimientos electrolíticos en la C.A.P.V., de las que un 50% son talleres aterceros, repartiéndose el resto de las líneas en los sectores de ferretería, cerrajería,accesorios del automóvil, platería y fabricación de artículos metálicos.

Sector Nº empresas Nº empleados Mediaempleados/empresa

Ratio: empleadostotales/empleados

líneasNeumáticos 1 3.432 3.432 228,8Siderurgia 1 4.200 4.200 95,5Fundición no ferrosos 1 200 200 40Tratamiento Superficial 69 695 10,1 2,4Cubertería y Orfebrería 8 883 110,4 34,0Herramientas 4 670 167,5 37,2Cerrajería 10 932 93,2 19,0Ferretería y Accesorios 19 707 37,2 15,0Conjuntos metálicos 6 648 108 58,9Armas 6 552 92 46,0Aparatos eléctricos 5 807 161,4 33,6Componentes electrónicos 3 612 204 76,5Accesorios vehículos 10 1.772 117,2 30,5TOTAL 143 16.110 112 26,7

Tabla 1.1: Sectorización de los procesos de recubrimientos electrolíticos

Asimismo se observa que, a excepción de los talleres a terceros y las empresas ferreteras,que poseen un número de empleados muy reducido, el resto de empresas con procesos derecubrimientos son de un tamaño medio.

Teniendo en cuenta la sectorización de estos procesos destaca que un 60% de los talleres aterceros, esto son 42 empresas, se dedican exclusivamente a cincar. Automáticamente se

Introducción

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observa en la tabla 1.2 que éste es el proceso más extendido en la C.A.P.V., seguido delniquelado, más habitual en empresas de los sectores de cerrajería, accesorios del automóvil,artículos metálicos y cubertería, del cobreado, especialmente extendido como recubrimientoprotector sobre material base de zamak y el cromo decorativo, muy extendido en el sector decomponentes del automóvil.

Tipo de recubrimiento Producción(en % de m2 metalizados)

Cinc 58Níquel 21Cobre 13Cromo decorativo 8TOTAL 100

Tabla 1.2: Reparto de la producción de la C.A.P.V. en función del tipo de metal, expresado enporcentaje de m2 recubiertos electrolíticamente

(Estimación realizada por IHOBE, S.A. en 1.994; No se incluyen en la tabla acabados decorativos demenor importancia ni cromados duros)

Analizando en más profundidad las prácticas habituales en las empresas con procesos derecubrimientos electrolíticos o empresas galvánicas se observa un bajo grado detecnificación de los procesos una formación ambiental insuficiente de los técnicos yoperarios de las líneas y una falta de gestión de calidad que implican automáticamenteelevados consumos de agua y la generación de excesivas cargas contaminantes en aguasresiduales y residuos.

Ante la creciente presión de la administración ambiental está apareciendo una demandaindustrial de información técnica sobre cómo reducir de modo más económico el impactoambiental de las líneas de recubrimientos electrolíticos y químicos.

En respuesta a ello, y dada la desorientación generalizada existente, IHOBE, S.A. SociedadPública de Gestión Ambiental del Gobierno Vasco publica el presente “Libro Blanco parala Minimización de Residuos y Emisiones en Procesos de Recubrimientos Electrolíticos”que pretende transmitir directrices y metodologías específicas de trabajo que permitan a lasempresas desarrollar su propio concepto de optimización ambiental y tomar decisiones trasuna evaluación técnica, económica y ambiental adecuada.

El “Libro Blanco” incluye en primer lugar una recopilación práctica de la legislaciónmedioambiental que afecta a los talleres de recubrimientos. En segundo lugar describebrevemente las operaciones habituales en las líneas y el modo de operación de las mismas,detallando el origen de las principales corrientes de aguas residuales, residuos y emisiones.

En tercer lugar se centra en evaluar minuciosamente, de mayor a menor interés técnico,económico y ambiental, las diferentes medidas de optimización del proceso que permitan almismo tiempo minimizar residuos y emisiones. Así se analizan las diferentes posibilidadesde prolongación de la vida de los baños, las alternativas de reducción de arrastres y laoptimización de la técnica de lavado. Esta última medida tiene una gran aplicación prácticapara las empresas con líneas de la C.A.P.V. teniendo en cuenta el marco descritoanteriormente.


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Posteriormente, se incide en la devolución interna de electrolito arrastrado, una medida que,no exenta de riesgos técnicos, permite una reducción muy importante de costes, parafinalizar con la recuperación interna de metales pesados y la recuperación externa de lodosmetálicos.

Descritas las diferentes alternativas de minimización se procede en cuarto lugar a presentarunas directrices generales en relación a la implantación u optimización de tratamientos deaguas residuales de procesos de recubrimientos.

Sin embargo, el valor añadido de esta Guía Técnica se centra en la presentación de laMetodología para la Aplicación de la Minimización por parte del propio taller derecubrimientos electrolíticos y sobre todo, en la aplicación práctica de dichametodología a cuatro empresas vascas representativas del sector que se describen,analizan y optimizan detalladamente en el último capítulo con la correspondienteevaluación técnica, económica y ambiental de las medidas y mejoras propuestas. Apartir de ahí cada empresa podrá analizar la situación actual de sus líneas con ayudade la Metodología citada y, consultando los capítulos del “Libro Blanco” que considereoportunos, elaborar un concepto propio de minimización que le permitirá realizar unatoma de decisiones preliminar, tal y como se presenta en la figura 1.1.

De este modo, se espera facilitar una herramienta útil para el autodiagnóstico de las propiasempresas y la búsqueda de soluciones viables a sus problemas ambientales.

Introducción

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Lectura de metodología deaplicación de la minimización

(Cap. 7)

IHOBE, S.A.

Comparación de la línea propiacon la línea de empresas

analizadas por IHOBE, S.A. en laC.A.P.V. (Cap. 8)

Análisis de la situación actual enla propia empresa

(Siguiendo metodología Cap. 7)

Consultas técnicas sobreminimización y tratamiento

(Caps. 5 y 6)

Elaboración de un concepto propiode minimización y tratamiento

(Siguiendo metodología Cap. 7)

Toma de decisiones preliminares

Figura 1.1: Modo de empleo del “Libro Blanco para la Minimización de Residuos y Emisiones en procesosde Recubrimientos Electrolíticos” para industrias del sector


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2. LEGISLACIÓN AMBIENTAL DE APLICACIÓN A LOS PROCESOS DERECUBRIMIENTOS

2.1 OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL

En este capítulo se van a reflejar de forma general todos los aspectos legales más relevantesque afectan al sector galvanotécnico y se va a poner especial énfasis en lo que la legislaciónvigente contemple respecto a la minimización y valorización de residuos. También se van acontemplar aspectos prácticos de cómo realizar la gestión de los residuos o cómo tramitardeterminados permisos y autorizaciones.

El capítulo se va a dividir en varios apartados, en función de la problemática y de lalegislación que lo regula. Estos apartados son:

• Residuos Tóxicos y Peligrosos, donde se abordarán las implicaciones derivadas de lanormativa vigente en este campo, fundamentalmente de la Ley de Residuos Tóxicos yPeligrosos y del Reglamento que la regula y complementa.

• Aguas, donde se abordarán las implicaciones de la normativa, tanto desde el punto devista de consumo, como desde el de vertido, todo ello basado fundamentalmente en laLey de Aguas y el Reglamento que la desarrolla.

• Licencia de Actividad. Bajo este nombre se incluyen las implicaciones derivadas delReglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas, tanto en lo que serefiere a la tramitación de la Licencia, como a las consecuencias relacionadas con losaspectos medioambientales.

No se van a contemplar todos los aspectos normativos exhaustivamente. Bien al contrario,para responder a los objetivos de esta publicación, sólo se va a hacer una selección de losaspectos más relevantes de la citada reglamentación como una herramienta elemental paralos profesionales del sector.

2.2 RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS

Se refiere a la Ley 20/1986, de 14 de Mayo, Básica de Residuos Tóxicos y Peligrosos y alReglamento para la ejecución de esta ley, aprobado por el Real Decreto 833/1988, de 20 deJulio. A partir de este momento se denominará a todo este conjunto como Ley RTP.

En primer lugar es fundamental constatar que numerosos residuos que se generan en losprocesos galvanotécnicos son residuos tóxicos y peligrosos (RTP) y que, por tanto, estánsometidos a las prescripciones de la Ley RTP. En este caso se encuentran, por normageneral, los lodos de depuración de los efluentes de lavado de las líneas galvánicas y losbaños agotados.

En este sentido, puede ser interesante la exposición de una síntesis de las obligaciones delproductor de RTP, puesto que todo el sector de galvanotecnia se halla sometido a ellas.

Legislación ambiental de aplicación a los procesos de recubrimientos

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En la propia Ley aparecen las primeras obligaciones de los productores (después, en elReglamento, se concretan más y se añade alguna). Seguidamente se presenta un listado delas obligaciones más relevantes para los productores que establece la Ley RTP.

• Tener autorización de la Administración Ambiental, en este caso, la Viceconsejería deMedio Ambiente del Gobierno Vasco. Ésta puede exigir que se suscriba un seguro quecubra las responsabilidades derivadas de la actividad. (Ver más adelante, cuando secomenta sobre Pequeños Productores).

• No mezclar diferentes residuos. No mezclar tóxicos y peligrosos con los que no lo son, nidiferentes tóxicos y peligrosos entre sí.

• Envasar y etiquetar adecuadamente los RTP, de acuerdo con las directrices que seestablecen en la Ley RTP.

• Llevar un registro de producción y gestión de RTP.• Suministrar la información necesaria al gestor para el adecuado tratamiento.• Hacer un informe anual de la producción de RTP a la Administración: cantidad tipo y

gestión (al menos). (Ver más adelante, cuando se comenta acerca de los PequeñosProductores).1

• Informar inmediatamente a la Administración de incidentes graves: desaparición,pérdida, escape, etc. de RTP.

• Almacenamiento temporal máximo de seis meses, desde la producción hasta la retiradapor el gestor.

• Formalizar la relación con el gestor: antes de comenzar los envíos, el gestor debeaceptarlo en base a la información facilitada por el productor.

• Cada vez que se haga un envío de RTP, cumplimentar el documento de control yseguimiento.2

• Antes de entregar residuos a un transportista, asegurarse que está autorizado paratransportarlos.

El Reglamento introduce la figura de Pequeño Productor. Puede ser interesante para muchosde los empresarios del sector galvánico. Para poder serlo, existen un par de requisitos:

• Producir menos de 10.000 kg/a. Para esta cifra hay que tener en cuenta todos los RTPque se produzcan en la empresa, no sólo los producidos en la depuradora de los efluentesde las líneas galvánicas.

• Inscribirse (y ser aceptado) en el Registro de Pequeños Productores de RTP.

El ser un Pequeño Productor de RTP lleva consigo algunas simplificaciones en lasobligaciones de los productores:

• No es necesario tener autorización ni obligatorio el seguro que se han mencionado másarriba.

• No hay que hacer la declaración anual de productores de RTP.

El organismo competente para todos los aspectos de residuos tóxicos y peligrosos es laViceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco, concretamente la Sección de

1 En el Anexo I se describe cómo es el documento y las líneas generales para facilitar cumplimentarlo2 En el Anexo II se describe cómo es el documento y las líneas generales para facilitar cumplimentarlo


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Residuos Tóxicos y Peligrosos de la Dirección de Calidad Ambiental. La dirección de esteorganismo se establece en el Anexo VI.

Hasta aquí se ha visto la normativa vigente. Para el productor también resulta interesanteconocer, hasta donde sea posible, las tendencias que se pueden prever hacia el futuro. Seestá preparando una nueva ley de Residuos Tóxicos y Peligrosos, de contenido másrestrictivo que la actual que probablemente define los lodos galvánicos como RTP sinexcepción alguna. Otra tendencia que también se debe tener en cuenta es la previsión de unfuerte incremento en los costos de gestión de los Residuos Tóxicos y Peligrosos. Por otraparte se estima, en base a la actual regularización de vertederos de residuos inertes yasimilables a urbanos, que ningún tipo de lodo de depuración galvánica o similar seaaceptado en los vertederos señalados.

2.3 AGUAS

Se refiere a la Ley 29/1985, de 2 de Agosto, de Aguas y al Reglamento del Dominio PúblicoHidráulico para la ejecución parcial de esta ley, aprobado por el Real Decreto 849/1986, de11 de Abril. A partir de este momento se denominará a todo este conjunto como LA.

La LA tiene un contenido muy amplio por la gran envergadura del campo que regula:regadíos, grandes obras hidráulicas, producción de energía hidroeléctrica, navegación, etc.De todo ello, hay dos aspectos interesantes para las empresas, pero de problemática muydiferente, por lo que se abordan por separado: uno se refiere al consumo de agua y otro alvertido de aguas residuales.

2.3.1 Consumo

En primer lugar se va a incidir en un aspecto que afecta a muchos empresarios del sector: laautorización para la utilización de aguas subterráneas. Efectivamente, es bastante común queuna de las formas de suministro de agua proceda de pozos excavados en los terrenos de lafactoría, desde antiguo, y que estos pozos no se encuentren en situación de legalidad. Paraello es necesario una tramitación que es diferente en función del volumen anual consumido.En el Anexo V se desarrollan los aspectos prácticos para regularizar estas situaciones.

Aunque es menos frecuente, puede suceder también que alguna empresa capte aguassuperficiales para su suministro. Para los casos en que esta utilización no esté regularizada,se puede acudir al mismo Anexo V, ya que uno de los casos posibles sigue una tramitaciónsemejante.

Desde el punto de vista del consumo, la tendencia de futuro que puede ser de mayor interéses que se impondrán limitaciones a la cantidad de agua a consumir en los procesos y,concretamente en el sector galvanotécnico, se prevé una limitación en forma de una cantidadmáxima de agua a utilizar por unidad de superficie tratada. Esto ya existe en algunos paíseseuropeos, como Francia o Alemania. Por otro lado se prevé aún un incremento progresivo delos precios de consumo de agua.

2.3.2 Limitaciones de vertido


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Por lo que se refiere al aspecto de preservar la calidad de las aguas, se incide plenamente enlas limitaciones al vertido. En ese sentido, se pueden extraer toda una serie de obligacionesgenerales para las empresas y concretar en limitaciones medibles.

Los aspectos claves a tener en cuenta por los productores se pueden resumir, de formapráctica, en los siguientes puntos:

• No se puede realizar un vertido a cauce público sin autorización administrativa. Laautorización hay que tramitarla tal y como se explica en el Anexo V. La concesión de laautorización lleva consigo el que la Autoridad Ambiental que la concede fije los mediosde depuración que tiene que tener la empresa y los límites de vertido para determinadosparámetros que no se pueden superar.

• El canon de vertido a cauce se cobra a las empresas en función del volumen vertido y dela llamada “carga contaminante”, directamente relacionada con la concentración de lassubstancian contaminantes que se vierten.

• La Autoridad Ambiental (ver Anexo VI) podrá hacer controles de que se cumplen lascondiciones que se han impuesto en la autorización de vertido. Si hay incumplimiento,puede revocar la autorización, independientemente de otras acciones legales (multas,aplicación del delito ecológico del código penal, ....

• La posibilidad de vehicular las aguas residuales previamente tratadas a depuradoras deaguas residuales urbanas, integradas en Consorcios de Aguas generales. Esto es un hechoen determinadas zonas de la C.A.P.V. (Bilbao y alrededores, Durangoaldea, Vitoria-Gasteiz, ...). La admisión de las aguas residuales industriales para estos casos está sujeta acumplir unas condiciones de concentración y carga de los diferentes parámetroscontaminantes. Debido a que las depuradoras urbanas se basan en un tratamientobiológico, la presencia de contaminantes que puedan interferir con este proceso está muylimitada. Concretamente, las concentraciones de metales están reguladas a valoressemejantes a los de vertido a cauce público. Por esta razón es inevitable depurarpreviamente las aguas residuales galvánicas para que sean admitidas en los colectorescorrespondientes. Aún así, la vehiculación de las aguas residuales pretratadas con estasdepuradoras de los Consorcios también está sujeto al pago de unas cantidades en funcióndel volumen y la carga contaminante, que será básicamente de carácter orgánicobiodegradable. En la tabla 2.3.1 están los límites para la admisión en algunos de lossistemas de estos consorcios de aguas, concretamente para los parámetros más relevantesde los vertidos del sector galvánico.

En el Reglamento de vertido a cauce se concretan algunos de los aspectos que se hancomentado más arriba. Particularmente en lo que se refiere a sustancias que pueden provocarcontaminación, se fijan unas tablas en las que figuran los valores límites que, salvocircunstancias muy especiales, nunca se pueden superar en las autorizaciones de vertido.Hay tres tablas con límites diferentes. Por lo que se refiere a las empresas con procesosgalvánicos, normalmente estarán limitadas en sus vertidos por la tabla más restrictiva, latabla III. Los valores de estas tablas figuran también en el Anexo V. Fácilmente se puede verque no es posible cumplir los límites sin realizar una depuración de estos efluentes, quecontienen varios compuestos en concentraciones muy superiores a estos límites.

El sistema de depuración debe permitir cumplir siempre los límites de vertidos establecidosy garantizar la inexistencia de vertidos accidentales, derrames o fugas. En caso contrario elOrganismo (ver Anexo V) que tenga que conceder la autorización de vertido introducirá los


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cambios pertinentes para asegurar que la depuración es adecuada, segura, y suficiente para ellogro de los objetivos de calidad en el vertido. También es importante el aspecto deseguridad ante algún problema de funcionamiento. En este sentido, siempre que los caudalesde vertido no sean demasiado grandes, es recomendable, sobre todo para los efluentes másproblemáticos como los cianurados y crómicos, la depuración por cargas. Sólo cuando elcaudal de vertido no minimizable haga necesario un dimensionamiento excesivo delsistema, se recomendaría una depuración en continuo que sin embargo, más susceptible deprovocar un problema ambiental ante un fallo de funcionamiento o una fluctuación en lostiempos de reacción, para lo cual habría que dotarla exhaustivamente de medidas deseguridad que prevengan esta eventualidad.

Cauce ColectorParámetro Unidades Tabla 3 Gran Bilbao Durangoaldea Vitoria-Gasteiz

pH 5,5 a 9,5 6 a 9,5 6 a 9,5 6 a 10Sólidos suspensión mg/l 80 700DBO5 mg O2/l 40 600DQO mg O2/l 160 1.000Bario mg/l 20 20Boro mg/l 2 5Cadmio mg/l 0,1 1,5 1,5 0,2Cromo III mg/l 2 7,5 7,5 6Cromo VI mg/l 0,2 0,5Hierro mg/l 2 150 150 10Níquel mg/l 2 5 5 2Plomo mg/l 0,2 3 3 0,7Estaño mg/l 10 10Cobre mg/l 0,2 7,5 7,5 0,5Cinc mg/l 3 15 15 5Cianuros mg/l 0,5 2 2 1Cloruros mg/l 2.000 2.000Sulfatos mg/l 2.000 1.500 1.500 2.000Fluoruros mg/l 6 10Amoniaco mg/l 15 364 364 30Aceites y grasas mg/l 20 500 500 75Aceite mineral mg/l 50 50

Tabla 2.3.1: Límites de vertido a cauce (Tabla 3) y límites de aceptación en colector de los consorciosmás relevantes de la C.A.P.V. Sólo se incluyen los parámetros relevantes para los procesos de

recubrimientos

En cuanto a las tendencias de futuro en los aspectos de vertido, se pueden apuntar tres muyrelevantes para el sector galvánico:

• Las limitaciones al vertido estarán, en un futuro próximo, basadas también en cargastotales de contaminante, por ejemplo, expresadas como kg/año por empresa. Enconsecuencia, el cumplimiento de los límites de vertido (expresado en mg/l) debido alconsumo de elevados caudales de lavado, que se da en ocasiones en la C.A.P.V., ya nosería posible. Ello obligaría a depurar para retirar una buena parte del contaminante omejorar los procesos para que se pierda menos carga por el vertido.

• Endurecimiento progresivo de los actuales límites de vertido, en función de lo que esposible alcanzar con “las mejores tecnologías disponibles”, tanto de proceso como dedepuración. Hay países europeos que ya disponen de normativa más restrictiva; como


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ejemplo, para el cinc, en Alemania está limitado a 0,2 mg/l frente a los 2 mg/l que secontemplan en la LA.

• Incremento muy fuerte en la cuantía de los actuales cánones de vertido.

2.4 REGLAMENTO DE ACTIVIDADES MOLESTAS, INSALUBRES, NOCIVAS Y PELIGROSASY LICENCIA DE ACTIVIDAD

Este Reglamento de Actividades Molestas, Insalubres, Nocivas y Peligrosas se puso en vigorpor el Decreto 2414, de 30 de Noviembre de 1961, aunque posteriormente haya sido objetode modificaciones.

Tiene la particularidad de que regula todo tipo de actividades, desde cualquier tienda oestablecimiento hasta la industria más grande y complicada. Además, en función de lascaracterísticas de la actividad, la califica con uno o varios de los adjetivos que están en supropio nombre, es decir, molesta, insalubre, nociva y/o peligrosa, y ello lleva consigo unaserie de obligaciones de control y cumplimiento de medidas correctoras que están indicadosen la concesión de Licencia de Actividad.

Examinando el articulado del Reglamento se puede ver qué se pretende conseguir con él y lametodología de su aplicación. Así, ya en el artículo 1º se puede leer: “El presenteReglamento [...] tiene por objeto evitar que las [...] actividades produzcan incomodidades,alteren las condiciones normales de salubridad e higiene del medio ambiente, [...].”

Posteriormente se define lo que se entiende por actividad Molesta, Insalubre, Nociva y/oPeligrosa. Atendiendo a estas definiciones, una actividad galvanotécnica se calificaría comoInsalubre y Nociva (en algún caso se podría calificar también como Molesta a causa delruido).

Se establece que para poder desarrollar una actividad legalmente hay que contar con lacorrespondiente Licencia Administrativa (comúnmente conocida como Licencia deActividad), regulada por este Reglamento. En el propio Reglamento se regula a su vez laforma de obtenerlo.

La competencia de la concesión de la Licencia, de la vigilancia de que se cumplan lasdisposiciones y de imponer sanciones, es de los Ayuntamientos, independientemente deotras competencias medioambientales de mayor rango.

Todas las empresas deben estar en posesión de la Licencia de Actividad. Desde todos lospuntos de vista, las empresas que no tienen regularizada su situación en este aspecto,deberán hacerlo en el menor plazo posible.

La tramitación no es complicada. Hay que presentar en el Ayuntamiento de la localidad enque se encuentra la actividad una instancia dirigida al Alcalde/sa y acompañada dedocumentación que contenga un proyecto técnico y memoria descriptiva en la que sedetallan las características de la actividad, su posible repercusión sobre el ambiente y lossistemas correctores que se propone utilizar, con expresión de su grado de eficacia y garantíade seguridad.


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Una vez el expediente en el Ayuntamiento, es remitido a diversos organismos que tienencompetencia en varios campos (Departamento de Ordenación Territorial, Vivienda y MedioAmbiente, Departamento de Sanidad, ambos del Gobierno Vasco y Autoridades de controlde vertido de aguas) y éstos emiten un dictamen que se incorpora al expediente y vuelve alAyuntamiento. Allí, a la vista del contenido de la solicitud, de los dictámenes incorporadosy de los condicionamientos urbanísticos y de otros órdenes por parte del Ayuntamiento, seresuelve la concesión o denegación de la Licencia. Es importante señalar que elAyuntamiento con una vinculación parcial a los dictámenes anteriormente citadosprobablemente incorporará a la Licencia de Actividad el contenido de los mismos (medidascorrectoras, límites de vertido, etc.).

Antes de conceder definitivamente la Licencia de Actividad, un técnico municipal girará unavisita a las instalaciones para comprobar que, tanto lo descrito en la memoria presentada enla solicitud, como las mejoras provenientes de las medidas correctoras impuestas, son unarealidad.

La concesión de la Licencia de actividad puede estar condicionada a la implantación de lasmedidas correctoras en unos plazos, es decir que se puede conceder antes de estarimplantadas, pero que será revocada si no se cumplen dichos plazos.

Para todo lo anterior hay que tener en cuenta que existe numerosa normativa ambiental queha entrado en vigor después del establecimiento de este Reglamento y que dicha normativahay que cumplirla. Por ello, las medidas correctoras que la empresa propone en su memoria,así como las que imponga la propia concesión de la licencia, deberán adecuarse alcumplimiento de toda esta normativa ambiental vigente.

Bases técnicas de los procesos de recubrimientos metálicos

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3. BASES TÉCNICAS DE LOS PROCESOS DE RECUBRIMIENTOSMETÁLICOS


Los procesos de recubrimientos electrolíticos o químicos, también denominadosgalvanotecnia consisten en depositar por vía electroquímica finas capas de metal sobre lasuperficie de una pieza sumergida en una solución de iones metálicos o electrolito. Para ellose emplean productos químicos relativamente puros, sales y metales, de forma que durantela operación se depositan completamente los metales empleados sobre las piezas sin apenasimpacto ambiental si se emplean las mejores tecnologías disponibles. Los procesos derecubrimientos metálicos merecen una valoración favorable también en lo que respecta a laconservación de los recursos, puesto que a diferencia de la fabricación de piezas en base deun metal de alto valor (latón, cobre, acero inoxidable) este revestimiento sólo requierepequeñas cantidades de metal para incrementar el valor añadido de las piezas y una utilidadpara múltiples fines (decoración, dureza, anticorrosión).

El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversióndel metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones sedepositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en susuperficie (Fig. 3.1.1).

e- e-

Cátodo Anodo

Cu2+

Recubrimientode Cu

Electrolito

Cu

Pieza

IHOBE, S.A.

Figura 3.1.1: Principio de la deposición electrolítica. Como ejemplo se presenta el caso del cobre, que sedisuelve del ánodo y deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica

Los procesos de recubrimientos electrolíticos son reacciones de oxidación-reducción. Enprimer lugar, y salvo excepciones (cromo) se oxida (o disuelven con carga positiva) el metaldel ánodo. Los iones metálicos en solución se reducen o metalizan sobre las piezas arecubrir que, ayudados por una fuente externa de corriente continua, actúan como cátodos.

En galvanotecnia existen asimismo procesos en los cuales el metal se deposita sin fuenteexterna de corriente eléctrica. En estos procesos de revestimiento sin corriente externallamados también procesos de recubrimientos químicos, los electrones para la reducción de


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los iones metálicos los suministra un reductor contenido en el electrolito o bien, en rarasocasiones, el contacto directo con un metal menos noble. Los electrolitos para la deposiciónquímica contienen siempre soluciones tampón para mantener constante el pH y tienen unaduración limitada. Las capas depositadas sin corriente externa presentan incluso en piezas degeometría muy compleja una distribución muy homogénea del espesor del recubrimiento.Por ello, el alto poder de penetración es la ventaja fundamental de estos procesos.

En ambos procesos de recubrimientos la capa depositada forma cristales metálicos. Enfunción del tipo de estructura cristalina se derivan las diferentes propiedades delrecubrimiento y así los campos de aplicación más adecuados. La estructura cristalina y conello las propiedades del revestimiento metálico depende de muchos factores. Entre estos seencuentran los factores físicos (p.ej. densidad de corriente, temperatura del baño), que amenudo constituyen los parámetros de proceso a controlar.

Los factores químicos constituyen el segundo grupo importante de condiciones a controlar.Entre ellos destacan:

- la concentración de los iones metálicos y especificación química.- el tipo y concentración de los aniones y/o acomplejantes.- el pH- el tipo y concentración de los tensoactivos- el tipo y concentración de aditivos específicos para conseguir las propiedades deseadas

durante el proceso de recubrimiento.

Las propiedades deseadas van, según el campo de aplicación desde una distribuciónhomogénea del recubrimiento (poder de penetración) hasta una resistencia a la fricción y a lacorrosión, un aspecto decorativo correcto, una capacidad de soldadura y blindaje para elmontaje de componentes electrónicos, etc.

Los electrolitos se desarrollan de una manera específica y no son en ese sentido en absolutointercambiables. Los campos de aplicación de los recubrimientos metálicos se dividen en 3grupos:

- recubrimientos decorativos- recubrimientos anticorrosivos- recubrimientos funcionales

En la tabla 3.1.1 se relacionan los principales campos de aplicación para los diferentes tiposde revestimiento. El área de recubrimientos funcionales se ha subdividido en tres grupos:

- recubrimiento para la protección contra el desgaste y la fricción- recubrimientos con propiedades eléctricas especiales, p.ej. alta conductividad- recubrimientos que posibilitan la realización de soldaduras

Las exigencias a las propiedades de los diferentes recubrimientos metálicos son múltiples.Por esta razón se han desarrollado con el tiempo una gran variedad de tipos y composicionesde electrolitos, con el objeto de satisfacer todas estas exigencias. Los electrolitos seclasifican en función de sus componentes.


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Los componentes principales de un electrolito son:

- sales, que contienen en disolución el metal cuya deposición se pretende- aditivos para influir sobre las propiedades del electrolito- aditivos para influir sobre las propiedades del recubrimiento

El recubrimiento electrolítico de las piezas se produce casi exclusivamente por inmersión enun baño. Para ello se introducen las piezas en las cubas donde se encuentra el electrolito, seles aplica la corriente como cátodo, se recubren y se secan. Al extraer las piezas del bañoarrastran una cantidad del electrolito sobre la superficie de las piezas. Esa películasuperficial arrastrada se elimina en un proceso de lavado posterior para que no interfiera enlas siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado exigidas.

Campos de aplicación de los recubrimientosTipos de Decorativos Protección Recubrimientos funcionales

recubrimientos anticorrosiva Antifricción Electrotécnica SoldaduraPlomo +Aleaciones de plomo-estaño + + + +Cromo + + +Oro y aleaciones de oro + + + +Cobre + + +Aleaciones de cobre + +Níquel (electrolítico) + + + + +Níquel (químico) + + + +Plata + + +Cinc +Estaño + + +Tabla 3.1.1: Principales campos de aplicación de los recubrimientos electrolíticos y químicos en función

del tipo de revestimiento

En función de la producción, la diversidad de recubrimientos y el grado de tecnificación, losprocesos de recubrimientos pueden ser manuales o automáticos. Dentro de estos dos gruposse distingue a la vez entre el transporte de piezas en bastidor (o estático) y en tambor (obombo), en función del tipo de piezas, de la calidad requerida y de los costes asumibles.

Una línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta por numerosas operaciones que,en función de las exigencias de calidad y el campo de aplicación seleccionado puedenagruparse del siguiente modo:

- Tratamientos previos (ver cap. 3.3)- pretratamiento mecánico de las superficies- desengrase- decapado- activado, neutralizado

- Tratamiento principal (ver cap. 3.4)- deposición previa de un recubrimiento metálico de protección que facilita

revestimientos posteriores sobre materiales críticos (aluminio, zamak, plástico, ...)- deposición de un recubrimiento metálico

- Tratamientos posteriores (ver cap. 3.5)


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- recubrimientos químicos para mejorar las propiedades anticorrosivas y funcionalesdel revestimiento (cromatizado, sellado, lacado, ...)

- tratamiento mecánico posterior (p.ej. pulido, mateado, conformado)- secado- control de calidad

- Desmetalización (ver cap. 3.6)

Por otro lado cabe destacar que existen una serie de operaciones iniciales que podríadenominarse la fabricación de piezas (cap. 3.2), que tiene asimismo incidencia sobre lacalidad del acabado metálico y las operaciones integradas en la línea de recubrimientos.

3.2 FABRICACIÓN DE PIEZAS

La fabricación de piezas tiene una relevancia no despreciable sobre el acabado superficial.Así, la selección del material base más correcto es una primera actuación de importancia.Por orden descendente de producción (m2 recubiertos), en la C.A.P.V. prima el empleo delacero sobre el zamak, la fundición, el latón y el cobre.

Otro aspecto básico es el diseño de las piezas en el que no se incidirá por su inclusión en elcapítulo 5.3.

Sin embargo, las operaciones que más afectan a la calidad del producto acabado es lafundición y el conformado.

3.2.1 Fundición de piezas

La fundición de piezas es crítica específicamente cuando el material base es zamak.

En este sentido deben realizarse una serie de recomendaciones de carácter preventivo comoson:

- evitar la aparición de poros en la pieza, que impiden una superficie homogénea.

- evitar inclusiones de gas en las piezas que conllevan una deformación de la mismasobre todo en el secado posterior a operaciones de lavado.

- obtener una superficie lo más lisa posible para evitar pulidos excesivos que incrementenla aparición superficial de poros en las piezas.

- evitar el uso de compuestos de desmoldeo de zamak en base silicona, que dificulta laadherencia de los recubrimientos.

Por otro lado, en algunas ocasiones (componentes del automóvil, ...) se utilizan piezas defundición. Para evitar que las piezas se sometan a un excesivo proceso de preparación(desengrase, decapado, etc.) se recomienda negociar con la fundición un granalladoadecuado que reduzca al máximo la existencia de restos de arena y carbono que interfieranen el proceso posterior.


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3.2.2 Conformado de piezas

La fabricación de piezas incluye el conformado y mecanizado de las mismas3.

Los contaminantes más frecuentes que pueden afectar a la calidad de los baños y procesosson los óxidos, calaminas, polvos metálicos y, sobre todo, los aceites y grasas. Cuando éstoscontienen tensoactivos procedentes de las taladrinas u otros fluidos, pueden aparecerproblemas en los baños de desengrase de bajo poder emulgente4.

Proceso de conformado Contaminantes e impurezas- Laminado y forja calaminas- Trefilado aceites y grasas, metales (Cu)- Embutido y corte aceites y grasas- Estampado óxidos, grasas pirogenadas- Taladrado, torneado y fresado tensoactivos, grasas y aceites, virutas y polvos metálicos, bórax

Tabla 3.2.1: Algunos procesos de fabricación y conformado de piezas y las impurezas más frecuentesque afectan a la calidad de los recubrimientos de los baños

3.3 TRATAMIENTOS PREVIOS

Las piezas a recubrir deben presentar, como en todos los procesos de recubrimiento, unasuperficie metálica totalmente limpia y lisa. La limpieza puede efectuarse por vía física oquímica. Los tratamientos previos son específicos en función de las sustancias a eliminar dela superficie. (Ver tabla 3.3.1)

Impurezas, defectos en lasuperficie

Tipo de tratamiento previo Sustancias empleadas

Asperezas, defectos en lasuperficie

Rectificado, pulido, chorreado Muela abrasiva y de pulir yabrasivos (productos para laproyección)

Grasas, aceites Desengrase Álcalis, silicatos, emulsionantes,tensoactivos, disolventes orgánicospara determinadas tareasespeciales

Óxidos, sales Decapado, mordentado, activado ÁcidosTabla 3.3.1: Eliminación de impurezas

No sólo por razones ecológicas, sino también con el objeto de obtener una calidad óptima yuniforme del recubrimiento, el taller debería acordar con el suministrador de las piezas, en lamedida de lo posible lo siguiente:

- las piezas a recubrir estén lo menos sucias posibles,- el tipo de suciedad permanezca constante en composición química,- las piezas a recubrir presenten el menor número de defectos posible en la superficie.

3 Los procesos de mecanizado superficial como pulido, rectificado y chorreado se tratan en el capítulo 3.3.14 Tipo de desengrases que permitan separar el aceite que contienen y alargar de este modo la vida del baño.


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Este tipo de acuerdos tienen una repercusión muy importante sobre la duración de los bañosy sobre el porcentaje de rechazos y con ello sobre la minimización económica y eficaz de losresiduos y emisiones.

3.3.1 Pretratamientos mecánicos

El pretratamiento mecánico que arranca de la superficie de la pieza una fina capa, incluyeprocesos como el cepillado, pulido y rectificado, que permiten eliminar asperezas o defectosde las superficies. En menor medida se aplica la técnica del chorreado que permite eliminarjunto con las asperezas y defectos de la superficie, los aceites, óxidos y restos de finos demecanizado. Tras estas operaciones es necesario someter a las piezas a un proceso delavado, puesto que durante el mismo se deposita sobre la superficie de las piezas, una partede la grasa y del abrasivo utilizado, así como polvo metálico.

Pieza

- muelas abrasivas y de pulido,cintas, cepillos- pasta abrasiva- abrasivos para el chorreado

- aire con partículas- abrasivos, muelas usadas- abrasivos de chorreado usados

Pieza tratada

Pretratamientomecanico

IHOBE, S.A.

Figura 3.3.1: Balance de materias en los pretratamientos mecánicos

3.3.2 Desengrase

En la fabricación de piezas se emplean grasas, taladrinas, aceites y sustancias similarescomo refrigerantes y lubricantes. A menudo también se engrasan las piezas como protecciónanticorrosiva temporal.

El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas: con disolventes orgánicos o ensoluciones acuosas alcalinas con poder emulsificador.

Actualmente apenas se utilizan los disolventes orgánicos por el riesgo que supone para lasalud laboral y el medio ambiente. Por esta razón sobre todo los disolventes halogenadosque poseen una alta capacidad de desengrase están siendo sustituidos por soluciones acuosasde desengrase. Estas contienen fundamentalmente detergentes inorgánicos, así comosustancias orgánicas, por lo general, biodegradables. Sin embargo, en casos en los que porrazones técnicas sea inevitable el empleo de disolventes halogenados, es recomendablerealizarlo en instalaciones cerradas herméticamente y acompañadas incluso de un sistema deextracción de vapores y ventilación del local durante su apertura.


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Pieza

- producto de desengrase- agua

- aire de aspiración- agua residual de lavado- baño de desengrase agotado- aceite, grasa- virutas, suciedad

Pieza desengrasada

Desengrase

IHOBE, S.A.

Figura 3.3.2: Balance de materias en la operación de desengrase acuoso

3.3.3 Decapado

El contacto entre atmósfera y piezas metálicas provoca la formación de capas de óxido. Elobjeto del decapado es su eliminación. El baño de decapado contendrá diversos tipos demetal en solución en función del tipo de material base y del grado de mantenimiento ydesmetalizado de los contactos de bombos y bastidores.

Pieza

- ácidos- aditivos- agua

- aspiración de gases- acidos agotados con metales- agua residual de lavado

Pieza decapada

Decapado

IHOBE, S.A.

Figura 3.3.3: Balance de materias en la operación de decapado

3.3.4 Activado

El proceso de activado, también llamado neutralizado e inclusive decapado suave, se utilizapara eliminar esa pequeña capa de óxido que se ha formado sobre la superficie del metal unavez que la superficie ha sido tratada o lavada en sucesivas etapas.

Esa pequeña capa de óxido hace que la superficie sea pasiva y por lo tanto mal conductora.Las soluciones empleadas son por lo general ácidos muy diluidos.

Los activados permiten asimismo eliminar velos y manchas generados por compuestosorgánicos y/o inorgánicos.


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3.4 RECUBRIMIENTO ELECTROLÍTICO

La deposición de un determinado metal puede obtenerse a partir de baños o electrolitos dediferente composición. Las propiedades específicas de los recubrimientos dependen de loscomponentes del electrolito utilizado. La calidad de recubrimiento exigida para un campo deaplicación específico, sólo puede cumplirse manteniendo unas condiciones de trabajoconstantes y definidas y realizando un seguimiento exhaustivo de los mismos. La estabilidada largo plazo de los electrolitos, de gran importancia para minimizar la generación de bañoselectrolíticos contaminados a tratar, requiere un seguimiento continuo de concentraciones delos compuestos básicos, las condiciones físicas y las contaminaciones orgánicas einorgánicas. Asimismo hacen necesario un mantenimiento y una limpieza del baño paraeliminar partículas y sustancias contaminantes.

- agua- sales metálicas- aditivos- ánodos- material auxiliar (materialde filtros, carbón activo, bolsas deánodos, etc)

Pieza

- aire de aspiración- agua residual de lavado- electrolitos contaminados o usados- lodos anódicos y de limpieza- material auxiliar usado

Pieza recubierta

Recubrimiento

electrolítico

IHOBE, S.A.

Figura 3.4.1: Balance de materiales para la operación de recubrimiento electrolítico

En los siguientes capítulos se describen los tipos de electrolitos más importantes, así comosus respectivos campos de aplicación. En el Anexo III se presentan los datos técnicos yecológicos más relevantes en una tabla.

3.4.1 Tipos de recubrimientos

3.4.1.1 Cobreado

Los electrolitos de cobre más empleados son aquellos en base cianuro y en base sulfato. Elelectrolito cianurado (bien con cianuro potásico o sódico) apenas contiene aditivosorgánicos, al contrario del cobreado ácido que necesita una variedad de aditivos importantey un control exhaustivo para conseguir las propiedades de dureza, nivelación y brillo.

El cobreado cianurado es el primer recubrimiento de los sistemas multicapas de granprotección anticorrosiva, que se realizan habitualmente sobre zamak y/o acero comomateriales base. El cobreado ácido, escasamente representado en la C.A.P.V., constituye elprimer revestimiento en el metalizado de plástico por su gran ductilidad. Este se utilizaasimismo en diversas operaciones del proceso de fabricación de circuitos impresos.


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3.4.1.2 Niquelado

El electrolito de níquel más empleado es el denominado Watts que contiene cloruro, sulfato,ácido bórico y aditivos orgánicos en su composición.

Existen diferentes variedades en función de sus aditivos y abrillantantes. Los principales sonel níquel semibrillante y el níquel brillante.

Los recubrimientos de níquel son una base muy apropiada para la mayoría de recubrimientosdecorativos como el cromo, el latón, la plata, el oro y otros más específicos. A partir deciertos espesores presenta buenas propiedades anticorrosivas.

Por ello se utiliza tanto en aplicaciones decorativas como la cerrajería y grifería como enaplicaciones anticorrosivas y funcionales como son los componentes del automóvil y lasherramientas.

3.4.1.3 Cromado

Los electrolitos de cromo contienen ácido crómico, pequeñas cantidades de ácido sulfúrico ysegún su composición catalizadores que pueden ser fluorados. El brillo, su dureza y su poderanticorrosivo son las cualidades más apreciadas. Cuando se aplica en bajos espesores enacabados decorativos y funcionales sobre depósitos de níquel se denomina cromodecorativo. Cuando se aplica sobre acero en grandes espesores como es el caso de losamortiguadores y similares se habla de cromo duro.

El rendimiento de los baños es muy reducido por lo que se generan numerosas burbujas dehidrógeno que producen aerosoles en cantidades relevantes. En los cromados duros seacumula una importante cantidad de calor debido asimismo al bajo rendimiento.

3.4.1.4 Cincado

Existen numerosos tipos de electrolitos de cinc. Tradicionalmente los más utilizados son loscincados cianurados de alta y media concentración de cianuro que poseen una buenatolerancia a la contaminación orgánica y permiten trabajar con pretratamientos nooptimizados. Asimismo tienen una buena penetración.

Se está imponiendo por otro lado, los cincados ácidos, de depósitos de elevado brillo y altorendimiento que sobre todo si son en base potasio reducen de modo importante el coste detratamiento de las aguas.

Por último, existen cincados alcalinos exentos de cianuro que combinan gran parte de lascualidades de los electrolitos cianurados con un tratamiento de bajo coste para las aguasresiduales.

Los electrolitos de cinc-hierro y cinc-níquel son asimismo alcalinos exentos, y permitenrecubrimientos con alto poder anticorrosivo.


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Los recubrimientos de cinc tienen propiedades anticorrosivas y muy ocasionalmentedecorativas. Por esta razón se cincan tras realizar los oportunos postratamientos piezas parael sector de componentes del automóvil y ferretería.

Recomendación Práctica nº 1: Sustitución de cincados cianurados

La sustitución de cincados cianurados por cincados ácidos o alcalinos exentos es posible en la mayoría de loscasos (excepto cuando se necesita un buen reparto en piezas muy complejas). Por lo general es necesarioincrementar el mantenimiento por filtración y eliminación de contaminantes de hierro. Asimismo, lospretratamientos deben realizarse con más rigurosidad. Sin embargo presenta numerosas ventajas. En caso desustituirse por el cinc ácido permite mayor nivelación, mayor velocidad de deposición, menor fragilidad a lahidrogenación y un coste bajo de tratamiento de aguas residuales en caso de utilizarse electrolitos ácidos enbase potasio.

Criterios Cincadocianurado

(Alto/Medio)

Cincadocianurado

Bajocontenido

Cincadoalcalinoexento

Cincado ácido(Amonio)

Cincado ácido(Potasio)

Nivelación (brillo) •• • •• ••• •••Reparto (Penetración) ••• • •• •• ••Velocidad deposición •• • (•• ) • (•• ) ••• •••Fragilidad •• •• •• • •Emulsificación grasas(pretratamientoescaso)

••• • •• • •

Mantenimiento baño(filtración, Fe)

• ••• ••• (Fe) •• ••

Coste tratamientoaguas residuales

••• •• • ••• •

3.4.1.5 Otros acabados decorativos

Todos los acabados decorativos son recubrimientos de escaso espesor sobre piezas yaniqueladas. Entre los más frecuentes, aparte de los ya mencionados, está el latonado,formulado en base a una solución que contiene cianuro, amonio, cobre y cinc. La relación dela concentración entre ambos metales da una u otra tonalidad de este recubrimiento.

Los electrolitos de plata y oro están asimismo formulados en base cianurada y contienenaditivos que permiten incrementar el brillo y, cuando requerida, la dureza.

Otros recubrimientos decorativos como el níquel negro (contiene cloruro amónico y clorurode cinc), el cromo negro (contienen acetato) o bien las bronzaturas (contienen estaño, cobrey cianuro) están muy poco extendidas en la C.A.P.V.

3.4.1.6 Otros recubrimientos

Los electrolitos de estaño-plomo, escasamente representados en la Comunidad, se utilizanpara mejorar las propiedades que facilitan la soldadura sobre su superficie. Losrecubrimientos de cadmio han sido prácticamente eliminados en su totalidad debido a suimpacto ambiental y la aparición en el mercado de aleaciones de cinc-hierro y cinc-níquelcon alto poder anticorrosivo.


39

3.5 RECUBRIMIENTOS QUÍMICOS

3.5.1 Deposición de níquel

La composición de los baños químicos de níquel incluye una sal de níquel y un reductor delmismo, además de complejantes relativamente débiles. Con electrolitos modernos puedenobtenerse unas vidas del baño que equivalen a entre 5 y 10 veces el rendimiento de la cargametálica del electrolito (5-10 MTO = Metal-Turn-Over).

3.5.2 Deposición de cobre

Los electrolitos de cobre químico contienen complejantes muy estables como el tartrato, elcuadrol y el EDTA. Los complejantes del cobre químico deben recuperarse o tratarse contecnologías adecuadas si se quiere evitar un pésimo funcionamiento del sistema detratamiento de aguas residuales.

3.6 TRATAMIENTOS POSTERIORES

3.6.1 Pasivados crómicos

Existen diferentes tipos de baños de pasivados crómicos en función de su composición,temperatura y pH. Los más frecuentes son los amarillos y los azules, teniendo menorrelevancia los verdes y negros.

Por lo general se emplea este tipo de pasivados de carácter químico para evitar la corrosiónde la superficie recubierta.

Ello es de especial interés para las piezas cincadas, puesto que aunque el material base estáóptimamente protegido, el recubrimiento de cinc se oxida progresivamente al ser un metalpoco noble. La utilización de pasivados crómicos o de otro tipo tiene asimismo lugar parapiezas latonadas o niqueladas en bombo, puesto que en estas últimas, el revestimiento debajo espesor suele ser poroso y poco resistente a la corrosión.

Recomendación Práctica nº 2: Pasivados amarillos de bajaconcentración de ácido crómico

Los pasivados amarillos deberían tener, salvo excepciones, menos de 2 g/lde ácido crómico. Ello permite reducir el arrastre de compuestos de cromoVI y los costes de tratamiento.Sin embargo, deben realizarse correcciones del pH con mayor frecuenciadebido a la menor capacidad tampón del baño e incrementarse en unossegundos el tiempo de reacción.

La mayoría de los pasivados crómicos trabaja en base ácido crómico. Los pasivados azules oblancos pueden ir formulados con base de cromo trivalente.


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Finalmente cabe destacar que, para mejorar aún más las propiedades anticorrosivas delpasivado crómico, se está extendiendo la operación de sellado con silicatos y otrassustancias orgánicas en base acuosa.

Pieza cincada

- productos químicos en basecromo, ácido y tamponante- aditivos orgánicos einorgánicos

- baño de pasivadoagotado- agua residual delavado

pieza cincada y pasivada

Pasivado

IHOBE, S.A.

Figura 3.6.1: Balance de materias para la operación de pasivado crómico

3.6.2 Lacados

Las operaciones de lacado electrolítico en base acuosa de piezas metalizadas tienen unapresencia creciente en el mercado sobre todo como protección anticorrosiva de acabadosdecorativos de gran valor añadido (plata, latón, oro) o como sustituto de revestimientoselectrolíticos de alto coste o de gran dificultad técnica (oro o bronce).

Los baños de lacado exigen un alto grado de mantenimiento siendo necesario al menos unaultrafiltración del baño para evitar la acumulación de ácidos orgánicos.

Pieza metalizada

- laca- disolventes orgánicos - agua

- permeato UF- agua residual delavado

pieza metalizada y lacada

Lacado

IHOBE, S.A.

Figura 3.6.2: Balance de materias para la operación de lacado

3.6.3 Postratamientos mecánicos

Las operaciones de pulido y rectificado posteriores a los recubrimientos estándesapareciendo excepto en algún caso específico de piezas cobreadas o niqueladas.


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3.7 DESMETALIZADOS

La operación de desmetalizado va dirigida a eliminar los recubrimientos de piezasrechazadas o de los contactos de los bastidores sin “atacar” el metal base. Losdesmetalizados pueden ser electrolíticos (anódicos) o químicos. Los primeros tienen unacomposición similar a un electrolito. Los segundos suelen contener complejantes fuertes quepueden generar problemas en los tratamientos de aguas residuales.

Recomendación Práctica nº 3: Descromado de bastidores

El descromado de bastidores y rechazos debe realizarse preferentementefuera de la línea. Nunca debe descromarse en el desengrase electrolíticopara evitar el arrastre de ácido crómico a la primera operación derecubrimiento. Las contaminaciones de cromo generan importantesdisfuncionalidades en la práctica totalidad de las operaciones electrolíticasy son difícilmente eliminables.

Recomendación Práctica nº 4: Desniquelado de bastidores

El desniquelado de bastidores debe realizarse de modo mecánico, esto es,con ayuda del martillo. Todos los baños de desniquelado químico oelectrolítico contienen complejantes fuertes. Sin embargo, al trabajar estosbaños en caliente puede plantearse un vertido cero realizando unadevolución completa de un mínimo caudal de lavado procedente de untriple lavado en cascada. Los baños agotados de desniquelado puedengestionarse por gestor externo autorizado o eliminarse en un tratamientopor cargas particular siguiendo las recomendaciones y directrices delsuministrador. Lo que nunca se deberá hacer, es dosificar las aguas delavado, y menos aún, los concentrados agotados a la planta de tratamientode aguas residuales.


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4. MODO DE OPERACIÓN Y GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES


Los procesos de recubrimientos electrolíticos generan toda una serie de residuos y emisiones(ver Fig. 4.1). En este capítulo se va a abordar la descripción resumida de los diferentestipos, su origen y el tratamiento más adecuado para ellos.

Las emisiones más importantes son las aguas residuales procedentes básicamente de losenjuagues tras las operaciones.

Las dos corrientes más típicas de residuos están constituidas por los baños agotados y loslodos galvánicos que se obtienen en los procesos de depuración de los diferentes flujoscontaminados que se generan en los procesos galvánicos.

Además de estos dos tipos de residuos, hay otros que también deben ser considerados. En elsiguiente esquema se presentan gráficamente los más importantes que se producen en lasinstalaciones galvánicas y sus equipos auxiliares.

Seguidamente se desarrolla el estudio de la generación y tratamiento de estos residuos yemisiones.

4.2 AGUAS RESIDUALES DE LAVADO

Las aguas residuales procedentes de los lavados posteriores a las diferentes operaciones es lacorriente más importante de emisión. Al tratarse sin embargo en profundidad en loscapítulos 5 y 6, y tratarse por lo general en el recinto de la misma empresa, no se incidirá enel mismo en este apartado.

4.3 BAÑOS AGOTADOS.

En los procesos galvánicos actuales, los baños de proceso están sometidos a una serie demedidas de mantenimiento que les dan una duración muy larga. A pesar de ello, llega unmomento en que alguna impureza que no puede ser retirada alcanza una concentración talque el baño debe ser retirado y hay que formularlo de nuevo. Esto puede ocurrir tras años dehaberlo utilizado sin problemas. También se puede originar un baño de proceso inutilizablea causa de alguna contaminación accidental.

Por cualquiera de los motivos anteriores, se genera un concentrado de electrolito a eliminar,que debe ser considerado como un residuo. Siempre que se pueda, se debe destinar a unagestión que revalorice el metal contenido y, en caso contrario, a tratamiento físico-químico,bien interno (si existen las instalaciones adecuadas), bien externo (gestor autorizado) dedepuración controlada.

Los procesos galvánicos generan otros baños agotados distintos de los del proceso,consecuencia de las etapas en las que la incorporación de materias extrañas (aceites y grasasen los desengrases, metales en los decapados y activados, etc.) provocan que llegue un

Modo de operación y generación de residuos y emisiones

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momento en que no se puede seguir utilizándolos y hay que formularlos de nuevo. Estosbaños agotados pueden ser tratados en las instalaciones de depuración propias de la empresao, en caso contrario, deben ser entregados a gestor autorizado para su tratamiento.

Bañode

proceso

Bañode

proceso

Cubacíclica

delavadofinal

Cascada delavado

Cascadade lavado

previo

Secuenciade operación(piezas)

Agua red

Agua desionizada

Captación ylavado de

gases/aerosoles

Intercambiadorde ionesMantenimientoMantenimiento

EluatoSemiconcentradoConcentrado

Aguadepurada

Colectoro cauce

Lodo metálicoConcentrado

Planta de tratamiento de concentradosy semicontrados (aguas residuales)

IHOBE, S.A.

Figura 4.1: Generación de los principales flujos de aguas residuales, residuos y emisiones atmosféricasen una línea de recubrimientos electrolíticos

En el siguiente listado se presentan los tipos de baños agotados que se generan con mayorfrecuencia:

• Baños agotados ácidos (decapados, activados, etc.)• Baños agotados básicos (desengrases, etc.)• Baños agotados que contienen cromo hexavalente (pasivados, etc.)• Baños agotados que contienen cianuro (algunos desengrases, etc.)

4.4 LODOS METÁLICOS


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Los lodos metálicos son, tras los baños agotados, la principal corriente residual generados enun taller galvánico en cuanto a cantidad y toxicidad. Tal y como se incide en el capítulo 5.7y 6, la gestión de los lodos depende de su composición. Por ello, la presencia de metalespesados de alto valor añadido posibilita gestionar algunos lodos por la vía de larecuperación. En relación a la cantidad de lodos generada cabe destacar que un tratamientodeficiente de las aguas residuales puede tener por consecuencia un mayor contenido en agua(volumen elevado), trazas de compuestos problemáticos (cianuro, ...) o cantidades excesivasde floculante que acabarán por incrementar los costes de gestión o por dificultar el destinode los lodos.

4.5 REGENERACIÓN DE INTERCAMBIADORES DE IONES

Es muy habitual que en muchas instalaciones galvánicas exista como equipo auxiliar unintercambiador de iones, bien para la obtención de agua destilada a partir de agua bruta, bienpara tener circuitos cerrados de lavado con agua desionizada. En cualquiera de los casos, lasresinas que captan los iones se llegan a saturar y es necesario proceder a su regeneración.

La regeneración de las resinas se realiza con disoluciones ácidas y básicas (en algunos casosse realiza con sal, cloruro sódico) y se obtiene como resultado una resina activada y listapara funcionar de nuevo y unos concentrados ácidos y básicos contienen los iones quepreviamente habían sido retenidos. Además se producen unas aguas de lavado ácidas ybásicas, con los mismos componentes que en los concentrados, pero más diluidos. Estasúltimas se pueden enviar a depuración y las concentradas se enviarán también a depuracióno a gestión externa.

4.6 OTROS RESIDUOS

El mantenimiento de los baños genera residuos. Entre ellos se pueden citar: materialesfiltrantes y lodos retenidos en los filtros, carbón activo y otros adsorbentes con compuestosorgánicos e impregnados en electrolito, residuos aceitosos de equipos para eliminación deaceites de los desengrasantes, etc.

De estos residuos, algunos se deben destinar directamente a gestión externa, como son loslodos, los residuos aceitosos, etc. Otros pueden reutilizarse, como es el caso de los filtros,una vez lavados, o el carbón activo si se somete a un proceso de desorción. Las aguas delavado que se generan en este proceso de recuperación, hay que tratarlas en la depuración aligual que las de lavado del proceso galvánico.

Los ánodos suelen generar unos lodos que en parte habrán ido a parar a los equipos defiltración de los baños, pero que también estarán presentes en las bolsas anódicas. Cuando sevayan a reutilizar las bolsas, deberán ser limpiadas y aparecerán dos residuos: los lodosanódicos y las aguas de lavado. Estas últimas se destinarán a depuración y los lodos agestión externa. Las bolsas anódicas que no se puedan reutilizar deberán lavarse para podergestionarlas como basura; en caso contrario se gestionarán como residuo especial.

Otro tipo de residuos lo constituyen las piezas defectuosas o que han caído dentro de lascubas. Las piezas defectuosas pueden recibir un tratamiento de eliminación de la capadepositada defectuosamente y volver a ser introducidas en el proceso productivo. Así se

Modo de operación y generación de residuos y emisiones

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habrá generado un baño que contiene el metal que se ha eliminado de la pieza y quefinalmente habrá que gestionar como se ha indicado para los baños agotados. Si las piezasdefectuosas se desechan, deberán ser lavadas para que se puedan gestionar como chatarra ylas aguas de lavado se vehicularán al tratamiento.

El laboratorio de control genera también residuos, como son los procedentes de los análisisquímicos que se realicen sobre distintas soluciones del proceso galvánico y que debengestionarse como el resto de residuos de análisis del laboratorio, normalmente por medio degestión externa. Los ensayos destructivos que se realicen en algunas piezas acabadas comocontrol de calidad, generan una chatarra que deberá ser gestionada como se ha indicadoanteriormente para las piezas defectuosas.

Los elementos de protección personal, una vez utilizados, pasan a ser un residuo. Estaránmás o menos impregnados con las diferentes disoluciones que hay en el proceso derecubrimiento o con los reactivos que se adicionan al mismo. Siempre que sea posible selavarán para eliminar los compuestos incorporados, de forma que se puedan gestionar comobasura, pero las aguas de lavado se deben enviar a depuración. Si no se puede hacer esto,todo el residuo se deberá gestionar como especial, consecuentemente con las sustancias quehan incorporado al ser utilizados.

Los envases y embalajes de los reactivos y aditivos del proceso que no tienen reutilización,se gestionarán de igual forma, en función de las sustancias que han contenido y de las quesiempre quedan restos en ellos.

4.7 EMISIONES A LA ATMÓSFERA

Las principales emisiones a la atmósfera proceden de la aspiración de los diferentes baños.Entre ellos destacan los aerosoles procedentes de baños de cromo duro que habitualmente secaptan y concentran en un lavado. Los baños de cromo decorativo, los baños cianurados, losbaños de niquelado (sobre todo si agitados con aire) y los decapados fuertes se aspiranigualmente aunque por lo general las emisiones se vehiculan directamente al exterior sintratamiento alguno.


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5. MINIMIZACIÓN, RECUPERACIÓN Y RECICLAJE

5.1 INTRODUCCIÓN

5.1.1 Consideraciones preliminares de carácter práctico

La optimización medioambiental de los procesos de recubrimientos electrolíticos no puedeabordarse sin realizar previamente una reflexión sobre el estado y las condiciones marco enlas que se desenvuelven la mayoría de las empresas de la Comunidad Autónoma del PaísVasco (C.A.P.V.). Tal y como se presentaba en el Capítulo 1 del documento, aún existe unporcentaje elevado de empresas que incumple la normativa ambiental, que tiene una técnicade lavados mejorable, que no ha puesto en práctica sencillas medidas de reducción de cargascontaminantes o que presenta un bajo desarrollo tecnológico. Adicionalmente, lascondiciones marco como son los costes de agua, de gestión de residuos, ... no soncomparables a otras comarcas o países europeos, por lo que, las medidas de minimizaciónde residuos y emisiones prioritarias no coinciden siempre con aquellas planteadas en paísesmedioambientalmente más avanzados y deben adaptarse específicamente a la idiosincrasiadel sector en la C.A.P.V.

Del estrecho contacto mantenido con el sector se perciben unas demandas de las que derivanlos siguientes objetivos:

• incremento de la calidad del proceso. Numerosas empresas del país trabajan paraclientes con rigurosas normas de calidad (componentes de automoción, cerrajería, ...) porlo que alcanzar unos estándares de calidad definidos es una de las ventajas competitivasfrente a empresas que fabrican piezas, en países don de los costes de personal son bajos.

• cumplimiento de la normativa medioambiental. Numerosas empresas con procesos derecubrimientos presentan dificultades para el cumplimiento de la normativamedioambiental, sobre todo de la Ley de Aguas. Ello conduce a infracciones de la ley,malas relaciones con las administraciones, imagen negativa e incluso dificultades deconseguir pedidos de clientes sensibilizados (sector automóvil, sector eléctrico, gruposmultinacionales, ...).

• reducción de costes de producción. Los márgenes comerciales de los acabadossuperficiales por recubrimientos electrolíticos son bajos, sobre todo en talleres a tercerosy, especialmente en operaciones de cincado. Por esta razón, las empresas con procesos derecubrimientos están especialmente interesadas en reducir costes de caráctermedioambiental, más aún, si se tiene en cuenta que estos pueden suponer entre un 5-15%de los costes totales de la empresa.

Para incidir sobre los objetivos anteriormente necesarios deben aplicarse una serie demedidas, que de modo simplificado, se presentan a continuación:

• el mantenimiento del baño y, sobre todo, la determinación del criterio de calidad delavado (ver cap. 5.4) para mejorar la calidad. Numerosas empresas desconocen hasta qué

Minimización, recuperación y reciclaje

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grado se debe enjuagar las piezas por lo que suele ser habitual el cubrirse con un factor deseguridad demasiado elevado.

• la elaboración de un concepto óptimo de tratamiento de aguas residuales conduce a uncumplimiento de la normativa medioambiental.

• la reducción de los arrastres y la devolución de electrolito y/o baños arrastrados suponenimportantes pasos para un ahorro de costes de materia prima.

Existe, sin embargo una interrelación clave entre diferentes medidas, que hacenimprescindible plantear los objetivos de calidad, cumplimiento normativo y coste desde unenfoque integral y no por separado.

Así, la adecuación del criterio de lavado, la optimización de la técnica de lavado y laelaboración de un concepto de tratamiento van estrechamente ligadas. Optimizar latécnica de lavado sólo tiene sentido si se conoce previamente el “objetivo” o criterio decalidad de lavado ajustado a las necesidades reales.

La combinación de estas dos medidas permite reducir, con importantes ahorros económicos,el caudal de lavado, fase previa a la elaboración de un concepto de tratamiento de aguasresiduales que permita optimizar la planta de tratamiento existente o diseñar y dimensionaruna planta de tratamiento nueva. En este sentido, la realización de un plan serio detratamiento permite, además de cumplir continuamente la normativa medioambiental,reducir unos costes deficitarios derivados del consumo de grandes cantidades de productosquímicos para el tratamiento de las aguas residuales.

Calidad

Cumplimientonormativaambiental

Reduccióncostes

Adecuación criterio de lavado(cap. 5.4)

Concepto óptimo tratamientoaguas residuales (cap. 6)

Optimización técnica de lavado(cap. 5.4)

Mantenimiento baño(cap. 5.2)

Reducción del arrastre(cap. 5.3)

Devolución electrolito(cap. 5.5)

OBJETIVOS MEDIDAS

IHOBE, S.A.

Figura 5.1.1: Objetivos prácticos de la mayoría de las empresas con procesos de recubrimientoselectrolíticos e interrelación de las medidas derivadas de los mismos


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5.1.2 Priorización ambiental-económica de las medidas de minimización

Es recomendable realizar una evaluación y priorización metódica de las medidas deminimización antes de tomar cualquier decisión de tipo medioambiental. En este sentidocabe destacar una directriz básica. Cuanto más cercano al proceso sea la medida deminimización más económica y ambientalmente ventajosa resulta. Esto significa que por logeneral, las medidas ambientalmente más correctas también son económicamente las másrentables y suponen una complejidad técnica baja. Consecuentemente, las medidasrelacionadas directamente con el proceso productivo, como son el alargamiento de la vida delos baños o la reducción de arrastres, son desde el aspecto ambiental, las primeras a abordar.

El alargamiento de la vida de los baños por mejora del mantenimiento de los mismosreduce la generación de baños agotados de modo importante, tal y como se especifica en elcapítulo 5.2 La minimización de arrastres, asimismo, puede reducir hasta en un 40-60%las pérdidas de electrolito o baño, aplicando sencillas modificaciones que pueden ser de granvariedad (ver cap. 5.3) y que suponen costes económicos despreciables. La devolución deelectrolito o baño arrastrado (cap. 5.5), que permite ahorrar importantes volúmenes de cargacontaminante, puede presentar un mayor grado de complejidad técnica al haberse diluido elbaño de trabajo.

La sustitución de procesos o compuestos problemáticos en la producción ayuda endeterminados casos a reducir los riesgos de salud laboral, los problemas en el tratamiento deaguas residuales así como produce un ahorro en los costes. Por otro lado, la restricción delempleo de complejantes facilita un tratamiento correcto de las aguas mientras que lasustitución o el uso selectivo de cianuros, ácido crómico, sulfato, fosfatos y silicatos permitereducir el volumen de lodos generados a gestionar, hecho que se ve reforzado por unagestión óptima del empleo de productos químicos para el tratamiento (sosa, lechada de cal,floculante, ...).

Tras aplicar todas las medidas internas de minimización técnica, económica yambientalmente rentables debe estudiarse la posibilidad de recuperación de metalespesados contenidos en las aguas (cap. 5.6). Puesto que, salvo excepciones puntuales, laconcentración de metales en las aguas no permite una recuperación económica yambientalmente viable, se debe evaluar la posibilidad de la recuperación externa del lodo(cap. 5.7) procedente del tratamiento. La vía pirometalúrgica es a menudo, la más adecuadapara cerrar el ciclo de recursos naturales de alto valor como son los metales pesados.

El orden de prioridad ambiental aquí presentado es válido para su aplicación en líneas otalleres nuevos, siempre y cuando exista una fluida comunicación entre la empresaproductora, los suministradores de productos químicos y los proveedores de equipos.Durante la evaluación de las medidas de minimización debe tenerse en cuenta que larentabilidad depende de los factores producción, horas de trabajo, capacidad de lainstalación, etc. Por esta razón, las medidas de minimización a aplicar son específicas eindividuales para cada empresa, no pudiéndose recetar soluciones válidas para el conjuntode líneas. Por otro lado, gran parte de las medidas detalladas en este capítulo también sonaplicables a instalaciones ya existentes.


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Medidas internas (en fábrica o taller)

Residuos y emisiones

Minimización Recuperación

Prolongación de lavida de los baños

(ver cap. 5.2)

Minimizaciónde arrastres

(ver cap. 5.3)

Devolución deelectrolito

srrastrado al baño(ver cap. 5.5)

Sustitución de proce-sos/sustancias proble-máticas en la produc-

ción y/o en el tratamien-to del agua residual

Concentración desustancias

valorizablesen aguas de lavado

(ver cap. 5.6)

Tratamiento delagua residual(ver cap. 6)

Directa

Directa Previaconcentración

Metales RegeneradosLodos

metálicos(ver cap. 5.7)

Concentrados/Semi-

concentrados

p. ej. porelectrólisis

p. ej. porintercambio

de iones

Recuperación externa

Optimizacón dela técnica de

lavado(ver cap. 5.4)

Optimización medioambiental

Incremento costes

IHOBE, S.A.

Figura 5.1.2: Priorización económica y ambiental de las principales medidas de minimización y recuperación en función de realizarse dentro o fuera del taller.Asimismo se observa, que las medidas más cercanas al proceso son medioambiental y económicamente las más ventajosas


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5.2 PROLONGACIÓN DE LA VIDA DE LOS BAÑOS

Antiguamente no se daba gran importancia al mantenimiento de baños porque, por un ladose desconocían las reacciones químicas específicas y sus efectos y por otro, debido a loselevados arrastres existentes, la purga de contaminantes de los baños era elevada. El elevadoarrastre evitaba una acumulación de contaminante y exigía una constante adición de sales,aditivos y otros productos químicos. Sin embargo estas prácticas empíricas estándesapareciendo.

Así, en la última década se han puesto en marcha cada vez más instalaciones derecubrimientos electrolíticos con una tecnología más optimizada, es decir, con menoresarrastres, mayores tiempos de vida de los baños y mayor calidad de electrolito y delrecubrimiento. La reducción de los arrastres conlleva una menor purga de impurezas ycontaminantes de los baños, por lo que estos requieren medidas más estrictas demantenimiento y limpieza para garantizar una larga vida de los mismos. El control decalidad de los baños y electrolitos debe ser aún más riguroso cuando se procede a ladevolución de electrolito arrastrado al baño de trabajo, práctica que reduce importantescostes y minimiza las cargas contaminantes a tratar.

El requisito más importante para conseguir la prolongación de la vida de los baños es elanálisis continuo de los principales componentes del electrolito (sales, tamponantes,abrillantantes, tensoactivos, ...) y su ajuste a los valores teóricos. Mediante un seguimientopreciso de los parámetros a analizar puede garantizarse además la calidad de cada uno de losprocesos conforme las normas de calidad ISO 9000.

Las contaminaciones se producen por:

- transformaciones químicas en los baños. Así, en los electrolitos cianurados, se oxidauna parte del cianuro a carbonato. Una alta concentración de este compuesto en el bañoprovoca una disminución del rendimiento.

- impurezas adheridas a las piezas, tal y como se ha descrito en los cap. 3.2 y 3.3.

- el agua de lavado. Esta contiene una serie de aniones y cationes que pueden serproblemáticos para ciertas operaciones (p.ej. cloruro para la operación de cromado).Asimismo, si el aporte de agua es de pozo o cauce pueden aparecer numerososcontaminantes más, tanto naturales (barro, ...) como contaminantes procedentes de otrasempresas (cromo, orgánicos, aceite). Si el agua de lavado está en ciclo cerrado puedenacumularse sustancias de carga eléctrica neutra como cianógenos o aditivos orgánicosde ciertas operaciones.

- productos químicos. Aún y cuando los productos químicos suelen ser relativamentepuros, siempre van acompañados de trazas de contaminantes inorgánicos y orgánicos.

- los ánodos. Contienen impurezas de otros metales y en ocasiones sustancias inorgánicas(azufre, ...) u orgánicas.


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- el aire del recinto de trabajo. Este contiene partículas de polvo y en ocasiones aerosoleso neblinas de aceite.

- el arrastre y goteo procedente de otras operaciones es asimismo una fuente de aporte decontaminante. Por ello es especialmente importante que la secuencia de operación seaunidireccional y no realice movimientos de zig-zag.

Teniendo en cuenta todas estas vías de contaminación deberán establecerse de modoadecuado las medidas para el mantenimiento y la prolongación de la vida de los baños.

Recomendación Práctica nº5: Cubrición de baños de escasa utilización

Una medida tan sencilla como la cubrición de los baños de escasautilización, muy frecuente en acabados decorativos, permite reducircontaminaciones por polvo y, sobre todo, por goteos y arrastres debastidores y tambores procedentes de otras operaciones.

El mantenimiento de los baños se realiza por diferentes técnicas que permiten unaeliminación de metales pesados contaminados, una precipitación de sales, una retirada deaditivos orgánicos degradados, así como de impurezas insolubles y/o partículas.

La prolongación de la vida de los baños de la línea conlleva en principio la descongestiónde las instalaciones de tratamiento de aguas residuales y concentrados, una reducción delos costes de tratamiento y gestión de residuos, así como una minimización de problemasde funcionamiento y averías de la planta de tratamiento de aguas residuales.

A menudo se renuevan baños de proceso todavía útiles debido a que en un determinadomomento y por razones organizativas debe procederse a la limpieza de cubas. La disposiciónde una cuba adicional (situada dentro de la línea) para el almacenamiento provisional delbaño resulta en este caso una medida de minimización muy efectiva.

Por otro lado, es importante plantearse cuál es la razón por la que se renueva un baño.Esto es, debe conocerse qué sustancias acumuladas afectan la calidad del citado baño y a quégrado de concentración o acumulación comienzan a presentar efectos negativos sobre lacalidad.

Ello permite estrechar el margen de seguridad, que en numerosos talleres es demasiadoelevado.

Si adicionalmente se realiza un control y seguimiento de los citados parámetros, tambiéndenominado control predictivo, (cinc en los pasivados crómicos, ...) puede observarseincluso como ciertas medidas preventivas (técnica de lavado, ...) afectan positivamente eltiempo de vida del baño.

A continuación se presentan tecnologías de mantenimiento y de prolongación de la vida debaños. Se detallarán tecnologías de mantenimiento más específicas para operacionesconcretas como el desengrase y los baños electrolíticos.


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5.2.1 Medidas y tecnologías para baños electrolíticos

La filtración (ver fig. 5.2.1) sirve para eliminar partículas e impurezas no disueltas. El tipo yorigen de estas impurezas son muy variables tal y como se ha precisado en capítulosanteriores.

A medida que los baños galvánicos se han ido perfeccionando, la velocidad de deposiciónaumentando y las exigencias de calidad, resistencia a la corrosión y uniformidad dedeposición creciendo, se ha ido también incrementando paralelamente la necesidad de unafiltración más perfecta y precisa.

Está más que probado que al eliminar las partículas sólidas en suspensión en un baño, semejora la estructura granular del depósito, evitando rugosidades y manchas; en consecuenciaaumenta la resistencia a la corrosión, así como la calidad del acabado.

Cabe destacar así mismo que la filtración es especialmente necesaria en baños con agitaciónpor aire, para evitar que las partículas en suspensión se adhieran sobre las piezas. Bañosaltamente oxidantes como el cromado impiden una filtración por inexistencia de equiposeconómicos resistentes a tal poder de corrosión.

La filtración, en la que, a poder ser, deberían utilizarse filtros reutilizables (p.ej. filtros decartucho, telas filtrantes), es una medida de carácter exclusivamente física. Los residuosgenerados son restos de electrolito junto con filtros usados y que deberán gestionarsecorrectamente.

La filtración es recomendable para todos los electrolitos, especialmente si se realizan otrasmedidas dirigidas a prolongar la vida del baño como es, en los cincados ácidos la adición deagua oxigenada o peróxido (H2O2) para la oxidación del hierro (II).

Baño de proceso

Filtro usadoIHOBE, S.A.

Filtro

Figura 5.2.1: Filtración. Diagrama de proceso

El tratamiento con carbón activo (ver fig. 5.2.2) se realiza básicamente para eliminaraditivos orgánicos degradados, generados por oxidación anódica o reducción catódica y quemodifican de manera no controlable las propiedades del recubrimiento. La eliminación seproduce por adsorción de la materia orgánica a las partículas de carbón activo. Debido a que


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la adsorción no es específica, también se eliminan del baño los aditivos orgánicos nodegradados necesarios para conseguir el recubrimiento deseado. Estos aditivos deben serrepuestos tras el tratamiento con carbón activo. Con el tratamiento de carbón activo sepierde siempre una parte del baño que puede llegar incluso a un 10-15% del volumen de lacuba que, si no es reducible, deberá reponerse de inmediato.

Recomendación Práctica nº 6: Tratamiento de baños de níquel concarbón activo

Este tratamiento no debe realizarse de modo rutinario (frecuencia semanalo mensual) puesto que elimina, además de los contaminantes orgánicos ylos aditivos degradados, los abrillantadores y niveladores aún activos, porlo que se incrementa el consumo de aditivos. La eficacia del tratamientocon carbón activo es máxima si se realiza un pretratamiento con aguaoxigenada H2O2 a 30ºC y posteriormente se trata a 50ºC con el carbónactivo.Para detectar la necesidad de un tratamiento de carbón activo puededoblarse el vértice inferior izquierdo de una chapa de célula Hull niquelada.Si se percibe un ligero “ruido” o incluso la capa de níquel adherida sedesconcha, debe realizarse en el laboratorio un ensayo previo detratamiento de H2O2 y carbón activo. Tras comprobar su eficacia puedepasar a realizarse el en baño.

Asimismo, es necesario añadir agua oxigenada (H2O2) al baño previo a su tratamiento concarbón activo, para que éste sea efectivo. El agua oxigenada oxida la materia orgánica ypermite una mejor adsorción, sin modificar ni interferir en las cualidades del electrolito.

El residuo generado en esta operación es muy contaminante y debe tratarse en la planta dedepuración.

Baño de proceso

Filtro usado Carbón activo saturado

IHOBE, S.A.

Filtro

Figura 5.2.2: Tratamiento con carbón activo. Diagrama de proceso

La electrólisis (ver fig. 5.2.3) permite eliminar por electrodeposición los metalescontaminantes contenidos en una solución. Se emplea por ejemplo para eliminar de un bañode decapado con ácido sulfúrico las contaminaciones de cobre u otros metales.

Una aplicación especial es la electrólisis selectiva de baños electrolíticos. Esta medida sebasa en que a bajas densidades de corriente y grandes velocidades de deposición, se


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depositan los metales contaminantes en una proporción mucho más elevada que en lascondiciones de trabajo habituales. La electrólisis selectiva tiene además un efecto sinérgicoadicional y es el de eliminar compuestos y aditivos orgánicos degradados (y en parte los nodegradados) por este procedimiento sencillo.

A efectos prácticos esta medida suele llevarse a cabo en el baño introduciendo placasonduladas en el mismo y utilizando un rectificador específico o cambiando la densidad decorriente a los ya existentes.

Por lo general la electrólisis selectiva se utiliza para eliminar cobre y cinc de baños deníquel5 y en menor grado otros contaminantes metálicos de baños de cobre y plata.

Las chapas onduladas recubiertas con los diferentes metales, incluido el básico delelectrolito, se recuperan vía chatarra.

Recomendación Práctica nº 7: Eliminación de metales contaminantes en el baño poraditivación de productos químicos

La presencia de metales contaminantes en el baño se puede eliminar aditivando productosquímicos, que contienen complejos o que “enmascaran” los efectos negativos de los mismos.Los metales contaminantes no se eliminan del baño, sino siguen estando presentes en formacompleja con los consiguientes problemas que pueden aparecer en la planta de tratamientos deaguas residuales. Por ello se recomienda siempre eliminar los metales contaminantes porprocedimientos físicos como la electrólisis selectiva (eliminar cobre de baños de níquel), laoxidación de hierro con agua oxigenada y posterior filtración (baños de cinc ácido), laeliminación de cobre de baños de cinc alcalino o cianurado por aditivación de polvo de cinc yfiltración posterior (cementación).Debe consultarse al suministrador de productos químicos sobre el procedimiento físico deseparación de contaminantes metálicos, que aunque más laboriosos que las aditivacionesquímicas, dan menos problemas en la depuración de aguas residuales y son más válidos a largoplazo.

Baño de proceso

Célulaelectrolítica

��

��

Metal con impurezasIHOBE, S.A.

Figura 5.2.3: Electrólisis. Diagrama de proceso

El intercambio iónico (ver fig. 5.2.4) permite eliminar de manera selectiva cationesmetálicos no deseados en el baño. Cuando se agota la resina de intercambio iónico, éstadebe regenerarse con ácido. El eluato se envía a la planta de tratamiento. 5 Eliminación de Cu y Zn mediante electrolisis con cátodo de hierro plegado a densidades de corriente entre 0,3-0,5 A/dm2 y bajo valorde pH - 2-2,5. La superficie anódica debe reducirse a 1/3 de lu usual.


55

En la práctica esta medida, aún poco extendida, se aplica a baños de cromo decorativo paraeliminar trazas de cobre y otros metales contaminantes, sobre todo cuando se incrementa ladevolución de electrolito arrastrado al baño.

Ocasionalmente se aplica el intercambio iónico, con dudosa rentabilidad, a operaciones demantenimiento de pasivado crómico u otros baños.

Baño de proceso

Filtro usado

Intecambiadorde iones

Eluato

Regenerante

IHOBE, S.A.

Figura 5.2.4: Intercambio de iones. Diagrama de proceso

La cristalización en frío se basa en precipitar sales contaminantes de solubilidad limitadareduciendo la temperatura del baño que trabaja en caliente a un nivel determinado. Estapráctica, se emplea para la precipitación de sulfato ferroso en los decapados de ácidosulfúrico o, sobre todo, para eliminar carbonatos de los baños de cobre cianurado. En estosúltimos, y en función de su composición, debe enfriarse el baño a bajas temperaturas paraconseguir una precipitación adecuada (electrolitos base potasio) con los consiguientes costesenergéticos.

A modo de resumen cabe destacar que en los electrolitos se acumulan metalescontaminantes de los materiales base utilizados, así como productos de degradación de losaditivos del propio electrolito. Las impurezas o contaminaciones son de muy diversa índole,por lo que los procesos de limpieza o regeneración deberán ser específicos. Las medidas demantenimiento y limpieza de electrolitos más habituales son:

- Eliminación continua de impurezas y partículas por filtración.

- Eliminación continua de contaminantes o aditivos degradados por tratamiento concarbón activo.


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- Eliminación de metales contaminantes (p.ej. cobre y cinc en electrolitos de níquel) porelectrólisis selectiva a bajas densidades de corriente.

- Eliminación de metales contaminantes en electrolitos muy ácidos (p.ej. cromo III yhierro en electrolitos de cromo) mediante resina de intercambio catiónico.

- Eliminación de cromo III por oxidación a cromo VI mediante un ánodo de superficiereducida.

Por otro lado, el incremento de la concentración del metal en el electrolito debido a unaeficacia catódica más baja que la anódica baja puede evitarse colocando en las cestas ánodosinertes de acero, titanio, etc. o bien con pantallas.

Esta medida no es válida si el electrolito contiene cloruro debido al riesgo dedesprendimiento de cloro en importantes cantidades.

En esos casos debe optimizarse la relación de la superficie anódica, la composición delelectrolito o eliminarse algún contaminante (p.ej. trazas de cromo) que interfiera en unabuena relación de eficacia. Experiencias con la tecnología de ánodos inertes de membranapor electrolito con cloruro presentan una escasa rentabilidad económica para líneas detamaño moderado.

5.2.2 Desengrase

En las soluciones de desengrase se acumulan principalmente dos grupos de impurezas. Porun lado aquellas partículas incorporadas al baño con las piezas en forma de suciedades,pigmentos y similares que pueden eliminarse normalmente por filtración (ver fig. 5.2.1).

Por otro lado están los aceites y grasas del mecanizado y pulido previo, así como los deprotección anticorrosiva provisional. Los aceites se encuentran en el baño de desengrase enforma de emulsión de gotitas de tamaño muy variable de 0,1 a 100 micras y en ocasiones de0,01 µm en función, sobre todo, del tipo de emulgente empleado y del tipo de aceite y grasascontaminantes. Los agentes emulgentes fuertes mantienen una gran parte del aceite en unaemulsión muy fina con gotitas que se encuentran por debajo de una micra de diámetro. Porotro lado, cuanto mayor sea el tamaño de las gotas de aceite, más fácilmente se separan de lafase acuosa debido a la diferencia de densidad, ascendiendo hasta la superficie del baño yacumulándose en la misma.

Por ello, una de las técnicas más eficaces para el mantenimiento de desengrases son losseparadores de aceites, que consisten en un depósito específico que por su construcciónpermite reducir al máximo las turbulencias, ayudando al flotamiento de aceites. El aceiteacumulado se puede retirar manual o automáticamente.


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Baño desengraseV

Q ~ 0,1 V

Separador de aceitesτ=2-3 h

IHOBE, S.A.

Residuo deaceite/agua

Figura 5.2.5: Modo de funcionamiento de un separador de aceites

Esta técnica sencilla y económica es válida como etapa previa a una separación de aceitesmás intensa, sobre todo, como medida de prolongación de la vida de baños de desengrasedesemulgentes, esto es, de productos de desengrase con bajo poder de emulsión.

La separación de las gotas más finas y de las emulsiones débiles requieren mucho tiempo, siésta se realiza por gravedad natural. Las centrífugas pueden acelerar considerablemente laseparación y son de especial interés cuando adicionalmente existen otros contaminantes,como partículas en suspensión procedentes del pulido en los desengrases por ultrasonidos,que interesan eliminarse de los baños.

Las emulsiones estables pueden romperse mediante instalaciones de filtración transversal.La ultrafiltración permite separar emulsiones de 0,02 a 0,3 µm, por lo que se aplicafundamentalmente a la rotura de emulsiones fuertes antes de vehicular los baños agotados ala planta de tratamiento de aguas residuales. La microfiltración suele ser más económica ysepara gotas emulsionadas del orden de 0,1 a 1,0 µm de tamaño por lo que es una técnicaidónea para prolongar la vida de los baños de desengrase.

Para no saturar las instalaciones de microfiltración debe conectarse previamente unseparador de aceite o un “skimmer” (ver figura 5.2.6) Por otro lado, existen membranas decerámica, actualmente empleadas en instalaciones de microfiltración, que trabajan mejor aaltas que a bajas temperaturas de baño y no se ven afectadas por el pH de la soluciónfiltrada. El lavado de las membranas de cerámica se efectúa sin apenas interrupción delproceso.

Una condición básica para que una de las técnicas para la prolongación de la vida de losdesengrases tenga éxito es la cooperación entre el suministrador del equipo y elsuministrador del producto desengrasante. La utilización de productos de desengrase no


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emulgente6 en el caso de los separadores de aceites, la adaptación de las membranas demicrofiltración a la composición del baño y la determinación de las velocidades decentrifugación en función del tipo de baño y contaminantes, son actuaciones imprescindiblespara garantizar un mantenimiento eficaz con una carga mínima de los tensoactivos deelevado coste.

Asimismo, la utilización de técnicas de mantenimiento del baño de desengrase facilita unadevolución del baño arrastrado. Dado que la evaporación suele ser elevada debido a las altastemperaturas y que la calidad de lavado requerida no es muy elevada, es posible realizar uncierre completo de aguas de lavado en caso de que se enjuague con una técnica de lavadoadecuado como la técnica en cascada.

Esto es, los lavados de la operación de desengrase llegan a no generar aguas residuales si secombina óptimamente la técnica de lavado, la composición del baño y su mantenimiento,ahorrando al mismo tiempo importantes cantidades de producto químico.

Baño de desengrase(con compartimento parala separación de aceite)

�� A

ceite

Separador de aceite(con colector)

Ace

ite

��

Lodo

Permeato

Retenido

Microfiltración

Aceite usadoAire a presiónIHOBE, S.A.

Figura 5.2.6: Microfiltración con previo separador de aceite para la prolongación de la duración

5.2.3 Decapados

Las medidas de mantenimiento de baños de decapado en talleres de recubrimientos tienenuna viabilidad práctica reducida. Así, la mejor prevención consiste en un lavado previo en

6 Se entiende por producto de desengrase no emulgente, aquellos que contienen débiles que sólo permiten emulsionar a gran turbulenciay temperaturas elevadas.


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condiciones. En instalaciones de gran tamaño y alta especificidad, como el anodizado, sí seha impuesto con éxito tecnologías como el retardo iónico.

5.3 MINIMIZACIÓN DE ARRASTRES

Por arrastre se entiende el líquido adherido a la superficie de las piezas procedente de losbaños o lavados anteriores. La minimización de los arrastres constituye, sobre todo para lasinstalaciones de tambor, la medida preventiva más eficaz, tanto desde un aspecto económicocomo medioambiental.

Algunas medidas de minimización de arrastres son de aplicación específica bien parabastidores o bien para tambor. Por ello se resumen las medidas de reducción de arrastres enla Figura 5.3.1 en función de que el tipo de instalaciones sea de bastidor o de tambor.

Prolongación del tiempo deescurrido

Medidas Tambor Observaciones

• Optimo si no es etapa limitante deproducción y disponibilidad de carro• Evitar pasivaciones y secados de sales

Baja

Media

Alta

Bastidor

MINIMIZACIÓN DE ARRASTRES

Optimización del régimen de giro • Escurrir y giros cortos• Evitar extracción rápida del baño

Sacudida del bastidor • Garantizar colocación estable de piezas

Colocación óptima de piezas • Muy relevante en empresas de producciónpropia

Selección del tipo de tambor enfunción del tamaño de pieza

• Relevante en talleres con diferentestamaños de piezas

Aplicación de ducha sobre baño • Sólo si baño en caliente

Aplicación de aire a presión • Sólo si las piezas son muy similares

Bandeja inclinada de drenaje entrebaño y lavado

• Para soluciones ácidas de PVC, PE o PP(ácidos) y acero inoxidable (alcalinos)• Si cierta distancia entre baño y lavado

Prevención de aislamientosdefectuosos en bastidor

• Adicionalmente realizar desmetalizadosmecánicos o químicos periódicamente

Diseño adecuado de tambor ybastidores

• Tambores con “tapones de reposición” enorificios o con perforaciones avellanadas

Avellanado de tambores • Relevante si perforación del tambor dereducido tamaño

Diseño de pieza optimizado • Coordinación con productor para drenajeóptimo

Reducción de la concentración delbaño

• Importante en electrolitos de cromo,pasivados amarillos y cincados cianurados

Aditivación de tensioactivo •Puede incrementar cantidad de orgánicosdegradados (Devolución elevada)

Incremento de la temperatura delbaño

• Sólo si sinergias adicionales por altoconsumo energético

Grado de eficacia

No realizable

IHOBE, S.A.

Figura 5.3.1 Principales medidas de minimización de arrastres. Eficacia de las mismas para bastidor y/otambor


60

5.3.1 Prolongación de los tiempos de escurrido

La prolongación del tiempo de escurrido, una vez extraídos los bastidores o los bombos conlas piezas de las soluciones de proceso, es una medida sencilla y eficaz. El tiempo deescurrido no podrá prolongarse en cualquier caso de manera excesiva, especialmente si elbaño de proceso trabaja en caliente, ya que las sales del baño podrían llegar a secarse sobrela pieza. Esto puede evitarse eventualmente aplicando una ducha con niebla pulverizada. Deesta forma se restituye directamente al baño de proceso y de manera bastante concentrada lasolución de proceso adherida a la superficie (ver cap. 5.4). En caso de tiempos de escurridodemasiado prolongados pueden además, hacer aparición en la superficie de las piezasefectos de pasivación.

0,2

30 60 90 120 60+120s Tiempo deescurrido (s)

Arrastre(litro/tambor)

0,6

1,0

1,6

1

2

3

0 2 5 10 cm

2 Pieza plana3 Cazoletas

1 Cilindro hueco

S

IHOBE, S.A.

Figura 5.3.2: Minimización de arrastres por incrementos del tiempo de escurrido en función dediferentes piezas de tambor


61

70

60

50

40

30

20

10

10 20 30 40 50 60 Tiempo deescurrido (s)

Arrastre(ml/m2)

A’’B’’

1’’2’’

B’A’

0 20 50cm

c. ca. 20 g/l CrO3; T=20ºC

IHOBE, S.A.

Figura 5.3.3: Reducción de arrastres en función del tiempo de escurrido, tipo de pieza de bastidor ymodo de colocación de las mismas

La prolongación del tiempo de escurrido es especialmente recomendable cuando laoperación correspondiente no es la limitante de la producción (p.ej. el cromado es una líneade cobre-níquel-cromo) y la cadencia o disponibilidad de los carros lo permite.

En caso contrario deberán evaluarse las ventajas y desventajas de una posible pérdida en laproducción o de una inversión para incrementar el número de carros o mejorar el programaautomático.

Tal y como se observa en las figuras 5.3.2 y 5.3.3, la mayor reducción de los arrastres se daen función de la piezas, a los 10 primeros segundos en los bastidores y los 30 segundos enlos bombos.

Recomendación Práctica nº 8: Limitación del tiempo de escurrido porpasivación de piezas

El incremento de los tiempos de escurrido de piezas en tambor y bastidor esuna de las medidas más eficaces para la reducción de arrastres. Sinembargo deben evitarse efectos de pasivación de piezas en bastidor sobretodo tras los pretratamientos ácidos (decapados y activados) y entre lasoperaciones de niquelado y cromado. En estos casos se recomienda noexceder de tiempos de escurrido de 10 segundos.


62

5.3.2 Optimización del escurrido

La optimización del escurrido es fundamental en las instalaciones con tambor. En primerlugar la extracción de los bombos del baño debe realizarse lentamente. En segundo lugardebe establecerse un régimen de giro adecuado del tambor. Así, resulta favorable iniciar elproceso de escurrido con un período de inmovilidad del tambor, para que el líquido puedaacumularse y escurrir. Posteriormente se inicia un ciclo de giro corto y de 90º por lo generaly parada con suficiente pausa para permitir un escurrido que deberá ser optimizado paracada caso específicamente.

Por otro lado, tiene una importancia elevada, sobre todo en talleres a terceros, el seleccionarlos tambores en función del tamaño de la pieza, para evitar arrastres elevados al utilizarperforaciones demasiado reducidas.

La sacudida de bastidores por medio de un sencillo sistema de vibración o un “tope”situado en el carro permite un escurrido mejor de las gotas de piezas que están bienancladas7 en el bastidor.

Para un escurrido óptimo de las piezas del bastidor es fundamental colocarlas de un modoque los vértices de las piezas estén situados verticalmente en relación a la superficie delbaño.

De este modo, tal y como se observa en la figura 5.3.3 puede hasta duplicarse la eficacia delescurrido.

También cabe destacar la posibilidad de aplicar una ducha o spray de lavado sobre el bañopara reducir el arrastre, siempre que el baño trabaje en caliente y no afecte a una reducciónde la vida del mismo (p.ej. sobre desengrases químicos en base a productos desemulgentes).

La aplicación de aire a presión para eliminar arrastres es muy específica para ciertos tipos deacabados (p.ej. cromo negro).

Finalmente, la colocación de bandejas8 inclinadas entre el baño y la primera etapa delavado permite, sobre todo si existe distancia entre ambos, una pequeña reducción delarrastre de un modo muy sencillo.

5.3.3 Medidas constructivas en los bastidores y bombos

El diseño de bastidores y bombos puede contribuir también a una minimizaciónconsiderable de los arrastres.

- Los contactos de los bastidores con las piezas deberán alinearse de forma que el drenajede una no caiga sobre otras.

7 La caída de piezas de zamak o latón, materiales no magnéticos, a los baños incrementa fuertemente la contaminación de los baños (p.ej.cromados, niquelados, ...)8 Estas bandejas deberían ser de PVC, PE. PP para baños ácidos y de acero inoxidable para baños alcalinos.


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- Deben evitarse los aislamientos defectuosos de los bastidores para evitar infiltracionesy por lo tanto arrastres de soluciones de proceso. Un aislamiento que no está encondiciones generará importantes deposiciones que incrementarán el arrastre.

- Los tambores deberán tener la perforación9 adecuada para las piezas a recubrir.Finalmente deben revisarse regularmente los tambores para confirmar que no seproducen incrustaciones que obturen las perforaciones de salida.

- Asimismo el avellanamiento10 de las perforaciones de los tambores constituye unamedida eficaz para optimizar el drenaje sobre todo cuando éstas son de pequeñasdimensiones y las fuerzas capilares son importantes. La perforación de las aristas de losbombos es otro factor no del todo despreciable. El empleo de perforaciones de 3-4 cmde diámetro con “tapones” recambiables facilita tanto una buena turbulencia en el bañocomo un buen escurrido posterior.

- Deben evitarse en la medida de lo posible estructuras horizontales en los bastidores quedificulten un buen escurrido.

5.3.4 Medidas relacionadas con la composición o las propiedades físicas del baño

La modificación de la composición o de las propiedades físicas del baño pueden así mismocontribuir a la minimización de arrastres cuando:

- La tensión superficial de los baños puede reducirse mediante el empleo de tensoactivos.En principio pueden adicionarse tensoactivos específicos para cada operación. Laconcentración óptima de tensoactivos puede establecerse y controlarse mediante unsencillo estalagnómetro. Por otro lado también es posible minimizar el arrastre porreducción de la viscosidad. Así, la reducción de la concentración de un electrolito decromo decorativo de 330 g/l a 220 g/l CrO3 permite reducir por este motivo un 50% delvolumen arrastrado.

- En algunos casos pueden minimizarse los arrastres aumentando la temperatura delbaño. Esta medida únicamente tiene sentido si conlleva otros beneficios, como unincremento de la producción, por el alto consumo energético adicional que conlleva.

- En ciertos casos puede reducirse la concentración de los componentes del baño, sinque esto repercuta negativamente en la calidad del producto, de forma que aunque lacantidad de solución de proceso arrastrada permanezca constante, se obtiene unaminimización de la carga contaminante. Esta medida tiene especial relevancia prácticaen las operaciones de cromado decorativo en las que se ofrecen en el mercado baños dehasta 180 g/l de ácido crómico, en las de pasivado amarillo que pueden trabajar hastamenos de 1,5 g/l de CrO3 y en las operaciones de los cincados cianurados.

La progresiva incorporación del concepto del mantenimiento predictivo de baños, suponeun control y seguimiento mucho más exhaustivo de la composición y propiedades del bañolo que permite jugar con márgenes de seguridad más estrechos tanto en concentraciones de 9 Por lo general de 3-8 mm de diámetro.10 El avellanamiento consiste en perforar las paredes del bombo en forma de cono, cuya base se ....


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sales, aditivos, ... como en otros campos, lo que conlleva así mismo una reducción dearrastres, tal y como se observa en la figura 5.3.4.

c

1

2

copt

Reajuste de la concentracióndel baño de proceso

Tiempo de trabajo

1-Arrastre elevado al comienzo del proceso (objetivo: seguridad en el funcionamiento)2- Funcionamiento recomendado (objetivo: capacidad de proceso)Copt - Concentración óptima del electrolito

Concentraciónbaño

IHOBE, S.A.

Figura 5.3.4: Ventajas de un mantenimiento predictivo con control y seguimiento constante frente a unmodo tradicional de trabajar que incluye un margen de seguridad muy elevado

5.3.5 Diseño óptimo de piezas

El diseño de las piezas constituye otro de los factores importantes capaces de contribuir a laminimización de los arrastres. En ese sentido es recomendable una estrecha relación con elcliente y/o suministrador y tener presentes los siguientes aspectos:

- Evitar en lo posible por diseño óptimo en las piezas a recubrir las partes cóncavas,perforaciones o ranuras donde por capilaridad o efecto de cazo pudieran arrastrarseimportantes volúmenes de baño.

- Permitir un escurrido óptimo de las piezas, incluyendo en el diseño una perforación dela pieza en su parte cóncava o de alto arrastre (tubos).

5.4 OPTIMIZACIÓN DE LA TÉCNICA DE LAVADO

5.4.1 Introducción. El criterio de calidad de lavado

Antes de iniciar cualquier actuación dirigida a la optimización de la técnica de lavado deberealizarse la siguiente pregunta: ¿cuál es el objetivo de calidad del agua de lavado decada una de las operaciones?.


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Por lo general, en la mayoría de los talleres esta pregunta queda sin respuesta. Por ello, notiene sentido alguno mejorar la técnica de lavado realizando en ocasiones importantesinversiones, si no se ha definido previamente hasta dónde se quiere lavar.

En la práctica se observa que en muchas líneas se lava incluso 1.000 veces más de lonecesario, esto es, que si para un cincado ácido estaría garantizada la calidad delrecubrimiento posterior con una concentración de 20 mg/l de cinc en el último lavado, seencuentran casos de lavados con menos de 0,02 mg/l de cinc.

Así, en muchas ocasiones, la seguridad en la operación es excesiva. Teniendo en cuenta loscrecientes costes del agua, de los cánones de vertido y de los productos químicos para eltratamiento de aguas, es clave adaptarse a la calidad de lavado realmente requerida.Esto es, la mínima calidad de lavado necesaria para garantizar una óptima operación.

Sin embargo queda pendiente el modo de definición de la calidad de lavado. En algunoscasos se emplea la conductividad como parámetro de calidad del agua, sobre todo cuandoexisten equipos desionizadores de metal para chequear si se lava bien o mal (p.ej. ≤10 mg/lde níquel en el último lavado).

En la mayoría de las empresas, una coloración excesiva del lavado se relacionaautomáticamente con experiencias negativas en la calidad de recubrimiento.

El modo más sencillo para definir la eficacia del lavado es el criterio de calidad dellavado o, expresado de otra forma, el cociente entre la concentración del baño de trabajo yla concentración en la última etapa de lavado.

Así, un criterio 1.000 significa que el último lavado tiene una dilución 1.000 veces menorque el baño.

Esto es, el criterio de calidad de lavado (CL) es el valor inverso al grado de dilución y, portanto el cociente entre la concentración de electrolito o baño C0 que se arrastra con las piezasy la concentración en equilibrio Cn de la última etapa de lavado n:

CLCCn

= 0

CL= criterio de calidad de lavadoC0 = concentración del baño o electrolitoCn = concentración en última etapa de lavado n

El criterio de calidad de lavado también se puede expresar como el producto de criterio decalidad de lavado parciales de cada etapa de lavado:

CL CL CL CL CLn= 1 2 3• • •. .....•siendo

CLCC

CLCC

CLCCn

n

n1

0

12

1

2

1= = = −, ,


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El modo más sencillo de calcular el criterio de calidad de lavado de una etapa de lavado esestableciendo la relación entre caudal total (suma de caudal de lavado y solución arrastradaVi) y el volumen de solución arrastrada Vi.

CLQ V

Vii i

i

=+

CLi = criterio de calidad de lavado de etapa de lavado iQi = caudal de lavado de etapa iVi = volumen de arrastre a la etapa i

Los criterios de calidad de lavado dependen de la concentración del baño y del tipo deoperación. A partir de la experiencia práctica (Schwering 1.995, Wolf 1.995, Hasler 1993)se establecen orientativamente los rangos de eficacia de lavado de la tabla 5.4.1.

Tipo de baño Criterio de calidad de lavado (C0/Cn)• Desengrase 500-1000• Decapado 1000-2000• Cincado (exc. CN) 1000-5000• Otros metalizados (exc. CN) 2000-10000• Cincado cianurado 5000-10000• Otros cianurados (Cu, Ag, Latón) 10000• Cromo decorativo 10000-50000• Pasivados crómicos11 200-2000

Tabla 5.4.1: Rango de criterios de calidad de lavado para los diferentes tipos de baños depretratamiento, funcionales o decorativos.

En función de los requerimientos de calidad específicos de cada empresa, se emplearáncomo base de cálculo los valores inferiores, medios o superiores del rango señalado.Ocasionalmente y en condiciones especiales puede incluso superarse alguno de los valoresseñalados.

A continuación se traducen en la Tabla 5.4.2 diversos criterios de calidad de lavado de losbaños y electrolitos más empleados a concentraciones de metal, para facilitar elentendimiento práctico de qué es lo que se considera una eficacia de enjuague.

Tipo de baño Compuesto Concentración Criterio de calidad de lavadobaño (g(l) 1.000 5.000 10.000 50.000

Decapado (cinc) HCl 170 g/l 170 mg/l 34 mg/l 17 mg/l 3,4 mg/lCincado ácido Zn2+ 35 g/l 35 mg/l 7 mg/l 3,5 mg/l 0,7 mg/lCincado alcalino exento Zn2+ 10 g/l 10 mg/l 2 mg/l 1 mg/l 0,2 mg/lCincado cianurado Zn2+

CN-15 g/l25 g/l

15 mg/l25 mg/l

3 mg/l5 mg/l

1,5 mg/l2,5 mg/l

0,3 mg/l0,5 mg/l

Cobreado cianurado Cu+

CN-50 g/l75 g/l

50 mg/l75 mg/l

10 mg/l15 mg/l

5 mg/l7,5 mg/l

1 mg/l1,5 mg/l

Niquelado brillante Ni 65 g/l 65 mg/l 13 mg/l 6,5 mg/l 1,3 mg/lCromado decorativo CrO3

2- 250 g/l 250 mg/l 50 mg/l 25 mg/l 5 mg/lTabla 5.4.2: Expresión de diferentes criterios de calidad de lavado (CL 1.000, 5.000, 10.000, 50.000)como concentración de los principales baños o electrolitos. Se resalta en negrilla los rangos que por

experiencia práctica se consideran ajustados para garantizar la eficacia de lavado

11 Pasivados azules ≥ 200, pasivados amarillos > 750


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Cabe destacar, que aunque el trabajo con un criterio de calidad de lavado ajustado es elprimer paso dirigido a ahorrar el consumo de agua será finalmente la técnica de lavadoempleada lo que hará depender decisivamente el caudal de agua empleado.

Esto es, se puede trabajar con la misma eficacia de lavado con una cantidad baja o alta deagua de enjuague, en función de la disposición de cubas y naturalmente del arrastre (cap.5.3), tal y como se describe en los próximos capítulos.

5.4.2 Principales técnicas de lavado

A continuación se describen las principales técnicas de lavado optimizadas desde el aspectotécnico, económico y ambiental.

La tendencia general va dirigida a utilizar el agua de lavado múltiples veces consiguiendo deeste modo concentrar la carga contaminante en un menor volumen, lo que facilita unadevolución de electrolito arrastrado al baño o un tratamiento más económico y seguro de lasaguas semiconcentradas.

Recomendación Práctica nº 9: Instalación de rotámetros. Aspectosbásicos

La instalación de rotámetros o medidores de caudal en los aportes de agua acada una de las etapas de lavada evita realizar estimaciones sobre el caudalde agua necesario que, conllevan consumos excesivos.La amortización de estas pequeñas inversiones (por lo general de 10.000 a30.000 pts por unidad) es inmediata. Sin embargo, es importanteseleccionar el rotámetro en función del caudal previsto. Esto es, no instalarpara un caudal de 50 l/h un rotámetro con una escala de 0-2.000 l/h, por ladificultad que presenta su ajuste a 50 l/h. Para este caso sería adecuado unrotámetro de escala 0-100 l/h.

5.4.2.1 Lavados en cascada

La conexión de varias etapas de lavado en serie se denomina lavado en cascada. El caudal deagua fluye en contracorriente respecto a las piezas de modo que se reutiliza repetidamente elagua. La entrada de agua de lavado limpia tiene lugar en la última etapa de lavado, quedetermina la eficacia de enjuague; la salida del agua de lavado semiconcentrado se realiza enla primera etapa tras el baño.

Esta técnica de lavado puede implantarse en todas las instalaciones nuevas, así como en lasantiguas en la medida en que lo permitan las condiciones técnicas de la instalación.

El lavado en cascada, frente a los procesos de lavado, simples o de una etapa, permitereducir el caudal necesario de agua de lavado Q en función del número de etapa de lavado n.El valor de Q puede calcularse a partir del volumen de solución arrastrada V y del criterio delavado necesario CL en base a la siguiente ecuación:

( )Q V CLn= −• 1


68

En caso de que el caudal de agua de lavado Q sea por lo menos diez veces superior alarrastre V, podrá aplicarse la siguiente fórmula empírica aproximativa de exactitudsuficiente:

Q V CLn= •

A continuación se presenta en la Tabla 5.4.3 el consumo de agua necesario en función delnúmero de etapas de lavado y del criterio de calidad de lavado CL. Obsérvese que la mayorreducción de consumo de agua se consigue al pasar de uno o dos lavados en cascada.Asimismo, la reducción de caudal ya no es significativo a partir de tres etapas de lavado.

Criterio de calidad de lavado CLNº de etapas

de lavado25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 2.000 1.000 500 200

de 1 etapa 24.999 19.999 14.999 9.999 4.999 1.999 999 499 199de 2 etapas 157 140 122 99 70 44 31 21 13de 3 etapas 28 26 24 21 16 12 9,0 6,9 4,8de 4 etapas 12 11 10 9,0 7,4 5,7 4,6 3,7 2,8de 5 etapas 6,6 6,2 5,8 5,3 4,5 3,6 3,0 2,5 1,9Tabla 5.4.3: Caudales de agua necesarios en litros para mantener un criterio de calidad CL específico

(CL=200-25000) en función del número de etapas de lavado n. El arrastre V es 1 l/h

Para facilitar la comprensión del ahorro de agua procedente de emplear la técnica de lavadoen cascada se presenta la figura 5.4.1, cuyos cálculos se basan en la fórmula simplificada delcálculo de caudales.

0,01%0,1%10% 1%100 %n=4

10 l/h1 l/h

Q= CL4

n=3 Q= CL3

Q= CL

Q=CL=C0/Cn

Caudal (Q) Cálculo del caudal

Q= V CLn

Arrastre (V)

100 %

1 l/h

0,01%0,2%5%

22 l/h

n=2100 %

1 l/h

0,01%1%

100 l/h

n=1100 %

1 l/h

Cn0,01%

10.000 l/h

Criterio de calidad de lavado CL=10.000

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.1: Representación gráfica del caudal requerido para enjuagar con criterio de calidad delavado CL=10.000 en función del número de etapas de lavado (Arrastre V=1 l/h)


69

Baño

Lavados en cascada

2ª etapa

3ª etapa

1ª etapa

Secuencia de operación(piezas)

Devoluciónpotencial

Caudal

Caudal

Evaporación

Tratamiento delagua residual

Agua delavado

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.2: Lavado en cascada. Ejemplo con tres etapas (n=3)

Finalmente cabe destacar, que la técnica de lavado en cascada presenta una serie de ventajasy desventajas. Entre las primeras destaca la sencillez de la técnica, que requiere unainversión y un mantenimiento despreciable, y su universalidad, al ser aplicable a todo tipode piezas, procesos, ... Entre las desventajas, destaca la sensibilidad de esta técnica a lafluctuación de arrastres y la limitación a la devolución al baño de electrolito arrastrado, porel excesivo caudal para esta medida de recuperación.

Ventajas Desventajas• Sencillez de la técnica (inversión despreciable,

mantenimiento nulo)• Sensibilidad a fluctuaciones de arrastre

• Universalidad • Limitación a la devolución de electrolitoarrastrado al baño

Tabla 5.4.4: Ventajas y desventajas de la técnica de lavado en cascada representado de modosimplificado


70

Recomendación Práctica nº 10: Diseño óptimo de las cubas de lavadoen cascada

Las cubas de lavado en cascada, sobre todo en líneas de tambor, debendiseñarse de modo que se evite un rebosamiento del agua de lavado másconcentrado al más diluido. Ello puede evitarse incrementando la altura dela separación entre ambas cubas.

2ª etapa de lavado 1ª etapa de lavado

Lavado en cascada

Margen correspondienteal volumen del bombo

Tal y como se observa en el gráfico, hay una diferencia de niveles entre laprimera (enjuague concentrado) y la segunda etapa de lavado (enjuaguediluido) que previene un rebose del contenido de la primera a la segundaetapa aún y cuando se introduzca un tambor.Adicionalmente cabe destacar que el flujo diagonal del agua (entrada ysalida en lados opuestos y dispuestos abajo respectivamente arriba) evitaposibles cortacircuitos y consumos excesivos de agua.

5.4.2.2 Lavados estancos

Se entiende por lavado estanco el enjuague de piezas en una cuba de agua sin aportecontinuo. Un arrastre elevado, un volumen de cuba de lavado reducido y un periodo detiempo largo contribuyen de manera decisiva a un rápido incremento de la concentración deelectrolito o baño en los lavados estancos. Por ello, la utilización de lavados estancopresenta una serie de ventajas y desventajas. Entre las primeras destaca un consumoreducido de agua al cambiarse periódicamente la misma; una captación del mayor porcentajede carga contaminante en un volumen pequeño y una posibilidad de reposición de laspérdidas de evaporación de baños en caliente, lo que permite una devolución de electrolitoarrastrado. Entre las desventajas cabe destacar la fluctuación en la calidad de lavado al variarla concentración en la cuba en función del tiempo, la dificultad de conseguir un criterio decalidad de lavado elevado y la dedicación periódica de los operarios puesto que, por logeneral, la operación de vaciado y/o reposición es manual.

Ventajas Desventajas• Consumo reducido de agua • Fluctuaciones en la calidad de lavado en función

del tiempo• Recogida de gran parte de carga contaminante en

volumen reducido• Criterios de calidad de lavado bajos

• Posibilita devolución de electrolito arrastrado • Dedicación alta de operariosTabla 5.4.5: Ventajas y desventajas de los lavados estancos


71

La práctica más habitual consiste en combinar una cuba de lavado estanco con otros tipos delavado, bien simples o en cascada.

Si no se realiza un cambio frecuente del lavado estanco, la concentración en el lavado seincrementa excesivamente, tal y como se observa en la figura 5.4.3.

Por ello es recomendable cambiar con frecuencia el lavado estanco o reponer al menosdiariamente las pérdidas de evaporación del baño anterior. Esta última práctica, habitual enbaños de desengrase, niquelado y cromado permite mantener las fluctuaciones deconcentración en un rango favorable, y sobre todo, una concentración reducida en el lavadoestando (ver figura 5.4.3).

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 50 100 150 200 250 300 350 400Tiempo (horas)

Concentración C0

V=1V=5Devolución V=1Devolución V=5

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.3: Curvas de incremento progresivo de la concentración de electrolito en un lavado estancoen función del tiempo (Condiciones: volumen cuba = 1000 l; arrastre V=1 l/h y V = 5 l/h; concentraciónde baño C0). Mantenimiento de la concentración en la cuba de recuperación en 0,15 C0 (Arrastre V=1

l/h) y en 0,5 C0 (Arrastre V = 5 l/h) si se realiza una reposición cada 16 horas de trabajo con solución delavado estanco para compensar las pérdidas por evaporación en el baño de 5 l/h (Condiciones: Volumen

cuba = 1.000 l; concentración de baño C0)

En la actualidad existen líneas que emplean técnica de lavado de múltiples lavados estancossobre todo para operaciones que necesitan un criterio de calidad de lavado bajo. Así, a partirde dos posiciones de lavado, se reduce fuertemente el volumen de agua necesario.


72

Concentración en cubas estancoNúmero de

cubas estancoTiempo C1 C2 C3 C4

1 1 h 0,001 C0 -- -- --2 45 h 0,043 C0 0,001 C0 -- --3 189 h 0,173 C0 0,016 C0 0,001 C0 --4 427 h 0,347 C0 0,069 C0 0,009 C0 0,001 C0

Tabla 5.4.6: Periodo de tiempo tras el que se debe reponer un lavado estanco de 1.000 litros de volumenen función del número de lavados estancos (1, 2, 3, 4) si el criterio de calidad de lavado debe ser al

menos CL=1000. Las condiciones marco son: Arrastre V=1 l/h; volumen de cuba 1.000 l, calidad delavado CL=1000 y concentración inicial de baño C0. C1, C2, C3, C4 son las concentraciones del primer,

segundo, tercero y cuarto lavado estanco.

5.4.2.3 Lavado en ciclo cerrado

Por lavado en ciclo cerrado o “lavado desionizado” se entiende un enjuague cuya cargacontaminante se capta en un equipo de intercambio iónico posibilitando de este modo lareutilización del agua en continuo. Cada cierto tiempo, en función de la carga contaminantecaptada, debe regenerarse el equipo intercambiador, generándose un semiconcentradoresidual que debe tratarse adecuadamente.

Esta técnica de lavado presenta una serie de ventajas y desventajas tal y como se presenta enla siguiente tabla.

Ventajas Desventajas• Alto grado de calidad de lavado. • Inversión elevada• Generación de bajos volúmenes de agua residual • Costes de regeneración elevados• Flexibilidad ante fluctuaciones de arrastres • Necesidad de combinación con otras técnicas de

lavadoTabla 5.4.7: Ventajas y desventajas de la técnica de lavado en ciclo cerrado

Las ventajas derivadas de la técnica de lavado en ciclo cerrado son la posibilidad de trabajarcon un alto criterio de calidad de lavado, la generación de muy bajos volúmenes de aguaresidual (sólo válido si las cargas contaminantes son bajas) y una flexibilidad importanteante fluctuaciones en los arrastres de las piezas.

Entre las desventajas destacan la necesidad de importantes inversiones puesto que lascolumnas catiónicas y aniónicas deben ser dobles y los flujos de aguas conteniendo cianurono debe tener contacto con aguas niqueladas, unos costes de regeneración elevadosderivados del consumo de productos químicos en función asimismo de la cargacontaminante y finalmente, la necesidad de combinación con otras técnicas de lavado al noaceptar el sistema, cargas contaminantes elevadas.


73

Recomendación Práctica nº 11: Empleo de agua desmineralizada entreel niquelado y cromado

La utilización de agua desionizada o desmineralizada en el lavado previo alcromado decorativo puede causar efectos de pasivación de las piezasniqueladas y generar así problemas en la operación de cromado. Ello sedebe a la presencia de compuestos orgánicos en el agua recirculada por elequipo de intercambio iónico.Aún y cuando es recomendable lavar en los enjuagues en cascada delmódulo de niquelado con agua de baja conductividad e incluso con unlavado final desionizada (en ciclo cerrado), pueden evitarse los efectos dela pasivación colocando una etapa de activado previo al cromadoformulado en base de ácido crómico (100 g/l CrO3). Esta operación deactivado no supone consumo adicional de ácido crómico.

Finalmente, cabe destacar que los sistemas de intercambio iónico no son sistemas detratamiento de aguas residuales, sino que exclusivamente captan y concentran contaminante,permitiendo de este modo una reutilización de las aguas de lavado.

5.4.2.4 Combinación de lavado en cascada y lavado en ciclo cerrado

En esta técnica de lavado se combinan los dos sistemas de lavado anteriormente descritos.Primero se elimina en un lavado en cascada continuo de bajo caudal (generalmente de dosetapas) la mayor parte del electrolito arrastrado. Este agua de lavado altamente concentradase presta bien para su devolución al baño de origen (ver cap. 5.5).

En una etapa final de lavado en ciclo abierto se obtiene a continuación con elevado caudal elcriterio de lavado necesario y con ello la calidad del revestimiento deseada (ver figura.5.4.4).

Baño

Lavado en cascada

2ª etapa

Lavado ciclo cerrado

1ª etapa


Devolución

Caudal

Evaporación


Intercambiadoriónico

Eluatos

Agua para el lavado

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.4: Combinación de lavado en cascada y lavado en ciclo cerrado

Se obtiene un funcionamiento óptimo del sistema de doble lavado en cascada previo cuandola cantidad de agua de prelavado es entre 5 y 10 veces superior a la cantidad arrastrada. En la


74

segunda cuba de la cascada la concentración electrolito se establece entonces en un 1-2% dela concentración inicial, lo que repercute muy positivamente en una reducción importante delas necesidades de regeneración del equipo intercambiador iónico.

Asimismo el lavado en ciclo cerrado debería, por cuestiones hidráulicas, renovar su volumencada 4-5 horas como mínimo.

Por otro lado, es recomendable que el aporte de los lavados en cascada proceda del sistemade intercambio iónico, lo que permite una pequeña purga constante del agua en ciclo cerradoy elimina prácticamente el riesgo de formación de espumas y manchas derivado de laacumulación de sustancias orgánicas en las aguas que se vehiculan a través delintercambiador.

Ventajas Desventajas• Alto grado de calidad de lavado • Inversión elevada• Generación de mínimos volúmenes de agua

residual• Necesidad de ≥ 3 etapas de lavado

• Posibilidad de devolución de electrolitoarrastrado

• Flexibilidad ante fluctuaciones en arrastreTabla 5.4.8: Ventajas y desventajas de la combinación de la técnica de lavado en cascada y el lavado en

ciclo cerrado

La combinación de lavado en cascada y lavado en ciclo cerrado (o lavado desionizado),presenta ventajas y en menor grado, desventajas.

Entre las primeras destaca la consecución de un alto criterio de calidad de lavado, lageneración de volúmenes mínimos de agua residual, la posibilidad de devolución deelectrolito arrastrado y la flexibilidad del sistema ante fluctuaciones del volumen de arrastre.Las desventajas básicas son la necesidad de una inversión elevada y la necesidad de almenos un conjunto de etapas de lavado para que el sistema resulte eficaz. Los costes deregeneración se mantienen bajos, al estar optimizada la técnica de lavado.

Para facilitar la comprensión gráfica de la flexibilidad de este sistema combinado serepresentan diferentes modos de trabajar en la figura 5.4.5.

Se observa que se puede mantener el mismo criterio de calidad de lavado modificandoincluso el caudal de la cascada o incrementando la carga contaminante sobre las resinas deintercambio iónico.


75

0,01%4%20%100 %

400 l/h

1 l/h

Lavado abiertoArrastre (V)

II

5 l/h

0,01%2%15%100 %

200 l/h

1 l/h

II

7 l/h

0,01%1%10%100 %

100 l/h

1 l/h

II

10 l/h

Lavado ciclo cerrado (CL=10.000)

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.5: Sistema combinado de lavados en cascada y lavado en ciclo cerrado. En función delarrastre, la necesidad de devolución al baño y el periodo mínimo de regeneración de resinas requerido,

se puede trabajar de uno u otro modo. Las condiciones de trabajo son de V= 1 l/h de arrastre y uncriterio de calidad de lavado CL = 10.000. (Nota: II = Intercambiador iónico).

5.4.2.5 Combinación de lavado estanco y lavado en cascada

Esta técnica de lavado, frecuentemente utilizada en las empresas de la C.A.P.V., combinalas propiedades de los lavados estanco con los de los lavados en cascada.

Consecuentemente el sistema aporta las ventajas de ambas como son la concentración de lacarga contaminante en un pequeño volumen y la posibilidad de devolución del bañoarrastrado12. Asimismo, se garantiza el cumplimiento de una eficacia de lavado moderada.

12 La repercusión de la devolución de electrolito arrastrado sobre la concentración en la cuba de recuperación se analiza en la figura5.4.3.


76

Ventajas Desventajas• Recogida de gran parte de la carga contaminante

en volumen reducido• Fluctuaciones en la calidad de lavado en función

del tiempo• Posibilita devolución de electrolito arrastrado • Caudal de agua medio• Permite criterio de calidad de lavado suficiente

Tabla 5.4.9.: Ventajas y desventajas de la combinación de lavado estanco y lavado en cascada

Las desventajas que presenta el sistema en función del tiempo son debido al incremento dela concentración en el lavado estanco y a un caudal de agua relativamente elevado, sobretodo si se compara con la utilización de las posiciones como triple lavados en cascada odoble lavado en cascada con lavado en ciclo cerrado.

Baño

Lavado en cascada

2ª etapa

Lavado estanco

1ª etapa


Devolución

Caudal

Evaporación


Agua de lavado

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.6: Combinación de lavado estanco y lavado en cascada. Ejemplo con dos etapas en cascada

Finalmente cabe destacar, que la desventaja derivada de las fluctuaciones de concentraciónen el lavado estanco se elimina si la devolución del electrolito al baño, en caso de serposible, se realiza de modo semicontinuo por medio de un bombeo controlado por nivel. Elefecto, sin embargo, no es relevante tal y como se observa en la figura 5.4.3.

5.4.2.6 Lavado por duchas

La utilización de duchas sobre los baños de trabajo y/o las diferentes etapas de lavadopermite eliminar gran parte del arrastre de piezas en bastidor con un caudal de aguareducido. La eficacia de la proyección del agua sobre la pieza depende sobre todo delnúmero de boquillas y su ángulo de pulverización, así como la geometría de las piezas arecubrir. El agua utilizada para las duchas procede de la fase de lavado posterior, que poseeuna calidad superior de agua, siempre y cuando no hay razones de carácter técnico o desalud laboral que lo impidan, como pueden ser el lavado con ducha sobre baños dedecapados concentrados (ácido clorhídrico al 17% en líneas de cincado) o sobre baños y/olavados conteniendo cianuros.


77

Baño

Evaporación

Lavado por inmersión


Baño

Lavado porduchas(devolución)

Lavado porinmersión

Lavado porduchas

Agua para el lavado

Sistema de pulverización

Sistema de pulverización

Tratamientoagua residual

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.7: Lavado por duchas sobre un lavado por inmersión. Se incluye un lavado por duchas sobreel baño como técnica de devolución de electrolito arrastrado

El sistema de lavados con duchas presenta una serie de ventajas y desventajas. Entre lasprimeras destaca la mejora de la calidad de lavado debido al efecto de turbulencia de laproyección de agua, la reducción del caudal de agua tal y como se detalla más adelante, laposibilidad de reducir el arrastre directamente sobre el baño así como por último, lafacilidad de transportar el caudal de lavado de una etapa a otra e incluso de realizar unadevolución al baño.

Entre las desventajas resalta la limitación de la técnica a líneas de bastidores, y a piezas degeometría sencilla, así como la necesidad de una inversión adicional. Además, los lavadospor ducha suelen ir en combinación con otras técnicas de lavado (lavado por inmersión, ...).

En ocasiones puntuales y cuando las boquillas están repartidas por el conjunto de la cuba delavado, se prescinde de otras técnicas de lavado.

Ventajas Desventajas• Incrementa la calidad de lavado • Líneas de bastidor• Reduce el consumo de agua • Piezas con geometría sencilla• Reduce el arrastre de baño (si ducha sobre baño) • Inversión necesaria• Permite transportar el caudal de lavado de una

etapa o otra• Necesidad de técnicas de lavado adicionales

Tabla 5.4.10.: Ventajas y desventajas del lavado por duchas

La experiencia práctica ha demostrado que si la técnica de lavado por duchas estáoptimizada (boquillas, ángulos, ...) pueden llegarse a utilizar 0,75 l/m2 de superficie depieza. Sin embargo, es más frecuente un valor medio de 1,5-2 l/m2, que ocasionalmentepuede llegar a 5 l/m2, en función de la calidad de lavado requerida.

El efecto de las duchas sobre la eficacia de enjuague debe incluirse para calcular caudales deagua en base a un criterio de calidad de lavado definido. Así, en condiciones óptimas de latécnica y con piezas totalmente planas se identifica un lavado por duchas con un lavado porinmersión.


78

En condiciones habituales se considera que un lavado por ducha corresponde a media etapade lavado por inmersión. Cuando las piezas poseen una geometría más compleja, se estimala eficacia del lavado por ducha en una cuarta parte de uno por inmersión, tal y como seobserva en la tabla adjunta.

Geometría de piezas Cocientelavado por ducha/lavado por ihmersión

• Completamente plana• Geometría sencilla• Geometría semicompleja

1,00,50,25

Tabla 5.4.11: Eficacia de un lavado por ducha frente a una etapa de lavado por inmersión en función dela geometría de las piezas y partiendo de una proyección óptima del agua

Recomendación Práctica nº 12: Ducha “Air-lift” de control neumático

El transporte de agua de una etapa de lavado diluida a otra más concentradase realiza de modo óptimo por medio de una ducha “Air-lift” de controlneumático. El aire a presión evacua el volumen de un cartuchocorrespondiente al caudal de proyección para cada bastidor, cerrando almismo tiempo la válvula señalada en el gráfico.El funcionamiento correcto se asegura instalando un filtro de rosca paraevitar la obstrucción de boquillas e instalando una sección amplia para laválvula. Este tipo de ducha es especialmente adecuado para lavados encascada con bajos caudales, enjuagues que contienen alta conductividad ypiezas de geometría favorable en bastidor.

Filtro de roscaAire a presión

C1C0

+ + +

Válvula

Boquilla

IHOBE, S.A.

Figura 5.4.8: Representación esquemática de una ducha “Air-lift” de control neumático

5.4.3 Criterios básicos para la evaluación específica de la mejor tecnología de lavadoa aplicar

La mejor tecnología de lavado a aplicar no existe de un modo genérico. Dependeespecíficamente de las condiciones marco existentes en cada uno de los talleres o empresas


79

con procesos de recubrimientos electrolíticos. Por ello se especificarán y detallarán acontinuación esas condiciones marco.

5.4.3.1 Número de etapas de lavado

El número de etapas de lavado tras cada operación es la clave para conseguir un buencriterio de calidad de lavado o eficacia con un caudal reducido.

Es recomendable disponer al menos de tres etapas de lavado tras cada operación derecubrimientos y de dos etapas para pretratamientos como desengrases y decapados opostratamientos como pasivados.

Sin embargo la realidad confirma que las líneas actuales disponen en su mayoría de una odos etapas de lavado tras cada operación.

En ocasiones es posible incrementar el número de etapas de lavado sin introducir nuevascubas por:

- eliminación de alguna operación de uso reducido.

- eliminación de una etapa u operación innecesaria. La eliminación del lavado delneutralizado en líneas de cincado ácido, la eliminación de lavados, entre niqueladosbrillantes y semibrillantes cuando ambos son químicamente compatibles, la eliminacióndel activado en algunas líneas de cincado ácido en bombo o la simplificación deoperaciones múltiples de desengrase, son ejemplos para ello.

- el empleo de técnicas de lavado por ducha, que tal y como se precisa en el capítulo5.4.2.6 pueden ser considerados como 0,5 etapas de lavado.

- la utilización doble de una misma posición de lavado. Así, es práctica habitualintroducir las piezas desengrasadas en los lavados del decapado posterior, lo quepermite mejorar el lavado, prepara la superficie y neutraliza las aguas de lavado. Sinembargo, un arrastre elevado de aceites o una cantidad excesiva de precipitados puedegenerar problemas de calidad en la operación de decapado.

Recomendación Práctica nº 13: Lavados entre desengrases químicos y electrolíticos

Si la secuencia de operación de los pretratamientos consiste en un desengrase químico y undesengrase electrolítico posterior, puede prescindirse de las etapas intermedias de lavadosiempre y cuando se compatibilicen ambos productos desengrasantes.La compatibilización química de ambos baños puede ser realizada por las compañíassuministradoras del producto desengransante.

Recomendación Práctica nº 14: Eliminación de lavado del neutralizadoen líneas de cincado ácido

La etapa de lavado tras el neutralizado ácido (HCl 3-15%) puede, por logeneral, eliminarse sin perjuicio alguno de la calidad. Ello permite ganaruna posición en la línea que posibilita una optimización de la técnica delavado y por lo tanto, una reducción de caudal de lavado.


80

5.4.3.2 Caudal o volumen reducido de agua de lavado

Un caudal reducido de agua de lavado es un criterio básico de especial interés para laempresa cuando:

- el coste del agua es elevado. El precio creciente del agua de red va constantemente enaumento. Asimismo se prevé un importante incremento del canon de vertido queafectará igualmente a las empresas que obtienen sus aguas de un pozo o cauce.

- el abastecimiento de agua no está asegurado. En algunas comarcas se dan cortes en elsuministro de agua en época estival, pudiendo obligar esta circunstancia a interrumpir laproducción al no ser suficiente la habitual reserva.

- la seguridad del sistema de tratamiento de aguas residuales debe ser elevado. Lasplantas de tratamiento por cargas minimizan los riesgos de accidentes, fugas oreacciones incompletas de detoxificación. Sin embargo sólo son viables si se operan conbajos caudales de agua residual. Por ello, al menos el volumen de las aguas de lavado deoperaciones con ácido crómico o cianuros debería ser tan reducido que permita sudetoxificación por cargas.

- el coste de depuración es elevado. Los sistemas de tratamiento físico-químico porcargas, que sólo son factibles a bajos caudales de agua residual, permite reducir demodo importante los productos químicos (sosa, ácido, bisulfito, hipoclorito) al poderalcanzar la acidez y alcalinidad óptima de las soluciones.

5.4.3.3 Calidad de lavado

Una elevada calidad de lavado es de interés prioritario cuando:

- el tipo de operación exige un criterio de calidad de lavado elevado.

Las operaciones de cromado, latonado, cobreado y niquelado exigen un alto criterio decalidad de lavado, sobre todo cuando se trata de acabados decorativos, tal y como seconcreta en el capítulo 5.4.1.

- la calidad del producto final debe ser especialmente alta.

- la fluctuación en los arrastres es elevada y no es posible regular el caudal de lavado enfunción de la concentración o conductividad en los lavados.

5.4.3.4 Potencial de devolución del electrolito al baño

Las empresas con procesos de recubrimientos electrolíticos tienen especial interés en unpotencial de devolución del electrolito al baño (ver cap. 5.5) cuando:

- el baño o electrolito es caro. Este es el caso de los electrolitos de plata, estaño, níquel ycromo básicamente.


81

- la operación es en caliente y hace necesario reponer las pérdidas por evaporación. Losdesengrases químicos y electrolíticos, los baños de niquelado y en menor medida los decobreado y cromado son exponente de esta situación.

- la devolución no incide en un cambio más frecuente del baño concentrado. Así, notendría sentido alguno realizar una devolución de la solución arrastrada de pasivadocrómico puesto que se reduciría con ello la vida del citado baño.

- no existe un sistema de tratamiento de aguas residuales. La recuperación de importantesporcentajes de la carga contaminante reduce, de modo provisional, el impacto ambientalde una operación, sobre todo cuando ésta contiene sustancias altamente tóxicas (cromoVI, cianuro, ...).

- los costes de tratamiento son elevados. La devolución de parte del electrolito arrastradoreduce en numerosos casos (especialmente cromados, baños cianurados, bañosquímicos o de desmetalizado, ...) el consumo de productos químicos de detoxificación ytratamiento como la sosa, el ácido clorhídrico, el bisulfito o el hipoclorito.

- el mantenimiento de los baños es adecuado. La devolución de electrolito arrastrado albaño supone una menor purga de sustancias contaminantes orgánicas e inorgánicas. Porello, sólo es aconsejable realizar esta actividad en líneas que aseguren unmantenimiento de la calidad del baño siguiendo lo descrito en el capítulo 5.2

5.4.3.5 Costes e inversión reducida

Los principales costes derivan de la pérdida de electrolito arrastrado, de un consumo de aguaelevado y de un consumo alto de productos químicos de tratamiento de aguas residuales.

Las inversiones más típicas relacionadas con las técnicas de lavado son la instalación delavados por ducha y la incorporación de equipos de intercambio iónico.

En este sentido, una técnica de lavado debe tener bajos costes y reducidas inversiones parala empresa cuando:

- los márgenes económicos de la operación son especialmente estrechos, como eshabitual en las líneas de cincado a terceros.

- la empresa presenta una capacidad de inversión muy baja en la actualidad.


82

5.4.4 Valoración de las técnicas de lavado en función de las etapas disponibles y loscriterios base

5.4.4.1 Consideraciones preliminares

Las técnicas de lavado se optimizarán en función de los requerimientos y los interesesespecíficos de cada una de las empresas.

Por esta razón, se han elaborado unas matrices de valoración en las que se representan loscriterios básicos antes señalados (caudal de lavado, calidad, potencial de devolución y coste-inversión) en función de las técnicas de lavado más habituales, que a la vez se desglosan siel número de etapas de lavado es de 1, 2, 3 o 4. De este modo, la valoración sólo escomparable entre dos técnicas de lavado que disponen del mismo número de posiciones deenjuague.

5.4.4.2 Técnicas de lavado para una etapa

Una posición única de enjuague limita totalmente la variedad de técnicas de lavado. Por ello,la valoración que sigue a continuación, no es comparable con técnicas de lavado que sebasen en dos o más posiciones de enjuague.

Las técnicas consideradas son:

- un lavado simple. Los consumos de agua son muy elevados, la calidad de lavado esmediana, el potencial de devolución de electrolito nulo y los costes elevados, debido alconsumo de agua y la necesidad de productos químicos de tratamiento en grandescantidades.

- un lavado simple con lavado por ducha. Esta técnica se limita a piezas en bastidorexclusivamente. El caudal de lavado desciende considerablemente al mantener la mismaeficacia que 1,25-1,5 etapas de lavado. La calidad de lavado es elevada y aunque loscostes de consumo de agua se reduzcan, se incrementa la inversión por la instalación deduchas.

- un lavado estanco. Aunque, por lo general el consumo de agua es reducido, la bajísimacalidad de lavado sería excluyente (ver cap. 5.4.2.2), aún y cuando el potencial dedevolución sería elevado y los costes derivados reducidos.


83

Representación Tipo de lavado Caudal deagua

Calidad delavado

Potencial dedevolución

Costes einversión

CRITERIOS

SimpleB

Simplecon duchaB

EstancoB E

ETAPAS DE LAVADO: 1

Desfavorable

Neutro

FavorableIHOBE, S.A.

Excluyente

Figura 5.4.9: Evaluación de las técnicas de lavado aplicables a una posición de enjuague, en función delconsumo reducido de agua, la calidad de agua alcanzada, el potencial de devolución y los costes e

inversión

5.4.4.3 Técnicas de lavado para dos etapas

A continuación se valoran y comparan entre sí, las principales técnicas de lavado aplicablesa dos posiciones de enjuague.

Entre ellas destacan:

- el lavado doble en cascada. Supone una de las mejores alternativas cuando la inversióndebe ser nula y los costes por consumo de agua bajos frente a otras opciones. Estatécnica descarta sin embargo cualquier tipo de devolución de baño arrastrado.

- el lavado doble en cascada con lavado por duchas adicionales. Es la mejor solución auna demanda de bajo consumo de agua y alta calidad de lavado siempre que las piezassean de bastidor, puesto que en realidad la eficacia se equipara a 2,5-3 etapas de lavado.La pequeña inversión arroja una valoración económica media.

- lavado estanco con lavado simple. Aún y cuando permite una óptima devolución deelectrolito arrastrado, conlleva un consumo muy elevado de agua y un criterio decalidad de lavado bajo.

- lavado estanco con lavado simple con lavado por ducha incorporado. Supone al igualque la etapa anterior la mejor alternativa para una importante devolución de electrolitoarrastrado para piezas de bastidor. Aún cuando la reducida inversión permite bajar elconsumo de agua, este último sigue siendo elevado.


84

- Lavado estanco con lavado en ciclo cerrado. Es una solución excluyente por su elevadocoste económico. Además de una importante inversión en equipos de intercambioiónico, presenta elevados costes por regeneración constante de las resinas a las que sevehicula un 10-30% de la carga contaminante. La calidad de lavado resultante nisiquiera es la óptima.

- lavado simple con lavado en ciclo cerrado. Aún y cuando permite mantener una altacalidad de lavado, es desfavorable desde el aspecto de la devolución de electrolito y laalta inversión.


Calidad delavado


Costes einversión

CRITERIOS

Doble cascadaB

Doble cascadacon duchasB

Estanco+

simpleB E

ETAPAS DE LAVADO: 2

Estanco+

simplecon ducha

Estanco+

desionizado

Simple+

desionizadoB

B E

B E D

II

D

II

Desfavorable

Neutro


Excluyente

Figura 5.4.10: Evaluación de las principales técnicas de lavado aplicables a dos posiciones de enjuague,en función de los cuatro criterios

5.4.4.4 Técnicas de lavado para tres etapas

La técnica de lavado para tres etapas permite un mayor margen de maniobra. Las principalestécnicas13 a comparar entre sí son:

13 Por cuestiones de simplicidad no se incluyen los lavados por ducha.


85

- el lavado triple en cascada. Supone la mejor alternativa desde una visión económica alcarecer de inversión y presentar costes moderados de consumo de agua.

- el lavado estanco con lavado doble en cascada. Es la técnica más adecuada paraposibilitar una devolución elevada de electrolito arrastrado. Aún y cuando esta técnicaes muy favorable desde el aspecto económico, genera caudales medios de agua residualsin garantizar una calidad alta de lavado.

- lavado doble en cascada y lavado en ciclo cerrado. Es la mejor solución cuando debecombinarse un bajo caudal de lavado con una alta calidad del enjuague aún encondiciones de fluctuación de arrastres. La elevada inversión que conllevan los equiposde intercambio iónico hace necesaria una reflexión de tipo económico.

- triple lavado estanco. Esta técnica sólo es recomendable en ocasiones muy específicasen las que la calidad de enjuague requerida es muy baja. Por lo demás, permite trabajarcon un bajo caudal de agua y no supone inversión ni costes de importancia.


Calidad delavado


Costes einversión

CRITERIOS

Triple cascadaB

Estanco+

doble cascadaB

Doble cascada+

desionizadoB

ETAPAS DE LAVADO: 3

Triple estancoB E

E

D

II

E E

Desfavorable

Neutro


Figura 5.4.11: Evaluación de las principales técnicas de lavado aplicables a tres posiciones de enjuagueen función de los criterios establecidos


86

5.4.4.5 Técnicas de lavado para cuatro etapas

Cuatro posiciones de lavado son sumamente raras a excepción de algunas operaciones decromado. Las alternativas más empleadas14 son:

- lavado cuádruple en cascada. Esta técnica de lavado permite sin inversión alguna nicoste representativo mantener el caudal de lavado en un mínimo, aún y cuando sólo sealigeramente inferior a tres lavados en cascada.

- lavado estanco con lavado triple en cascada. Supone una alternativa válida si el objetivoconsiste en devolver importantes cantidades de electrolito arrastrado a coste reducido ycalidad media.

- lavado estanco con lavado doble en cascada y lavado en ciclo cerrado. Permitecombinar una alta calidad de lavado con una devolución elevada de electrolito. Sinembargo es económicamente desfavorable frente a otras alternativas, por la elevadainversión.

- lavado triple en cascada con lavado en ciclo cerrado. Garantiza de forma óptima unaalta calidad de lavado, un caudal muy reducido y permite en un grado importante ladevolución de electrolito al baño. Sin embargo hace necesario una importante inversiónen el equipo intercambiador que debe valorar cada empresa.

- lavado doble en cascada con lavado en ciclo cerrado y lavado con aporte de agua“ultradesionizada”. Aporta ventajas exclusivamente cuando el criterio de calidad delavado debe superar la cifra de 100.000.

- Cuádruple lavado estanco. Esta técnica es óptima cuando se requiere un consumo deagua mínimo y la calidad de lavado puede ser baja. Los costes derivan básicamente dela dedicación del personal en el trasvase del contenido de las cubas de lavado de una aotra posición.

14 Por cuestiones de simplicidad no se incluyen los lavados por ducha


87


Calidad delavado


Costes einversión

CRITERIOS

CuadruplecascadaB

Estanco+

triple cascadaB

Estanco +doble cascada +

desionizadoB

ETAPAS DE LAVADO: 4

Triple cascada+

desionizado

E

D

II

Doble cascada +desionizado +

alta calidad

Cuadrupleestanco

E

B E E EE

B D

II

B D

II

DD

Desfavorable

Neutro


Figura 5.4.12: Evaluación de las principales técnicas de lavado aplicables a cuatro posiciones deenjuague en función de los criterios establecidos

5.4.5 Teoría y práctica en el cálculo de caudales de lavado

5.4.5.1 Observaciones preliminares

Los caudales de agua de lavado calculados en base a la fórmula teórica del capítulo 5.4.2.1no garantizan siempre la calidad de lavado deseada. Por esta razón es necesario realizar unaserie de consideraciones sobre cuáles son los factores que influyen sobre el rendimiento delavado. De este modo, cada empresa podrá determinar si puede emplear en la práctica loscaudales calculados teóricamente o si debe aplicar un margen de seguridad y qué margenpuede considerarse como el más idóneo.

Así, la mayoría de las desviaciones del cálculo teórico de caudales tiene su origen en lasimplificación de que la concentración sobre la superficie de la pieza es la misma que la de


88

la cuba de lavado. Esto es, se presupone que no hay película o capa límite15 alguna sobre lasuperficie de las piezas.

En la realidad la existencia y el espesor de la capa límite o fino velo depende de una serie defactores entre los cuales destaca la turbulencia o la agitación en la cuba de lavado, el tiempode inmersión en el mismo, la temperatura de lavado, el criterio de calidad de lavado (CL)deseado, la geometría de las piezas, el tipo de baño y la relación entre el caudal de lavado yel volumen de arrastre.

5.4.5.2 Agitación

Una agitación adecuada permite crear la suficiente turbulencia en un lavado para reducir aun mínimo el espesor de la película de líquido arrastrado o capa límite.

La turbulencia se crea por aireación, movimiento catódico de las piezas o bombeo interno.

La aireación es un modo de agitación exclusivamente válido para bastidores. Aún y cuandoes altamente eficaz presenta una serie de limitaciones como son:

- el riesgo de pasivación de superficies activas (cobre, níquel, ...), cuando se dan largostiempos de enjuague

- la suspensión de partículas de precipitados o suciedad, que pueden adherirse a la pieza ycrear picados posteriores. Este riesgo se reduce cuando se realiza un filtrado o el aportede agua de lavado es de alta calidad

- la posibilidad de caída de piezas, sobre todo en talleres a terceros que trabajan con granvariedad de piezas.

La agitación catódica incluye tanto el movimiento de los bastidores en los lavados, asícomo el giro de bombos en los mismos, siendo de una eficacia limitada.

La creación de turbulencia por bombeo es una técnica de eficacia media no muy extendidapor el coste que conllevan los equipos auxiliares.

Cabe destacar asimismo que la técnica de lavado por duchas crea una turbulencia altasobre la superficie de piezas sencillas en bastidor.

Finalmente, debe señalarse que, por lo general, la turbulencia a la que se someten las piezasde tambor es limitada, lo que suele conllevar un rendimiento de lavado no óptimo.

15 La capa límite es una película de líquido que sólo es posible eliminar con agua menos concentrada y un tiempo de lavado suficiente.El espesor de la citada capa límite depende de distintas variables.


89

Recomendación Práctica nº 15: Prevención de la contaminación debaños y lavados por la red de aire a presión por agitación

Cuando se desconecta el aire a presión para la agitación de baños y lavadospuede darse un vacío en la red de aire que tenga por consecuencia unaaspiración de pequeños volúmenes de diferentes baños y una importantecontaminación cruzada de los electrolitos que puede conllevar unaparalización completa de la línea.

Perforación

Aire apresión

Lavado o baño

Para evitar la aspiración se recomienda realizar una pequeña perforación dela tubería específica de aporte de aire a presión justo a corta distancia delnivel de baño, tal y como se observa en el gráfico conjunto.

5.4.5.3 Tiempo de inmersión en el lavado

El tiempo de inmersión es uno de los pocos factores que contribuyen realmente a laeliminación eficaz de la película de líquido o capa límite.

Ello es debido a que la película se elimina por el efecto de la difusión, que depende a la vezdel factor tiempo.

5.4.5.4 Temperatura

El incremento de temperatura mejora la difusión por lo que influye positivamente en laeliminación de la capa límite o película superficial arrastrada en los lavados.

En ocasiones específicas se emplean lavados en caliente (> 40ºC) por esta razón. Debido alcoste, esta medida se plantea cuando es realmente necesaria y el agua está en ciclo cerrado.

5.4.5.5 Criterio de calidad de lavado

La fuerza motriz de la eliminación de la capa límite, la difusión, es óptima cuando ladiferencia de concentración entre la película adherida a la superficie de la pieza y el agua delavado es elevada. A partir de criterios de lavado de 10.000 las diferencias de concentraciónentre superficie y lavado son tan reducidas que los caudales calculados teóricamente ya nocorresponden a la realidad.


90

5.4.5.6 Tipo de baño

Los baños crómicos y alcalinos dan una mayor viscosidad a la película superficial arrastradasobre la pieza, que dificulta adicionalmente un lavado correcto de las mismas.

5.4.5.7 Geometría de las piezas

Una geometría desfavorable de las piezas contribuye a que la agitación no sea efectiva enalgunas superficies localizadas de la misma y el espesor de la película arrastrada sea alto.

5.4.5.8 Relación caudal-arrastre

A partir de una relación entre caudal de lavado y volumen de arrastre igual o inferior a 5 sedan fuertes desviaciones entre la teoría y la práctica, puesto que la fórmula simplificada notiene en cuenta el aporte de carga contaminante de la etapa anterior de la cascada. Así, por logeneral, se observa en estos casos una concentración de electrolito en el lavado que superaen un 10-20% a la cifra calculada teóricamente.

5.4.5.9 Recomendaciones prácticas

Las consideraciones prácticas realizadas en los apartados anteriores hacen necesario incluirun factor K de rendimiento de lavado en la fórmula simplificada del cálculo de caudalesde enjuague en función de la calidad requerida:

Q K V CLn= •Q = caudal de lavado (l/h)K = factor de rendimientoV = arrastre (l/h)CL = criterio de calidad de lavadon = número de etapas de lavado

A título orientativo se puede establecer que el factor de rendimiento de lavado es K=1 acriterio de lavado bajo (CL ≤ 1000) cuando existe agitación bien por aire, por movimientode bastidores o giro de bombos, presuponiendo que la geometría de las piezas no estotalmente desfavorable.

Criterio de lavado CLCondiciones 50.000 10.000 1.000

• Agitación adecuada• Tiempo de residencia mínimo• Lavado en caliente

Tabla 5.4.12: Condiciones bajo las que, de modo aproximativo, y en función del criterio de calidad delavado, se puede considerar un factor de rendimiento K = 1 (Condiciones válidas sombreadas)


91

Asimismo, se puede considerar K = 1 al criterio de lavado alto (10.000 < CL > 1000) siademás de los condicionantes antes citados la inmersión no se limita a una introducción-extracción inmediata de piezas16.

A partir de un criterio de lavado muy elevado (CL > 10.000) es difícil mantener un factor derendimiento K = 1 si no se incluye una etapa de lavado en caliente.

Dado que los criterios de calidad de lavado ya se establecen en función del tipo deelectrolito y su dificultad de enjuague (CL altos para baños cianurados y crómicos) no seconsidera adecuado que se incluyan estas consideraciones adicionalmente en el factor derendimiento K.

Por otro lado, tal y como se observa en las Tabla 5.4.12 y 5.4.13 se puede considerar a modoorientativo que si para un criterio de lavado específico no se cumple uno de los factoresseñalados, el rendimiento de lavado K debería incrementarse ligeramente, teniendo encuenta que por lo general no debería superarse el factor K de 2 ó 3.

Así, un enjuague de cobre cianurado (CL = 10.000) sin agitación alguna ni apenas tiempo deresidencia de la pieza en el lavado podría incluso superar por dos el caudal de lavadocalculado teóricamente.

Condiciones Especificaciones• Agitación lavado Aire, agitación catódica, bombeo o giro bombo• Tiempo de residencia mínimo en lavado Más elevado cuanto más alto el CL• Lavado en caliente Sólo si el CL ≥ 50.000• Geometría de pieza adecuada Huecos e interiores de piezas que no permiten turbulencias son

desfavorables• Cociente caudal/arrastre > 5 Si el cociente = 5 debe contarse con 10-20% más de

concentraciónTabla 5.4.13: Resumen de las condiciones que, por lo general, conllevan un factor de rendimiento K = 1

y permiten así equiparar los cálculos teóricos y prácticos de caudales

En la práctica, a la hora de optimizar la técnica de lavado y aplicar los caudales calculados17

se aconseja:

- instalar un rotámetro o medidor de caudal para el aporte de agua a los lavadosconectados de una operación específica.

- platearse si el rendimiento de lavado (factor K) es óptimo y por lo tanto, el caudalcalculado es equiparable al realmente suficiente o, por el contrario, si debe aplicarse unmargen de seguridad de K = 1-3 en función de un criterio de calidad de lavado elevado,la agitación insuficiente y un tiempo de residencia bajo en los lavados.

16 Por lo general el límite superior de tiempo de residencia de las piezas en un enjuague es de 20-30 segundos en la práctica. En caso depoder realizar un lavado prolongado es recomendable que al menos se realice en el enjuague más diluido.17 En el caso de los lavados en cascada debe calcularse el caudal en función del arrastre de las piezas a recubrir más desfavorables, al noser un sistema flexible. Si el aporte de agua se realiza en función de la conductividad, podría ahorrarse mucha agua cuando se trabaja conotro tipo de piezas. Asimismo, si previamente se instala un rotámetro, puede establecerse un caudal de lavado para piezas desfavorables yotro para piezas normales.


92

- definir un parámetro de calidad de recubrimiento o del baño de la siguiente operación18

que permita sacar una conclusión causa-efecto (calidad de lavado-calidad derecubrimiento o baño).

- iniciar la técnica de lavado optimizada con un margen de seguridad adecuado sobre elcaudal calculado teóricamente.

- ir reduciendo progresivamente el aporte de agua hasta el caudal calculado teóricamente,realizando al mismo tiempo el seguimiento del parámetro de calidad seleccionado. Si elparámetro de seguimiento elegido se modifica19 es conveniente establecer sobre esepunto el caudal adecuado.

5.5 DEVOLUCIÓN DEL ELECTROLITO ARRASTRADO AL BAÑO

Aplicadas las medidas de minimización de arrastres que cada una de las empresas consideraimplantables específicamente en su taller, aún hay posibilidades de reducir costes deproducción y evitar vehicular importantes cantidades de carga contaminante al sistema detratamiento de aguas residuales.

Así, tras el escurrido de las piezas sobre los baños se procede al lavado de las mismas. Laviabilidad técnica-económica de la aplicación de medidas adicionales de minimizacióndepende de:

- la concentración del electrolito arrastrado en el agua de lavado, que depende del criteriode calidad de lavado requerido y de la técnica de lavado empleada, tal y como se detallaen el capítulo 5.4.

- la posibilidad técnica de devolución de baños arrastrados. En primer lugar, ladevolución debe ser químicamente viable, esto es, no tiene sentido recuperar bañoarrastrado si la vida de éste se reduce a la vez (p.ej. pasivados crómicos) o se acumula laconcentración de metal, lo que exige una purga frecuente de electrolito. En segundolugar, la devolución está limitada por un volumen definido de la cuba de trabajo, por loque tiene especial interés cuando el baño o electrolito trabaja en caliente y necesitareponer el volumen perdido por evaporación.

Es importante recalcar que la viabilidad técnica-económica de una devolución de electrolitoo baño arrastrado debe definirse en cada caso. Por lo general, devoluciones que no exigen laimplantación de equipos auxiliares ni una concentración de las aguas de lavado, suelenresultar rentables mientras que cuando es necesario instalar sistemas de concentración, laviabilidad económica puede ser interesante a partir de cifras de producciones elevadas.

No se debe olvidar que el arrastre supone una purga de los contaminantes de los baños. Si,después de reducir éste, medida muy económica y recomendable, se procede a una

18 P-ej-: Célula de Hull, manchas sobre piezas, ...19 Es importante tener valores de referencia o “control”, para no achacar cualquier problema a la modificación realizada. Por ello esfundamental seguir el mismo parámetro en la misma operación de otra línea o haber recopilado una serie de datos, y resultados sobre lacalidad del baño o la frecuencia de problemas en caso de funcionamiento habitual de la operación.


93

devolución de electrolito arrastrado, el mantenimiento (ver cap. 5.2), control y seguimientode la calidad de los baños debe incrementarse lo que conlleva costes adicionales.

Las alternativas de devolución consideradas, en función de su sencillez y por tanto interéstécnico-económico-ambiental, son la devolución directa y la devolución tras una operaciónprevia de concentración.

100%

75% 25%

Costes de losproductos químicos

Costes de materialsobre las piezas

Pérdidas

Distribución de costessin devolución

(ejemplo)

85%

75% 25%

Costes de losproductos químicos

Costes de materialsobre las piezas

Pérdidas

10%

15%

Devolución

Distribución de costescon devolución parcial

(ejemplo)IHOBE, S.A.

Figura 5.5.1: Ejemplo de distribución de los costes de los productos químicos con y sin devolución. No seincluyen en este gráfico posibles inversiones (devolución con concentración previa) y costes de

explotación (incremento del mantenimiento del baño o costes energéticos derivados de la concentración).

5.5.1 Devolución directa

Por devolución directa se entiende la recuperación de baño arrastrado de las aguas de lavadosin concentración previa alguna.

La devolución completa del electrolito o baño arrastrado sólo es posible de forma directa,cuando el volumen de agua de lavado es igual o menor al volumen a reponer en el baño,debido a la evaporación existente. Este caso puede darse en electrolitos o baños que trabajana temperaturas de más de 40 o 50ºC cuando se dan una serie de condiciones como un criteriode calidad de lavado no excesivamente alto, un arrastre en rango medio-bajo o un empleo detécnicas de lavado optimizadas que permite un caudal muy bajo de agua de enjuague.

Recomendación Práctica nº 16: Calidad del agua de reposición y devolución

La devolución de electrolito arrastrado al baño para reponer las pérdidas deevaporación puede incrementar la concentración de iones contaminantes (sodio,calcio, magnesio, cloruro, sulfatos, ...) en el mismo si se emplea agua de red opozo. Por ello se recomienda, en caso de una devolución importante, utilizar aguade baja salinidad o desmineralizada en la cuba de recuperación o en los lavados encascada (devolución completa), para evitar así problemas de calidad. Esta aguapuede proceder de equipos de intercambio iónico o incluso de ósmosis inversa.


94

La evaporación depende no sólo de la temperatura sino también de la velocidad del airesobre el electrolito que normalmente viene dada por la aspiración. Así pueden estimarseratios de evaporación específica (litros hora por m2 de superficie) en función de latemperatura del baño y la aspiración existente. Estas cifras orientativas (ver tabla 5.5.1)deben sin embargo verificarse en cada caso20, antes de aplicar una medida o realizar unainversión.

Para facilitar la evaluación sobre la viabilidad de devolución directa de electrolito o bañoarrastrado en caso de que la técnica de lavado empleada sea una cascada, se establece en laTabla 5.5.2 una sencilla metodología que incluye dos ejemplos. En cada uno de ellos sedetermina cuántas etapas de lavado en cascada son necesarias para, a un determinadocriterio de calidad de lavado CL, conseguir una completa devolución directa de bañoarrastrado.

Temperatura Velocidad de la corriente de aspiración0,3 m/s 0,5 m/s 1 m/s 2 m/s 3 m/s

20ºC 0,4 0,5 0,6 0,7 0,950ºC 2,0 2,2 2,5 3,2 3,870ºC 5,5 5,9 6,8 8,6 10,490ºC 15,0 16,0 18,5 23,4 28,4Tabla 5.5.1: Ratios de evaporación específica (l/h por m2 de superficie baño) en función de la

temperatura del baño y la velocidad de aspiración. Cuando no existe aspiración se considera V=0,3 m/s

Concepto Ejemplo 1 Ejemplo 2Evaporación Temperatura del baño 70ºC 50ºC(ver tabla 5.5.1) Velocidad de aspiración 2 m/s 3 m/s

Ratio de evaporaciónespecífica

8,6 l agua (m2·h) 3,8 l agua/(m2·h)

Superficie del baño 2 m2 2 m2

Evaporación 17,2 l agua/h 11,4 l agua/hArrastre Arrastre específico (l/h) 0,15 l/m2 superficie de piezas 1,5 l/tambor

Producción (unidades/hora) 20 m2/h superficie de piezas 6 tambor/hArrastre (l/h) 3 l Electrolito/h 9 l Electrolito/h

Demanda caudal de Criterio de calidad lavado 2.000 500agua de lavado Demanda de agua de lavado

Etapa 1ª 6.000 l/h 4.491 l/hEtapa 2ª 131 l/h 1.922 l/hEtapa 3ª 34,8 l/h 62,4 l/hEtapa 4ª 17,1 l/h 33,6 l/hEtapa 5ª 10,7 l/h 22,2 l/h

Balance (volúmenes) Comparación entre lacantidad evaporada y elcaudal de agua de lavado

Evaporación > caudal deagua, a partir de 4 etapas encascada

Evaporación < caudal deagua, incluso con 5 etapas encascada

Resultado Devolución directa delarrastre completo con cuatroetapas de lavado en cascada

Inviabilidad de unadevolución directa ycompleta. Las alternativas sonuna devolución parcial o unaconcentración adicional de lasaguas de lavado (cap. 5.5.2)

Tabla 5.5.2: Evaluación de la viabilidad de la devolución directa y completa del electrolito (o baño)arrastrado al baño original. Cálculo del número de etapas de lavado necesarias para conseguirlo en

función de la evaporación existente

20 Téngase en cuenta que la evaporación depende de las condiciones climatológicas (humedad relativa, temperatura del aire, ...) y puedevariar de una estación del año a otra.


95

Es evidente que la técnica de lavado influye decisivamente en el potencial de devolución,puesto que si no se optimiza no es posible recuperar una parte del electrolito arrastrado.

La técnica más empleada para facilitar una devolución de baño arrastrado es un lavadoestanco también denominado cuba de recuperación, que permite reponer21 las pérdidas deevaporación del baño con solución de la citada cuba. (Ver figura 5.4.3)

Las ventajas más importantes de este sistema son su flexibilidad ante variaciones en laevaporación, su sencillez y su aplicabilidad tanto a operaciones con altas evaporaciones(desengrases, níquel, cobre cianurado) como a menores temperaturas de trabajo (cromadodecorativo). Entre las desventajas más importantes está la moderada tasa de recuperación22

de electrolito arrastrado (50-80%) y el empeoramiento de la técnica de lavado con elconsiguiente incremento de consumo de agua.

Recomendación Práctica nº 17: Incremento de eficacia catódica enbaños de níquel y cinc ácido

La optimización de los parámetros de operación (sales conductoras, valordel pH, abrillantantes y otros aditivos orgánicos, relación y disposiciónóptima de la superficie anódica) de los electrolitos de níquel brillante y cincácido permiten incrementar la eficacia catódica y evitar así un incrementode las concentraciones de metal en el baño. En consecuencia se elude unaretirada o “sangría” periódica del baño y, sobre todo, se posibilita larealización de una devolución parcial de electrolito arrastrado, de al menosun 50% por inmersión previa y posterior a operación en lavado estanco.

Una variante de la devolución directa es la inmersión previa y posterior a la operación enun lavado estanco. Este método consiste en sumergir las piezas en la cuba de recuperaciónantes y después de una operación determinada, lo que permite en cuanto se estabiliza laconcentración (C1=0,5Co) una devolución de un 50% del electrolito arrastrado incluso enbaños que trabajan a temperatura ambiente como los cincados, plateados, cobreadosácidos, ...). Esta medida es altamente ventajosa en instalaciones nuevas e incluso en viejas sila cadencia de los carros lo permite.

En operaciones con evaporaciones reducidas23 como el cromado, la inmersión previapermite a menudo incrementar el grado de devolución de electrolito arrastrado.

21 Las reposiciones deberían realizarse al menos diariamente para evitar fluctuaciones elevadas en las concentraciones de las etapasposteriores y recuperar el máximo posible de electrolito.22 La tasa de recuperación puede oscilar entre un 50-80% y hasta un 90%. Es recomendable que la concentración de la cuba derecuperación no supere el 25% de la concentración del baño (Co) para evitar arrastres elevados a etapas posteriores.23 Bien por la reducida temperatura del baño o, como en el caso del cromado, por la reducida superficie de los baños.


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Baño

Lavado en cascada

2ª etapa

1ª etapa


Evaporación

Agua residual

Agua de lavado

Ultima lavado de laoperación anterior

C0

Cuba de recuperación0,5 C0

IHOBE, S.A.

Devolución

Figura 5.5.2: Devolución de baño arrastrado por inmersión previa y posterior a operación en lavadoestanco (Co = Concentración en baño)

5.5.2 Devolución tras concentración

Cuando no es posible la devolución directa del electrolito arrastrado a los lavados porque elcaudal de agua de enjuague, incluso tras la optimización de la técnica de lavado, es mayorque las pérdidas por evaporación del baño, debe evaluarse la viabilidad técnica-económica-ambiental de sistemas de concentración.

Las técnicas de concentración más importantes son la evaporación atmosférica, laevaporación, el intercambio iónico y las técnicas de membranas.

Cascada de lavado

2ª etapa

3ª etapa

1ª etapa

Agua desionizada

Depósitopulmón

Intercambiadorde cationes

DepósitopulmónElectrolito de cromo

EvaporadorAtmosférico

Aspiración

Electrolito

Separadorde aerosoles

Aire desalida

Agua delavado


IHOBE, S.A.

Figura 5.5.3: Devolución indirecta de electrolito arrastrado por medio de un evaporador atmosférico.Caso representativo de una línea de cromado que se completa con un separador de aerosoles.


97

5.5.2.1 Evaporación atmosférica

La evaporación atmosférica es una técnica que se asemeja mucho a una torre derefrigeración y consiste en saturar un flujo de aire con agua, por lo que disminuye elvolumen de la solución acuosa a concentrar.

La eficacia de un evaporador atmosférico depende directamente del flujo de aire, sutemperatura, su humedad relativa y la superficie real de contacto entre solución y aire.

En consecuencia, las condiciones climatológicas afectan directamente su eficacia, por lo quees necesario a menudo un aporte calorífico adicional a la solución a concentrar, lo que puedesuponer un coste energético relevante. Ese aporte de calor se evitaría en sistemas en los queel baño debe ser refrigerado y el evaporador atmosférico asume esta función (p.ej. cromoduro).

Existen dos tipos fundamentales de evaporadores atmosféricos. El primero se rige por elprincipio de una torre de refrigeración y el segundo es similar a una instalación de aireacondicionado. En la práctica, puede presentar viabilidad (en función del arrastre existente)la concentración de electrolitos arrastrados de cromo por esta técnica, para lo cual esrecomendable adaptar el sistema de aspiración de aerosoles del baño de cromado. Unainstalación de esta magnitud debe contar tal y como se observa en la figura 5.5.3 con:

- un sistema de eliminación de contaminantes, que en el caso de cromo decorativo será unintercambiador catiónico.

- varios depósitos pulmones

- modificaciones del sistema de aspiración que incluye la incorporación de duchas,rellenos adicionales, ... y que puede variar de caso en caso.

Por último, cabe destacar que en una evaluación económica previa debe compararse lastécnicas de devolución por concentración, con las medidas de devolución directa24.

5.5.2.2 Evaporación

La concentración de aguas de lavado de procesos de recubrimientos electrolíticos en unevaporador hermético puede ser puntualmente viable desde el aspecto económico en unaempresa en la que ya existe un equipo de este tipo, los costes energéticos son muy reducidos(caldera de agua) y el volumen a evaporar es mínimo.

5.5.2.3 Intercambio iónico

Aún y cuando el intercambio iónico puede resultar técnicamente viable como sistema para laconcentración de electrolitos muy específicos (p.ej. electrolitos de sulfato de cobre) en la

24 Así, si la devolución de un electrolito de cromo en un 75% es factible por medio de una cuba de recuperación, la evaluacióneconómica de una devolución completa por medio de la instalación de un evaporador atmosférico debería realizarse sobre el 25% restantede electrolito arrastrado.


98

práctica puede ser más difícil de rentabilizar si se compara con medidas de minimización dearrastres de devolución directa o incluso de evaporación.

5.5.2.4 Tecnologías de membranas

Las técnicas de membrana presentan dificultades técnicas importantes a la hora deemplearse para concentrar aguas de lavado para su devolución. La electrodiálisis y laósmosis inversa, principales exponentes de esta tecnología, no se aplican por lo expuestoanteriormente en la práctica en las líneas de recubrimientos25.

5.5.3 Evaluación de las diferentes técnicas de devolución

A continuación se evalúan las diferentes técnicas de devolución en función de una serie decriterios como son:

- la capacidad de recuperar electrolito o baño en operaciones trabajando a temperaturaambiente.

- el potencial de devolución de cada técnica, que en caso de depender de más factores seexpresa en forma de rango.

- la inexistencia de limitaciones técnicas de la medida de devolución. Así, la devolucióndirecta completa está expuesta a las fluctuaciones de la evaporación del baño(climatología) y a una acumulación de contaminantes y/o metal si la eficacia catódica esbaja. Todas las tecnologías de devolución indirecta presentan limitaciones técnicascomo la formación de espumas (evaporadores), la acumulación de metal en elelectrolito o la obstrucción de membranas.

- la inversión, que sólo se da en las tecnologías de devolución indirecta.

- los costes de explotación, que son despreciables en las tecnologías de devolucióndirecta pero suponen una desventaja importante en las indirectas (energía,mantenimiento, ...).

La valoración específica de la figura 5.5.4 permite concluir que por lo general debeplantearse en primer lugar una devolución directa, que según los intereses específicos de laempresa, puede ser de uno u otro tipo.

25 La osmosis inversa sí puede tener sentido como tecnología económica de desmineralización en ciclo abierto, esto es, para aporte deagua de lavado a enjuagues en cascada de bajo caudal e importante porcentaje de devolución.


99

Inmersión previa ydevolución

(Cuba recuperación)

Inmersión previa(Cuba recuperación)

Devolución directa(Cuba recuperación)

Devolución directa completa(Lavados en cascada)

Medida devolución Grado dedevolución

Inexistencialimitaciones

técnicasInversión Costes

explotación

> 80%

50-80%

50%

50-80%

Desfavorable

Neutro

Favorable

Baño a bajaT (ºC)

Evaporador atmosférico >> 80%

Evaporador >> 80%

Intercambio iónico > 80%

Membranas 50-80%

DIR

ECTA

IND

IREC

TA

IHOBE, S.A.

Figura 5.5.4: Evaluación comparativa de las diferentes técnicas de devolución directa e indirecta deelectrolito arrastrado al baño

5.6 RECUPERACIÓN INTERNA DE METALES (ELECTRÓLISIS)

La recuperación interna de metales de las aguas de lavado semiconcentradas sólo puederealizarse en la práctica por electrólisis.

Los principales campos de aplicación de la electrólisis como técnica de recuperación sonbásicamente:

- la reducción y deposición de los metales nobles de las aguas de lavado (plata y oro).

- la deposición de algún metal muy específico que pueda interferir en el tratamiento delas aguas residuales o dificulte la gestión posterior de lodos (p.ej. cadmio o plomo).


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La electrólisis también se utiliza puntualmente para la reducción del contenido de cobre delas aguas residuales. Sin embargo, habría que considerarla desde el punto de vistaeconómico y la potencial dificultad del reciclaje pirometalúrgico externo de los lodos, quetendrían una composición excesivamente baja en cobre.

5.7 RECUPERACIÓN EXTERNA DE RESIDUOS Y SUBPRODUCTOS

La recuperación externa de residuos y subproductos procedentes de procesos derecubrimientos electrolíticos es una práctica aún poco extendida. En este sentido sepresentan a continuación las posibilidades al respecto.

5.7.1 Recuperación pirometalúrgica de lodos metálicos

La recuperación pirometalúrgica de lodos metálicos es hoy por hoy una de las vías degestión con más potencial para estos subproductos.

Por lo general cabe destacar que existen una serie de factores relacionados con lacomposición de los lodos que afectan las condiciones de aceptación por parte delrecuperador, como son:

- la humedad en el lodo, al suponer un coste en el secado- contenidos bajos del metal a recuperar- metales pesados problemáticos (cadmio, mercurio, ...) que pueden generar emisiones

durante el proceso, por lo que su presencia se considera excluyente- el contenido de materia orgánica- la existencia de cloruros, azufre y según el proceso otros compuestos.- la existencia de cianuros libres por el riesgo que supone el transporte y manejo de los

lodos.

Por todo ello, es relevante plantearse el destino de los lodos del tratamiento antes de tomardecisiones respecto a una devolución indirecta de electrolito arrastrado (evaporadores), larecuperación interna de metal (electrólisis de cobre) o el tipo de sistema de tratamiento y losproductos a utilizar (p.ej. sosa o lechada de cal como neutralizantes).

En la actualidad es posible recuperar en la C.A.P.V. por vía pirometalúrgica lodosconteniendo cobre. Además de las limitaciones de aceptación antes citadas debe añadirse lasdificultades en mantener bajo el contenido de cianuros en el lodo si no está optimizada lainstalación de tratamiento (ver cap. 6).

Para obtener más información de detalle se recomienda consultar la versión actualizada26 del“Catálogo de Reciclaje Industrial del País Vasco”, elaborado por IHOBE, S.A.

Por último, cabe destacar que los lodos metálicos son, salvo excepciones, consideradostóxicos y peligrosos por lo que se debe cumplimentar la documentación que se describe enel capítulo 2 y el anexo correspondiente.

26 La primera edición es de Marzo 1997; Segunda edición previsiblemente a finales de 1997.


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5.7.2 Recuperación de otros subproductos

Existen otros tipos de residuos generados en empresas con líneas de recubrimientoselectrolíticos entre los cuales destacan:

- los aceites y grasas procedentes de los sistemas de separación de aceites de baños dedesengrase (separadores de aceite, microfiltración, centrífugas).

- filtros y cartuchos impregnados con electrolito. En caso que su lavado no sea posible(aguas a tratamiento) debe gestionarse como residuo tóxico y peligroso.

- envases y embalajes usados. El contenido debe aprovecharse completamente. Esrecomendable, en ciertas ocasiones, enjuagar los embalajes y vehicular las aguas altratamiento.

La descripción detallada de las diferentes alternativas de recuperación externa se realiza enel “Catálogo de Reciclaje Industrial del País Vasco” por lo que se remite al mismo paramás información.

5.8 OTRAS MEDIDAS DE MINIMIZACIÓN

5.8.1 Prevención de fugas y derrames

Las fugas pueden producirse por válvulas que no cierran bien, por perforaciones endepósitos y cubas, etc.

Las medidas a tomar para minimizar este problema pasan por llevar un buen mantenimientopreventivo de las instalaciones. Además, para el caso en que se produzcan, hay que evitarque la fuga lleve a problemas mayores. Por ello, es recomendable que la base de la zona dedepósitos y la de las cubas del proceso esté protegida con un cubeto27 o una separación conrecubrimiento epoxi de tal forma que pueda contener al menos el volumen del mayor de losdepósitos o la mayor de las cubas. Existirá algún dispositivo (bomba o similar) por medio dela cual se pueda trasegar el líquido derramado al punto que se decida según los casos:reutilización, depuración, gestión externa, etc.

Los derrames se pueden producir en el trasiego de aditivos líquidos, por rebose de tanques ydepósitos, etc.

Las medidas preventivas para minimizarlos, pueden ser:

• Instrucciones a los operarios para que realicen las operaciones de añadir aditivos líquidoscon sumo cuidado. Crear en la empresa una práctica de trabajo siempre con las máximasprecauciones.

27 Los derrams y fugas de la línea deben recogerse y segregarse por corrientes cianuradas y no cianuradas, que irán a los depósitos dealmacenamiento respectivos.


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• Adición por medio de dispositivos automáticos en todos los casos en que sea posible(bombas dosificadoras, etc.).

• Controlar frecuentemente los niveles de depósitos y de cubas y disponer en todos loscasos posibles de controles automáticos de nivel.

• Especial atención a las cubas donde se produce espuma en la superficie, pues ésta puederebosar fácilmente por la rápida elevación de nivel que se produce en el momento de laintroducción de la carga, sobre todo en el caso de trabajar con bombos. Controlar lacantidad de espuma de estas cubas.

• Atención en el diseño de las instalaciones para que las dimensiones de las cubas y losdepósitos estén en consonancia con el volumen que deberán contener, con un buenmargen de seguridad.

Además de estas medidas, también es aplicable lo que se ha mencionado más arriba sobre laexistencia de cubetos de seguridad en la base de los depósitos y cubas.

5.8.2 Prevención de accidentes en el transporte y almacenamiento.

En las operaciones de transporte y almacenamiento, los productos químicos puedenderramarse de vez en cuando en el suelo. Esto puede ocurrir cuando los sacos sontransportados por camiones (ej.: debido a la existencia de agujeros en el embalaje, un boteque vuelca o cae durante el trasiego, el envasado, etc.).

Los vertidos accidentales de este tipo pueden ser prevenidos poniendo en práctica medidascomo las que se exponen a continuación:

• un transporte cuidadoso,• utilización de medios de transporte fiables,• existencia de un suelo a prueba de productos químicos (por lo general de resina epoxi) y

un drenaje en el suelo desde los cuales el contenido pueda ser llevado a destrucción o aldestino que se considere más adecuado. Esto es válido tanto en los lugares dealmacenamiento como de electrodeposición, como se ha podido ver más arriba.

En los locales destinados al proceso de electrodeposición debería de haber siempre unsumidero para recoger vertidos y salpicaduras.

5.8.3 Aerosoles, vapores y gases

Vapores y gases

• Un “scrubber” o lavador debe limpiar el aire de ventilación. Si no se pueden utilizarsistemas de reciclaje (ver más adelante), el agua utilizada en la limpieza se lleva alsistema de tratamiento del agua residual.

• El agua de lavado en el “scrubber” se puede tomar de la primera o segunda cuba de aguade enjuague del proceso, en los casos en que la aspiración sólo contiene vapores y gasesde la composición del proceso. Las aguas de lavado del “scrubber” tendrán el mismodestino que las de enjuague de proceso. Esta es la solución más adecuada.

• Los vapores orgánicos se pueden eliminar utilizando filtros de carbón.


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Aerosoles

Se distinguen dos situaciones diferentes en el tratamiento y depuración de los aerosolessegún los sistemas sean grandes o pequeños:

• En instalaciones pequeñas, cuando es posible, la recogida debería tener lugar en filtrosespeciales (para aerosoles instalados en el sistema de aspiración). El líquido recolectadose devuelve al proceso. Cuando existen mezclas en los aerosoles se deberían trataradecuadamente.

• En instalaciones grandes se puede instalar un “scrubber” o lavador como se ha citadoanteriormente.

En ciertas situaciones se pueden añadir generadores de espuma (espumantes) a los baños deproceso, de modo que se reduce drásticamente la formación de aerosoles (ej.: tensoactivosfluorados en baños de cromo o baños de electropulido).

Los baños deberían estar equipados con una tapa. Esta tapa se puede activarautomáticamente cuando la carga entra o sale de los baños. Alternativamente el carro puedeestar equipado con una campana de aspiración. La primera solución es preferible con vistasa evitar la introducción de substancias extrañas en los baños provenientes de goteos de lossistemas de aspiración.

Es importante el mantenimiento de una limpieza general con el fin de evitar que goteensubstancias extrañas sobre los baños a través de condensados de la ventilación. Esto puededestruir la producción y el proceso.

5.8.4 Perdidas de energía

Pérdidas de energía eléctrica

Como medidas de minimización para reducir las pérdidas de energía eléctrica destacan lassiguientes:

• Chequeo del voltaje. Un voltaje demasiado alto puede provocar pérdidas económicasimportantes.

• Chequeo al sistema de control.• Chequeo a la colocación de ánodos y cátodos.• Chequeo a la superficie del electrodo; ya que un área demasiado pequeña, incrementa las

pérdidas de energía.• Ánodos y bolsas anódicas, sucias y atacadas incrementan la resistencia por lo que es

recomendable realizar una limpieza.• Conexiones eléctricas y embornados, sucios y atacados incrementan asimismo la

resistencia.• Elegir materiales adecuados para los bastidores. El cobre es un buen conductor, pero

otras veces es necesario elegir materiales peores conductores, como son los de aceroinoxidable ,con el fin de asegurar el contacto en un ambiente corrosivo (o incluso evitarla contaminación del baño).


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• Los bastidores deben estar aislados, excepto en los puntos de contacto, con el fin deminimizar la pérdida de energía y materiales que resulta de la precipitación de metales enlas partes no aisladas. Después el metal habrá de ser retirado en un baño ácido, resultandola generación de una mayor cantidad de residuo. Chequear que el aislamiento está intactoy libre de grietas.

• Chequear el electrolito. Puede necesitar un ajuste de la composición, un limpieza o unsustitución. Métodos químicos sencillos de análisis son suficientes para el control.Chequear para ello las instrucciones del suministrador del baño.

• Adecuar las perforaciones de los tambores a las piezas a tratar. Los agujeros deberían sertan grandes como sea posible sin que las piezas caigan o se queden atrapadas en ellos.

• Chequear la temperatura de trabajo recomendada en los baños; puesto que si latemperatura es demasiado alta se derrocha energía.

• Controlar el arrastre. Un arrastre considerable de baños calientes provoca tener quereponer agua que hay que calentar hasta la temperatura de trabajo.

• Es una ventaja cubrir los baños calientes cuando no están funcionando. El cubrimientocon bolas de plástico reduce el enfriamiento de los baños calientes.

Pérdidas de energía calorífica.

Las prácticas de minimización para reducir las pérdidas de energía calorífica másinteresantes son:

• Recuperación del calor de aire de ventilación o aspiración mediante un intercambiador decalor, que puede ser utilizado, por ejemplo, para calentamiento de baños de proceso,edificios, etc.

• El calor del agua de refrigeración se puede recuperar mediante un intercambiador de calory utilizarlo con fines de calentamiento como en el caso anterior.

• Los baños de procesos calientes deberían ser calorifugados (aislados térmicamente). Unasolución adicional podría ser una tapa sobre los baños, la cual puede activarseautomáticamente cuando una carga se introduce o sale del baño.

5.8.5 Polvo y suciedad

Entre las medidas para minimizar la generación de polvo y suciedad destacan las siguientes:

• Instalar equipos para manejar materiales secos cuando se extraen de los sacos ycontenedores, para minimizar la emisión de polvo. Se puede utilizar un aparato deaspiración local a través de filtro.

• Reponer al baño por debajo de la superficie del líquido, donde sea posible. En este punto,es importante recordar la puesta en práctica de las medidas de protección personales (ej.:guantes, gafas, mascarillas para polvo, etc.). Los embalajes deben estar limpios por fuerapara evitar la contaminación y la destrucción de los baños.

• Instalar un aparato de aspiración local en los lugares donde se muele, se chorrea conarena o se pule. El aire de aspiración se debería filtrar (las chispas procedentes de lamolienda presentan un riesgo de fuego) o lavar en húmedo.

• El chorreo de arena se puede reemplazar, si es necesario, por un soplador húmedo.


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• Asegurarse que las instalaciones están siempre limpias y ordenadas. Esto provocaráautomáticamente en los operarios el deseo de ensuciar lo menos posible y reducir elriesgo de contaminación.

• Las aguas residuales que proceden de la limpieza y el lavado de suelos se deben tratar dela misma forma que las otras aguas residuales que contienen productos químicos.

5.8.6 Envases y embalajes

Como medidas de minimización aplicables en la gestión de envases y embalajes se destacanlas siguientes:

• Demandar embalajes que puedan ser vaciados completamente. (muchos botes sondifíciles de vaciar completamente).

• Utilizar los productos químicos en embalajes retornables.• Los embalajes desechables, que han contenido productos químicos tóxicos y peligrosos,

deberían ser eliminados de acuerdo con la legislación sobre residuos tóxicos y peligrosos.


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6. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

6.1 GENERALIDADES

6.1.1 Observaciones preliminares

La interrelación entre un criterio de calidad de lavado adecuado, una técnica de lavadocorrecta y un sistema de tratamiento económica y ambientalmente optimizado ha sidopresentado en el capítulo 5.1.1 con su correspondiente figura.

A continuación se pretende facilitar criterios técnicos generales a la industria para unaprimera toma de decisiones en relación a la definición de conceptos de tratamiento de aguasresiduales particulares de cada empresa.

Por otro lado, en el capítulo dedicado a los casos prácticos se detallan dos experiencias dedefinición del concepto de depuración (cap. 8.3 y 8.4).

ALMACENAMIENTO

DETOXIFICACIÓN

PRECIPITACIÓN

DECANTACIÓN

FILTRADO Lodos metálicos

Aguas depuradas

Cauce ocolector

Aguas residuales

IHOBE, S.A.

Figura 6.1.1: Operaciones más importantes de un proceso de tratamiento físico-químico de aguasresiduales de una empresa con líneas de recubrimientos electrolíticos

Tratamiento de aguas residuales

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6.1.2 Reacciones de detoxificación

Las reacciones de detoxificación más importantes son la oxidación de cianuros y lareducción de cromo VI.

El proceso de oxidación de cianuros depende del grado de disociación del mismo, puestoque en la reacción se elimina exclusivamente el cianuro libre.

Por esta razón, complejos muy estables de cianuro como los poco solubles ferrocianatos o,en menor grado, los complejos con níquel o plata, son difícilmente oxidables. Complejoscon tendencia a disociar como aquellos del cinc o cadmio son eliminables con mayorfacilidad. El cobre cianurado es de una estabilidad media, por lo que, si no se dan lostiempos de reacción adecuados pueden precipitarse o verter al cauce cianuros en forma decomplejos.

Durante la oxidación de cianuros, realizada por lo general con hipoclorito sódico (NaOCl)pueden generarse compuestos orgánicos clorados (AOX)28 en cantidades importantes. Paraprevenir este riesgo, debe minimizarse el aporte de materia orgánica a la etapa dedetoxificación de cianuros.

El tiempo de reacción establecido para la reacción es de una hora a pH 11,5-12,5 si se quieregarantizar un resultado óptimo del proceso.

Recomendación Práctica nº 18: Optimización de la oxidación decianuros

• segregación estricta de las corrientes de aguas cianuradas del resto,sobre todo si hay operaciones de niquelado en el taller.

• la seguridad medioambiental se garantiza exclusivamente portratamientos de oxidación por cargas.

• evitar al máximo la mezcla de aguas residuales cianuradas con aguasalcalinas de altos contenidos de materia orgánica (DQO) para prevenirla generación de compuestos organoclorados peligrosos (AOX).

• emplear hipoclorito sódico (NaOCl) como oxidante más rápido yseguro.

• en caso de existir complejos de níquel cianurado, deben preversetiempos de reacción de 12 a 24 horas.

• a partir de una concentración de > 10 g/l de cianuro, debe dosificarse elhipoclorito con precaución para evitar un repentino incremento detemperatura (reacción muy exotérmica).

El cromo VI, además de ser altamente tóxico es soluble en todo el rango de pH ácido yalcalino. Sin embargo, el proceso de reducción de cromo VI muy rápido y permite ademásde detoxificarlo, precipitar el poco soluble cromo III. Por ello bastan tiempos de reacción de15 minutos a pH 2-2,5 con bisulfito sódico (NaHSO3).

28 Los compuestos orgánicos clorados (AOX) son tóxicos por lo general.


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Recomendación Práctica nº 19: Optimización de la reducción de cromoVI

• segregación de las corrientes crómicas.• recomendación de tratamiento por cargas.• emplear bisulfito sódico (NaHSO3) como reductor para pH ácido. En

caso de pH alcalino como son las aguas procedentes de la regeneraciónde resinas, utilizar sulfato ferroso (FeSO4), barato pero generador degran cantidad de lodo o tiosulfito sódico (Na2S2O5) que no incrementalas cantidades de lodo aunque su coste sea elevado.

6.1.3 Neutralización y precipitación de metales

El principio de la precipitación de metales como proceso de separación se basa endiferentes grados de solubilidad de los mismos en función del pH de la solución. Así, lamayoría de los metales pesados son solubles en medios ácidos y precipitan en mediosalcalinos. El cinc, aluminio, estaño y cromo III pueden disolverse nuevamente a pH muyelevado en función del álcali empleado, tal y como se observa en el gráfico siguiente.

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pb++ < 0,5 mg/l

Cd++ < 0,2 mg/l

Ni++ < 0,5 mg/l

Zn++ < 0,2 mg/l

Fe++ < 0,5 mg/l

Cu++ < 0,2 mg/l

Cr+++ < 0,5 mg/l

Al+++ < 0,2 mg/l

Sn++ < 0,5 mg/l

Fe+++ < 0,2 mg/l

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pHLímites

Precipitación con sosa (NaOH) - Intervalo

Aumento del intervalo de precipitación con lechada de cal (Ca(OH)2)

Aumento del intervalo de precipitación con soda (Na2(CO)3)

IHOBE, S.A.

Figura 6.1.2: Precipitación de los principales metales en función del pH y determinación de los pH a loscuales no se superan los límites determinados en la figura. Influencia de la adición de lechada de cal y

soda sobre el rango de precipitación


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La presencia de diferentes tipos de metales en solución facilita la precipitación de losmetales, desde este aspecto, mas desfavorables, por lo que puede incrementarse ligeramenteel rango de pH establecido en el gráfico para cada metal de modo particular.

Por lo general, se intenta gestionar de modo óptimo la alcalinidad y acidez tanto de las aguasresiduales como de los concentrados para reducir al mínimo los costes de neutralización.

Recomendación Práctica nº 20: Optimización de la neutralización y delempleo de sosa, lechada de cal u otros reactivos

• es recomendable realizar ensayos previos para confirmar elcumplimiento de los parámetros de vertido.

• la precipitación con sosa (NaOH) es la más sencilla y económica. Escompletamente suficiente para talleres que trabajan con cinc ácido ypasivados. Puede ser insuficiente en líneas que incluyan operaciones deniquelado y cobreado.

• la precipitación mixta con sosa (NaOH) y lechada de cal (Ca(OH)2)incrementar la eficacia del proceso, puesto que la cal mejora laprecipitación y floculación, aún y cuando contribuye a generar grandescantidades de lodo. Por lo general se dosifica la sosa y la lechadaconjuntamente o se dosifica primero Ca(OH)4 hasta pH 6 y se afinaaportando NaOH.

• empleo de sulfuros (como Na2S u organosulfuros) es necesaria si no seconsigue el cumplimiento de los límites, por lo general de níquel, porpresencia de complejantes. Tras realizar una precipitación con lechadade cal y sosa y pasar por el filtro prensa se realizaría la precipitacióncon sulfuros y una filtración final (filtro de arena).

• la adición de sales de hierro mejora la floculación y precipitación perogenera grandes cantidades de lodo. Otros productos comerciales (por logeneral en base bentonitas) son de coste elevado.

6.1.4 Decantación y filtración

Tras la detoxificación de cianuros y cromo VI y la precipitación de los metales contenidosen la solución deben concentrarse las partículas en suspensión por decantación, para evitar elincumplimiento de la normativa medioambiental.

Para facilitar y acelerar la decantación, se utilizan sobre todo en plantas de tratamiento encontinuo, floculantes que reducen las fuerzas de repulsión eléctrica entre las partículas yfacilitan su floculación. Para acelerar aún más la decantación se aditivan a vecespolielectrolitos o coagulantes orgánicos que faciliten la concentración de los flóculos.

Sin embargo, es posible reducir o incluso eliminar el empleo de floculantes y coagulantes si:

- el tiempo de reacción (neutralización y precipitación) es el adecuado.- el tiempo de decantación es suficientemente largo.- la salinidad (cloruros, sulfatos, sodio, ...) se mantiene a un nivel medio-bajo.- la concentración de tensoactivos es reducida.


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Recomendación Práctica nº 21: Restricción del uso de coagulante

Los coagulantes son por lo general compuestos orgánicos poliméricos. Loshidróxidos metálicos precipitados son coagulados por estos compuestos(polielectrolitos) posibilitando la formación de mayores flóculos quedecantan a más velocidad. Sin embargo, aún y cuando aceleran y mejoranel proceso de decantación poseen desventajas, por lo que deben dosificarseen las menores cantidades posible, aún y cuando ya se haya seleccionado uncoagulante específico para la composición particular de las aguasresiduales.Una adición excesiva de coagulante o polielectrolito empeoran lafiltrabilidad del lodo al los filtros. Si el sistema de tratamiento es porcargas, suele prescindirse, por lo general, del polielectrolito al podervehicularse, sin decantación previa, el conjunto de aguas neutralizadas porel filtro prensa y al destruirse el flóculo coagulado por la fricción en losbombeos del filtro prensa.

6.2 CONCEPTOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Existen tres conceptos básicos de tratamiento físico-químico de aguas residuales de procesosde recubrimientos electrolíticos en lo que a la seguridad ambiental atañe. Cada uno de estosconceptos integran las reacciones y las operaciones necesarias brevemente presentadas en elcapítulo anterior (detoxificación, neutralización-precipitación y decantación-filtración). Nose han incluido como conceptos básicos de tratamiento la concentración de aguas residuales(detoxificados o en ocasiones, sin detoxificar) por evaporación, ni el intercambio iónico parala recirculación de aguas.

El primero de ellos se detallará en el capítulo que describe los aspectos críticos. El segundoestá considerado como una técnica de lavado y no como sistema de tratamiento puesto quees bajo este aspecto, cuando se realizan aplicaciones que podrían implicar elevados costeseconómicos.

6.2.1 Tratamiento por cargas

Un tratamiento por cargas, o proceso discontinuo, permite verificar y controlar lafinalización correcta de las reacciones de detoxificación, de neutralización y del proceso dedecantación y, sobre todo, posibilita corregir irregularidades en las citadas operaciones quepodrían conllevar un incumplimiento de la normativa medioambiental con las respectivasconsecuencias (denuncias, multas, aplicación del código penal, ...).

Las irregularidades en el funcionamiento de una planta de tratamiento de aguas residualesson relativamente frecuentes porque intervienen numerosos factores de riesgo de carácterquímico, de proceso relacionados con instrumentos de medición o equipos de trasiego(bombas, válvulas, ...).

Un tratamiento por cargas asegura un tiempo de residencia homogéneo a todo el volumen deaguas residuales contenido en un mismo depósito, con lo que, si el tiempo de reacción seestablece correctamente, la operación se desarrolla óptimamente.


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Este tipo de tratamiento exige recoger las aguas residuales generales en diferentes depósitossegún la composición de las mismas (aguas cianuradas, aguas crómicas, aguas ácidas yaguas alcalinas). Asimismo, deben vehicularse los baños agotados y los semiconcentrados alos respectivos depósitos, lo que influye en el dimensionamiento de los mismos.

El tratamiento por cargas permite gestionar óptimamente la alcalinidad y acidez de losdiferentes depósitos y contribuye de este modo a un importante ahorro de agua. Por otrolado, posibilita mayores tiempos de decantación del agua tratada, lo que a la vez hace, amenudo, innecesario la utilización de floculantes y de polielectrolitos.

Sin embargo, no es factible realizar tratamientos por cargas si los volúmenes de aguasresiduales a depurar son elevados, puesto que exigiría depósitos de enormes proporciones.Por esta razón, únicamente tiene sentido el concepto de depuración en discontinuo si elcriterio de calidad de lavado y la técnica de lavado están ambas optimizadas y, aconsecuencia de ello, los caudales a tratar son muy reducidos.

En este sentido, no es por lo general recomendable la implantación de un sistema detratamiento por cargas si, tras realizar todos los esfuerzos de optimización de la técnica delavado, el volumen de aguas residuales supera los 2-3 m3/hora como límite superior. En esecaso, deberá evaluarse la posibilidad de aplicar un concepto de tratamiento semidiscontinuo.

Por otro lado, cada empresa debe plantearse cual es la frecuencia adecuada para eltratamiento por cargas de las aguas residuales. La experiencia práctica señala comofrecuencia de tratamiento más habitual una carga por turno de trabajo. Si, por razones depersonal competente u otros, no fuera posible, puede reducirse la frecuencia a una carga porcada dos o tres turnos de trabajo, lo que sin embargo conlleva unas dimensiones elevadas dedepósitos, que pueden ser limitantes en pequeños talleres.

Ventajas Desventajas• Seguridad medioambiental elevada (riesgo de

incumplimiento normativo por fugas, accidentes,reacciones incompletas)

• Bajos costes de explotación (reactivos)• No debe modificarse si límites de vertido más

restrictivos (futuro)

• Necesidades de reducidos volúmenes de aguasresiduales

Tabla 6.2.1: Ventajas y desventajas de un sistema de depuración por cargas

Asimismo, cabe destacar que un tratamiento por cargas puede ser manual, semiautomático oautomático. El control rutinario de finalización de la reacción siempre exigirá una toma demuestra manual. Así, sólo si el análisis (test de papel reactivo, análisis colorimétricos, ...)resulta favorable se procederá a vehicular el volumen completo a la siguiente operación(neutralización, decantación, ...). En caso desfavorable se proseguirá la reacción o setomarán las medidas establecidas para tal caso.

Este concepto de tratamiento tiene proyección de futuro y corresponde a la exigencia de laadministración ambiental en numerosos países europeos por lo que supone una apuesta defuturo y evitará la realización de adaptaciones posteriores de alto coste.


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Recomendación Práctica nº 22: Dimensionamiento de plantas detratamiento por cargas

• la base de cálculo la constituyen las aguas residuales osemiconcentrados de generación continua (lavados) y discontinua(baños agotados, lavados estancos y eluatos), segregadas por tipo decorriente e incluso por concentración (aguas de lavado frente aconcentrados).

• debe establecerse en primer lugar el número de cargas a tratar enfunción de los turnos de trabajo. Determinar si se trata una carga porturno o una cada dos turnos, ...

• el dimensionamiento de los depósitos de las diferentes corrientes serealiza tomando como base el volumen diario de agua residual generadopara cada corriente y sumando los volúmenes de baños agotados quepuedan generarse periódicamente.

• los depósitos deben dimensionarse al menos un 25% más grandes que localculado para permitir incrementos de producción o modificaciones deoperaciones.

• adicionalmente debe tenerse en cuenta que la construcción de depósitosmás grandes apenas incrementa los costes pero si proporciona unaseguridad para el proceso de tratamiento.

6.2.2 Tratamiento en continuo

Un tratamiento en continuo presenta más riesgos de operación puesto que las irregularidadesque suceden en el proceso de depuración no pueden solventarse en caso de ser detectadas, alno poseer capacidad posibilidad de retención de grandes volúmenes de aguas residuales.

Así, las irregularidades más frecuentes son, tal y como aparecen en la tabla 6.2.2:

- una reacción incompleta. El tiempo de residencia del agua residual en un depósito otanque de mezcla perfecta con aporte continuo no es homogéneo por lo que unporcentaje no despreciable del volumen a tratar puede no haber reaccionado aún.

- un tiempo de reacción demasiado reducido. A menudo se observan tiempos de reaccióndemasiado cortos sobre todo en la oxidación de cianuros.

- la generación de complejos estables debido a una reacción incompleta y la mezclaposterior de diferentes corrientes residuales. Entre ellas destaca la formación decomplejos estables de cianuro de níquel y de cobre-amoniaco, que imposibilitanfrecuentemente el cumplimiento normativo.

- la congestión de la etapa de decantación. En un tratamiento en continuo pueden darsepuntas de caudal que congestionen la etapa de decantación y arrastren flóculos demetales pesados en suspensión al cauce o colector.

- la decantación dificultosa de los hidróxidos metálicos. La presencia de ciertoscompuestos (tensoactivos, ...) puede dificultar de tal manera la decantación quenuevamente se arrastren partículas al cauce o colector.


113

- los fallos en el sistema de control. Estos se detectan sobre todo tras el efecto causadosobre el medio natural, siendo demasiado tarde para reaccionar y tomar medidascorrectoras.

- los accidentes y las fugas. Roturas de válvulas, tuberías, depósitos, ... no tienen siempreuna solución inmediata al existir dificultades para retener grandes volúmenes de aguasresiduales.

Aún y todo, los riesgos se pueden reducir en cierta medida si los depósitos de reacción sondobles y en serie, la decantación se dimensiona óptimamente y se dispone de un doblesistema de control de parámetros (pH, Redox) que minimiza las consecuencias de fallos enel sistema de seguimiento.

Por otro lado, un tratamiento en continuo dificulta el aprovechamiento de la alcalinidad yacidez de las aguas residuales para su mutua neutralización al no ser homogéneo elcontenido de éstas. Asimismo, los bajos tiempos de residencia de las aguas en el decantadorhace necesario el aceleramiento de este proceso por aditivación de floculante (FeCl3 u otros)e incluso polielectrolito en cantidades importantes. Ambos aspectos inciden negativamentesobre los costes de explotación del sistema de tratamiento.

Asimismo, cabe destacar, que en otros países de Europa la administración ambiental nopermite plantas de tratamiento de aguas residuales en continuo en líneas y talleres de nuevacreación y exige ampliar las medidas de seguridad a las plantas ya existentes con loselevados costes que ello conlleva.

En este sentido, considerar la posibilidad de depuración de grandes volúmenes de aguasresiduales como ventaja del tratamiento en continuo, puede resultar excesivo puesto queparte de la no posibilidad de optimización de la técnica de lavado y probablemente de unarentabilidad reducida del taller por excesivos costes relacionados con el medio ambiente(consumo de agua, productos químicos para la depuración, ...).

Finalmente, no se debe olvidar que también en un tratamiento en continuo se necesitandepósitos de almacenamiento de baños agotados para su dosificación al sistema dedepuración, lo que no permite diferenciar de modo importante la inversión en ambossistemas.

Ventajas Desventajas• Posibilidad de tratamiento de grandes volúmenes

de aguas residuales• Detección improbable de irregularidades e

imposibilidad de actuaciones correctoras• Elevados costes de explotación (productos

químicos)• Debe adaptarse y modificarse (inversión

importante) si límite de vertido más restrictivos enun futuro.

Tabla 6.2.2: Ventajas y desventajas del tratamiento en continuo de aguas residuales


114

6.2.3 Tratamiento semidescontinuo

Este tratamiento es un compromiso entre los dos conceptos anteriores. El planteamientobásico consiste en tratar por cargas los flujos de aguas residuales más tóxicos y complejos,esto es, las corrientes cianuradas y las crómicas, y en tratar en continuo el resto de las aguas.

Este concepto permite incrementar la seguridad medioambiental real del tratamiento sinexigir un caudal reducido en todas las operaciones. De hecho, numerosas líneas actualmenteexistentes no permiten apenas una optimización de la técnica de lavado por falta deposiciones de enjuague, y deberán ir por esta vía. Así, las líneas de cincado no cianurado soncandidatos ideales para este sistema, siempre que el volumen de aguas residuales no sea, apesar de todo, minimizable.

En este caso, las aguas crómicas (alta toxicidad) se tratarían preferentemente por cargas y elresto de las aguas residuales en continuo.

Ventajas Desventajas• Minimización el riesgo ambiental de operaciones

más críticas (detoxificación de CN y CrO3)• Permite caudales de aguas elevados (salvo

corrientes con CN y CrO3)

• Presenta costes de explotación elevados (gestiónno óptima de alcalinidad-acidez)

• Exige caudal reducido de corrientes de CN y CrO3

Tabla 6.2.3: Ventajas y desventajas de un sistema de tratamiento semidiscontinuo

6.2.4 Evaluación comparativa de los conceptos de tratamiento

A continuación se recoge un análisis comparativo de los tres sistemas de tratamientopresentados. Los criterios de evaluación son:

- el volumen de aguas residuales generados, inversamente proporcional al grado deoptimización de la técnica de lavado.

- la seguridad medioambiental del sistema de tratamiento.- los costes de explotación debidos a productos químicos de tratamiento (reactivos,

ácidos y bases, floculantes, ...).- la proyección de futuro del sistema o, expresado de otro modo, la no necesidad de

adaptar o modificar el sistema actual de tratamiento si la administraciónmedioambiental establece unos límites de vertido más restrictivos en un futuro.

Se considera que, a efectos de inversión, las diferencias entre los tres sistemas carecen derelevancia.


115

Tipo de sistema de tratamientode aguas residuales

Cargas

Semicontinuo

Continuo

Desfavorable

Neutro

Favorable

Caudal deagua residual

Seguridadtécnico-ambiental

de tratamiento

Costes detratamiento

Proyección defuturo

IHOBE, S.A.

Figura 6.2.1: Evaluación comparativa de los principales sistemas de tratamiento de aguas residuales deprocesos de recubrimientos electrolíticos en función del caudal reducido de agua, la seguridad

ambiental, los costes de explotación y la proyección de futuro

Tal y como se aprecia en la figura, es recomendable apostar por un sistema de tratamientopor cargas, siempre que sea posible, por las ventajas que conlleva. Un sistema en continuoserá la única solución para líneas y talleres que, tras optimizar su técnica de lavado yestablecer los criterios de calidad de lavado, aún presenten volúmenes de aguas residualeselevados.

6.3 OTROS SISTEMAS DE TRATAMIENTO

Existen otros sistemas de tratamiento físico-químico de aguas residuales menos utilizados ya la vez más específicos, que se describen y evalúan a continuación.

6.3.1 Lavado químico (Proceso Lancy)

El lavado químico, propagado por el ingeniero húngaro Lancy, se basa en introducir laspiezas, tras una operación, en un lavado estanco de línea que contiene reactivos para ladetoxificación o, en ocasiones, neutralización de la carga contaminante arrastrada.

Este sistema tiene numerosas ventajas. Entre ellas destaca la gran sencillez de la operación,la mejora de la eficacia del lavado y la detoxificación de productos peligrosos, que resultaespecialmente interesante para empresas que están en proceso de diseño y construcción deuna planta de tratamiento de aguas residuales.

Sin embargo existen dos desventajas importantes. En primer lugar, la incorporación de unlavado químico reduce el número de posiciones para enjuagar óptimamente, lo que conllevaun caudal elevado de agua residual. En segundo lugar, dado el escaso tiempo de residencia


116

de las piezas en la solución reactiva, el lavado químico sólo se emplea para detoxificar ácidocrómico procedente, por lo general, de operaciones de cromado decorativo. Así, se descartapor razones ambientales la detoxificación de cianuros (salvo si los tiempos de residenciafueran lo suficientemente largos) y de ácido crómico de los pasivados, al dañar elrecubrimiento protector.

Por lo general, el empleo de este tipo de tratamiento posterior a las operaciones decromado tiene el objeto básico de enjuagar óptimamente piezas con ranuras, y geometríacompleja, de las que es dificultosa eliminar el ácido crómico adherido. El modo máshabitual de trabajar consiste en una cuba de recuperación posterior al baño de cromo, unlavado químico (acidificado con sulfúrico y conteniendo bisulfito sódico para la reducciónde cromo VI) y una o varias etapas de lavado posterior en cascada.

Ventajas Desventajas• Sencillez técnica• Mejora de eficacia del lavado• Interés como sistema de tratamiento para líneas en

proceso de adecuación medioambiental

• Mayor consumo de agua al reducir el número deposiciones disponibles para etapas de lavado

• Corto tiempo de residencia de piezas lo haceexclusivamente apto para operaciones de cromado

Tabla 6.2.4: Ventajas y desventajas del lavado químico como sistema de tratamiento

6.3.2 Gestión externa de baños agotados y semiconcentrados

La gestión externa de baños agotados y semiconcentrados por parte de un gestor autorizadode residuos es adecuada cuando:

- la empresa está en proceso de diseño y construcción del sistema de tratamiento de aguasresiduales.

- existen baños o semiconcentrados (cubas de recuperación, ...) que por su composicióny/o su contenido en complejantes interfieren y alteran el proceso de tratamiento deaguas residuales. Este es el caso de baños de desmetalizado de níquel conteniendoaminas, de cobreados químicos de níquel negro o de lacados electrolíticos.

Sin embargo, esta práctica tiene la desventaja del coste, la necesidad de almacenamientoprovisional adecuado y la aceptación por parte de gestor autorizado de los residuos, aún encaso de ser volúmenes reducidos.

6.3.3 Intercambio iónico

El intercambio iónico es una técnica de captación de sustancias iónicas (metales pesados ensolución, sulfatos, ...) y concentración de las mismas, por lo que no se puede considerar unsistema de tratamiento al no detoxificar ni precipitar compuesto alguno. Su eficacia esóptima cuando la concentración de los iones a captar es baja (pocos mg/l) y la cargacontaminante por unidad de tiempo es así mismo reducida.

Por ello, habrá que plantearse el objeto de emplear el intercambio iónico como sistema deconcentración de metales en aguas de elevada carga contaminante. Téngase en cuenta, que eltratamiento de la carga contaminante previamente concentrada por intercambio iónica no esventajosa económicamente al consumirse una importante cantidad de ácido o base para la


117

regeneración de resinas y proceder posteriormente a la detoxificación y neutralización de lassustancias peligrosas. A ello deben añadirse los costes de mantenimiento así como unainversión elevada.

6.3.4 Evaporación y vertido cero

La evaporación es una tecnología de concentración y/o separación con numerosasaplicaciones diferentes. En ocasiones se pretende utilizar la evaporación como técnica deconcentración del conjunto de aguas semiconcentradas residuales procedentes de líneas derecubrimientos electrolíticos y la reutilización del destilado como agua de lavado, intentandoasí lograr el vertido cero.

Antes de tomar cualquier decisión al respecto se recomienda tener en cuenta que:

- la evaporación es válida como sistema de concentración de volúmenes reducidos deagua.

- la evaporación no puede prescindir de procesos de detoxificación de cianuros y/o cromoVI.

- el destilado puede contener trazas no despreciables de cianuro, amoniaco o compuestosorgánicos con las consiguientes interferencias en la calidad de los lavados.

- la gestión del concentrado residual es de un alto coste, al ser un residuo tóxico ypeligroso según la legislación ambiental vigente. Adicionalmente, se incrementarán lasdificultades administrativas para su gestión en depósito de seguridad debido al altocontenido en sales.

- el empleo de un evaporador para la concentración de aguas residuales conlleva un ciertomantenimiento, debiendo prestarse atención a la formación de espumas y la formaciónde precipitados sobre los serpentines.

- el consumo energético es importante. Desde este punto de vista, por lo general, es másrecomendable tratar pequeños volúmenes de aguas residuales por cargas (físico-químico), tras una optimización de la técnica de lavado, que proceder a un vertido ceropor evaporación.

- el conseguir el vertido cero por evaporación exige inversiones, por lo general, máselevadas que una planta de tratamiento de aguas residuales.

Teniendo en cuenta los puntos antes citados corresponde a cada empresa interesada realizaruna valoración técnica y económica del vertido cero por evaporación.


118

6.3.5 Tratamiento de aguas residuales con floculante producido “in situ”

Una variante del tratamiento físico-químico de aguas residuales consiste en reducir el cromoVI de las aguas de lavado con hierro II como reactivo y emplear grandes cantidades defloculante producido “in situ” por oxidación anódica de chatarra de hierro en medio salino,para garantizar una óptima floculación y decantación. Adicionalmente puede recircularse enocasiones el agua decantada para su empleo en los enjuagues.

En relación a esta tecnología, cada empresa debe evaluar:

- la cantidad de lodo generado por este sistema frente a otros tipos de tratamiento. Cuantomás floculante se utiliza más lodos metálicos se generan.

- la gestión del lodo generado. Las empresas deben tener presente las normativasmedioambientales en materia de residuos industriales que pueden llevar unareclasificación de numerosos residuos inertes a residuos tóxicos y peligrosos.

- el cumplimiento de la normativa de salud laboral e higiene. La producción “in situ” defloculante puede ir acompañada, en ocasiones, de generación de cloro gas por lo quehabría que tomar las medidas de higiene correspondientes, además de evitar su efecto decorrosión sobre equipos y estructuras.

- la calidad de lavado necesaria. En caso de recircular agua decantada como aporte a loslavados debe analizarse si su salinidad (cloruros, sodio, ...) puede afectar la calidad delavado de las piezas o puede contaminar baños electrolíticos (p.ej. cloruro en laoperación de cromado).

- la detoxificación de cianuros debe realizarse en una etapa previa.

Teniendo en cuenta los criterios antes citados, puede evaluarse para caso particular laviabilidad técnica-económica y ambiental del citado sistema de tratamiento.

6.4 ASPECTOS CRÍTICOS

Aún y cuando en los diferentes capítulos anteriores ya se han mencionado aspectos críticosrelativos al cumplimiento de la normativa medioambiental, básicamente la Ley de Aguas,además se suelen producir en el sector excesivos costes de tratamiento. A continuación (vertabla 6.4.2) se definen los aspectos más relevantes para la toma de decisiones en estamateria:

- la seguridad ambiental. Este aspecto, ya analizado en el capítulo 6.2.2, es fundamental ala hora de la toma de decisiones. En este sentido, un tiempo de reacción reducido, unasobrecarga hidráulica del decantador, una concentración alta de tensoactivos, fallos delos aparatos de control (pHmetros, redoxímetros), accidentes, fugas, ... puede afectargravemente la seguridad ambiental del tratamiento si no se han tomado las debidasprecauciones.

Recomendación Práctica nº 23: Evitar posibles complejantes en


119

desengrases electrolíticos compartidos para acero y latón

Los baños de desengrase electrolítico utilizados para piezas de acero, latóne incluso zamak indistintamente pueden incluir en su formulacióncomplejantes para mantener el cobre en solución y evitar la formación develos.Estos complejantes pueden generar problemas en el posterior tratamientode aguas residuales. Por ello es recomendable poseer posiciones dedesengrase electrolítico por separado para cada material base, que enfunción de estos trabajaran del modo siguiente:- acero: ciclo catódico y anódico por cambio de polaridad repetitivo, pero

finalizado con una fase anódica al finalizar el desengrase.- zamak: exclusivamente catódico.- latón: catódico con una fase anódica más corta al finalizar el

desengrase.

- la presencia de complejantes. Existen numerosos tipos de complejantes. Entre ellosdestacan los altamente estables, como el EDTA o ciertas aminas, que no se puedeneliminar en un sistema de tratamiento tradicional y necesitan oxidantes fuertes (ozono)para su destrucción. Por esta razón, la alternativa más ventajosa es prescindir de losmismos en estrecha colaboración con los suministradores de productos químicos. Porotro lado, existen otros complejantes fácilmente eliminables si el proceso de tratamientose realiza correctamente. Entre estos se encuentra el cianuro de níquel y el complejoamónico de cobre.

Complejantes Origen Consecuencia AlternativaEDTA y derivados • Desengrases acuosos

• Cobre químico• Aditivos baños (puntual)

- Complejos estables contodos los metales pesados(incumplimiento ley deaguas)

- Exigir al suministradorproductos desengrasantescertificados sin EDTA

- Mantenimiento óptimo debaño (evitar aditivos)

Fosfonatos • Desengrases acuosos(estabilización dureza)

- Riesgos de complejosestables

- Pedir informacióndetallada decomposiciones y sobre eltratamiento

Aminas (NTA,Etilendiamina,Trietanolamina

• Desengrases acuosos• Desmetalizados (Ni)• Cincados alcalinos

exentos

- Riesgos de complejosestables

- Pedir informacióndetallada decomposiciones y deriesgos sobre eltratamiento

Amonio • Cincados ácidos baseNH4

• latón flash (tamponante)• Níquel químico• Oxidación de cianuros

- Complejos estables decobre y amoniaco(incumplimiento ley deaguas por Cu)

- Tratamiento costoso deaguas con Zn (NH3)

- Sustituir cinc ácido baseNH4 por base K+

- Evitar contacto de aguascon cobre y aguas conamonio

Cianuro • Cincados cianurados• Cobreados cianurados• Latonados• Plateados-dorados• Desengrases cianurados• Niquelado negro• Cadmiado

- Riesgo complejos estables:cianuro de níquel(incumplimiento ley deaguas por Ni)

- Riesgo complejo insolublede cianuro de hierro(problemas en gestión delodo)

- Evitar contacto de níquel ycianuro en sistema detratamiento y derecirculación de aguas(Tratamiento: separarcianuros; Recirculación:separar níquel)

Tabla 6.4.1: Selección de los principales complejantes fuertes que pueden generar problemas en eltratamiento de aguas residuales.

- reducción del consumo de productos químicos de tratamiento. Para minimizar los costesderivados del consumo de productos químicos para la neutralización es fundamental


120

gestionar óptimamente la acidez y la alcalinidad contenida en las aguas residuales. Asímismo, los tratamientos por cargas permiten reducir o incluso prescindir del empleo defloculantes y coagulantes.

- cantidad de lodo generado y filtrabilidad del mismo. La cantidad del lodo generadoincrementa de modo importante si se emplea lechada de cal como productoneutralizante en presencia de sulfatos, fosfatos o fluoruros. Asimismo incrementaproporcionalmente con el consumo de floculante.

La filtrabilidad del lodo depende sobre todo del contenido en materia orgánica y aceitedel mismo (obstrucción de filtros) y de la utilización de lechada de cal o sosa comoálcali en la neutralización (la lechada de cal facilita la filtrabilidad). Este aspecto influyedirectamente en el contenido en agua del mismo y por tanto en la cantidad de lodogenerado.

Estos aspectos se detallan a modo de resumen en la tabla siguiente.

Objetivo Aspectos críticos Consecuencias DirectrizCumplimiento normativamedioambiental (Ley deAguas)

• Presencia de complejantesfuertes

- Incumplimiento sistemáticode límites vertido (Cu, Ni,...)

- Detectar origen de complejos(desengrase, desmetalizado, aditivode baño, ...)

- Sustituir producto y/o operación, oestablecer modo de tratamiento

• Tiempos de reaccióninsuficientes

- Vertido de cianuro - Definir criterio de calidad de lavadoy optimizar técnica de lavado

- Detoxificación por cargas• Congestión de etapa de

decantación- Incumplimiento frecuente

de límite de vertido(flóculos)

- Definición de criterios de calidad delavado y optimización de técnica delavado para reducir caudales

• Fallos en sistemas de control - Incumplimiento normativopor no detección a tiempo

- Evaluar de aplicación tratamiento porcargas al menos para detoxificación

• Accidentes y fugas - Incumplimiento frecuentepor no poder capacidad dedetección o de reacción

- Depósitos de retención- Evaluar posibilidad de sistema de

tratamiento por cargas• Decantación no óptima del lodo

(tensoactivos, aceites, ...)- Incumplimiento frecuente

de límites de vertidos(flóculos)

- Evaluar soluciones de mantenimientode baños de desengrase

- Evaluar devolución parcial de aguasdesengrase (y lacados)

Reducción de costes deexplotación

• Consumo elevado de álcalis yácidos (sosa y HCl)

- Alto coste de explotación - Aprovechar óptimamente alcalinidady acidez de baños agotados y aguas

- Evaluar sistema de tratamientos porcarga

• Consumo elevado de floculante - Alto coste de explotación - Evaluar posibilidad de reducir elcaudal de aguas residuales

- Evaluar posibilidad de decantaciónpor cargas

• Consumo elevado de reactivos(NaOCl, NaHSO3)

- Alto coste de explotación - Evaluar sistema de tratamiento porcargas

• Cantidad elevada de lodo - Altos costes de transporte ygestión elevados

- Reducir el uso de lechada de cal y defloculante

• Alto contenido de agua en lodo - Altos costes de transporte ygestión de residuos

- Reducir el contenido de aceites ymateria orgánica en las aguasresiduales (pretratamiento, ...)

Tabla 6.4.2: Principales aspectos críticos del tratamiento de aguas residuales, consecuencias de losmismos y directrices básicas a evaluar

6.5 OTRAS CONSIDERACIONES PRÁCTICAS A TENER EN CUENTA

Se listan a continuación una serie de recomendaciones de carácter general que puedenresultar de interés de cara a la implantación del sistema de tratamiento de aguas residuales.


121

Entre ellas destacan:

- la segregación de las diferentes corrientes de aguas residuales durante su conducción,almacenamiento y tratamiento, evitando asimismo mezclas de los goteos y reboses(sobre todo de cianuro con el resto!).

- todas las superficies deben tener una ligera inclinación y deben vehicularse porgravedad a un sumidero estanco, para evitar un impacto ambiental elevado en caso defugas o derrames.

- los depósitos y las bombas deben emplazarse sobre un soporte de acero o cemento paracontrolar la hermeticidad de los mismos y facilitar la limpieza.

- el suelo debe recubrirse con materiales resistentes al ataque químico que pueden ser decerámica (elevado coste, de larga vida) o de resina epoxi (más económico, pero demenor duración), para evitar de este modo una filtración de aguas residuales oproductos químicos al suelo.

- el contenedor de lodos metálicos debe situarse debajo del filtro prensa para evitarcomplicadas operaciones de traslado de lodos. Si se dispone de un carro sobre víascomo base del contenedor, se facilita la recogida por parte del gestor autorizado.

- es conveniente realizar una aspiración de aire sobre los depósitos de reacción(detoxificación, ...) y sobre las superficies de llenado de productos químicos dedepuración para evitar molestias por olores.


122

7. METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN Y LA APLICACIÓN DE UNCONCEPTO DE MINIMIZACIÓN EN LA EMPRESA


La elaboración de conceptos propios de minimización y recuperación de residuos yemisiones en procesos de recubrimientos electrolíticos requieren un inventariado sistemáticode la situación actual de los procesos, la realización de los balances de materia y agua, y elanálisis de la secuencia de operación.

Sin embargo, antes de profundizar en ello es necesario presentar una serie de conceptosbásicos que se utilizarán a lo largo del texto.

Así, se considera, tal y como se observa en la figura 7.1.1, una posición o etapa como launidad más reducida de trabajo de un proceso de recubrimientos electrolíticos. Cuando laposición tiene una “función activa”, diferente al enjuague (etapa de lavado) se le denominaoperación o baño. Los recubrimientos metálicos (cincado, cobreado, ...) así como losdesengrases o decapados son operaciones.

El conjunto de etapas con un objetivo funcional se denomina módulo de operación. Sueleestar compuesto por una posición de operación y las posiciones o etapas de lavadocorrespondiente.

El conjunto de módulos de operación (desengrase, decapado, metalizado, ...) constituyen lalínea de recubrimientos electrolíticos en sí.

El desglose de una línea en sus diferentes partes facilita en los procesos complejos, unanálisis adecuado de la situación actual y una evaluación de alternativas de minimización.

Metodología para la elaboración y la aplicación de un concepto de minimización en la empresa

123

IHOBE, S.A.

Desengrase

Lavado

Lavado

Decapado

Lavado

Lavado

Línea

Posición(operación)

Posición

Módulo deoperación

Niquelado

Lavado

Lavado

Lavado


Figura 7.1.1: Unidades básicas de una línea de recubrimientos: posiciones o etapas y módulos deoperación

Las operaciones de una línea de recubrimientos están interrelacionados entre sí, por lo quecualquier modificación u optimización en un módulo de operación puede afectarautomáticamente a otra operación de la línea. Estas interrelaciones son complejas y hacenpor lo general necesario que la empresa consulte y/o se apoye en los suministradores delíneas y de equipos auxiliares, en los suministradores de productos químicos y en asesorestécnicos independientes para profundizar en el tipo de medidas de minimización a evaluar ypara la toma de decisiones definitivas.

A continuación se presentará la metodología para la elaboración de conceptos deminimización que se compone a la vez de dos fases. La primera consiste en inventariar lasituación actual de la línea y de los módulos de operación seleccionados, tal y como sepresenta en la figura 7.1.2. Para ello es imprescindible tomar o recopilar una serie de datos(composición de electrolitos, caudales, ...) que permite partir de una base correcta,independientemente de si el análisis técnico de alternativas lo haga un experto o técnicoajeno a la empresa.


124

La segunda fase consiste en evaluar las medidas de minimización para cada módulo deoperación con el apoyo externo que cada empresa considere oportuno. Las solucionespropuestas29 deberán ser compatibles con el funcionamiento específico del resto de losmódulos, la línea en general y el sistema de tratamiento de aguas residuales.

IHOBE, S.A.

Selección de la línea a analizar

Diagrama de proceso (línea)

Descripción de la línea

Selección de las operacionesa analizar Criterios de selección

Módulo de operación 1: Recogidade los datos de proceso

Diagrama de módulo deoperación (actual)

Balance de materiasde la operación

Primera selección de potencialesmedidas de minimización

y recuperación

Diagrama de módulo deoperación (propuesto)

Comprobación de compatibilidadcon el conjunto de la línea

Potenciales de minimizaciónComparación entre situación

actual y futura

Evaluación de costes yvaloración económica

Módulo de operación 2

Toma preliminar de decisiones

INV

EN

TA

RIA

DO

(SIT

UA

CIÓ

N A

CT

UA

L)

EV

AL

UA

CIÓ

N M

ED

IDA

S M

INIM

IZA

CIÓ

N (S

ITU

AC

IÓN

PR

OPU

EST

A)

Figura 7.1.2: Metodología para la elaboración de un concepto de minimización en una línea derecubrimientos electrolíticos

29 Si las soluciones propuestas exigen instalaciones específicas adicionales, éstas se denominarán equipos auxiliares.


125

7.2 DESARROLLO DE LA METODOLOGÍA

7.2.1 Inventariado de la situación actual

El inventariado sistemático de la situación actual de los procesos a analizar constituye labase de partida para el desarrollo de un concepto de minimización. El inventariado incluyeprincipalmente una breve descripción del proceso, así como una recogida de los datos másimportantes de la línea como composición base de los baños, producción, balance de aguas,...

7.2.1.1 Selección de la línea de recubrimientos a analizar

Las empresas de recubrimientos electrolíticos trabajan por lo general con varias líneasgalvánicas. Por razones de entendimiento se recomienda efectuar para cada línea porseparado la elaboración de un concepto de minimización de residuos y emisiones o almenos, priorizar las líneas de mayor impacto ambiental y económico. Los criterios para laselección de una línea de recubrimientos pueden variar en función de la problemática de laempresa.

Algunos posibles criterios son:

- las pérdidas de importantes cantidades de electrolito o baño bien por arrastres o bien porreposición de baños.

- la calidad del proceso de lavado.

- los volúmenes de aguas residuales generados, de cara a una optimización del proceso dedepuración.

- el incumplimiento de algún límite de vertido específico.

7.2.1.2 Diagrama de proceso de la línea

Habrá de confeccionarse un diagrama de proceso de la línea seleccionada. El diagramadeberá reflejar la secuencia de los baños de tratamiento con sus respectivas etapas de lavadoe instalaciones auxiliares, así como el paso o recorrido de las piezas, asignando un número acada etapa o posición de la línea. Para no recargar en exceso el diagrama se recomiendaregistrar sólo el balance de agua (consumos de agua de lavado, pérdidas por evaporación,volúmenes de agua residual).

También pueden incluirse otras informaciones como la temperatura del baño y lasconcentraciones de sustancias en caso de que ya se disponga de ellas. Es así mismointeresante indicar los criterios de calidad de lavado de la última etapa de lavado de unmódulo y la concentración de los vertidos (metales pesados, ...) de agua residual. La simplerepresentación sinóptica de las líneas en un diagrama de proceso proporciona a menudoideas decisivas para la minimización y recuperación de residuos y emisiones.


126

En los modelos se han incluido con ese fin diagramas de proceso de las líneas.

7.2.1.3 Descripción de la línea de recubrimientos electrolíticos

Es aconsejable describir brevemente el diagrama de proceso, haciendo hincapié en laspeculiaridades de la secuencia de operaciones (p.ej. usos repetidos de etapas de lavado,mezcla intencionada de aguas de lavado para la neutralización, exigencias especiales dealgunos baños en cuanto a la calidad del lavado).

También deberían contemplarse aquí los parámetros básicos válidos para todo el resto de lalínea de recubrimientos. Para el desarrollo posterior de un plan de actuación son importanteslos siguientes datos:

- Capacidad o producción de la línea de recubrimientos (p.ej. m2 de superficie depieza/h).

- Tiempo de trabajo medio del taller de recubrimientos electrolíticos, así comofluctuaciones del mismo.

- Grado de saturación de los módulos de operación.- Cadencia de los carros.- Duración de la operación en los baños.- Arrastre medio sobre las piezas.

7.2.1.4 Selección de los módulos de operación a analizar

A menudo son varios los módulos de operación de una misma línea de recubrimientos sobrelos que pueden aplicarse medidas de minimización y recuperación. Estas medidas son casisiempre específicas de un único módulo de operación (baño y sus respectivas etapas delavado). En base al diagrama de proceso de la línea y a la descripción del proceso, es posibleidentificar los módulos de operación problemáticos o especialmente aptos para la aplicaciónde medidas de minimización de residuos. Disponiendo de los datos sobre el volumen deaguas residuales y de su respectiva concentración (p.ej. metales, sulfato) pueden estimarselas cargas de contaminante generadas por los módulos de operación.

Los principales criterios para la selección de módulos de operación específicos para suanálisis son:

- las consideraciones de carácter medioambiental. El cumplimiento de la normativamedioambiental (límites de vertido a cauce o colector) para un parámetro procedentede una operación específica hace necesario una priorización del módulocorrespondiente.

- las consideraciones de carácter económico. Es recomendable realizar un sencillo“Análisis Preliminar de Costes Reducibles” en el que de modo orientativo se evalúa elcoste de consumo total de aguas de lavado, las pérdidas económicas por arrastres de lasdiferentes operaciones específica, los costes derivados del tratamiento y aquellosdebidos a una reposición frecuente de baños.


127

- las consideraciones de calidad de proceso. La existencia de problemas de calidad enuna operación puede ser el criterio prioritario para el análisis de un módulo deoperación específico.

- las experiencias previas de factibilidad. Módulos de operación en los que, por logeneral, el potencial de minimización es elevado y está demostrado, se primarán sobreotros con menos garantía de éxito (por falta de desarrollo de la tecnología, reducidopotencial de devolución, ...).

7.2.1.5 Recogida de los datos del proceso y parámetros más importantes de la línea deproceso

Para elaborar un concepto de minimización se requieren una serie de datos relativos a losmódulos de operación en cuestión. No todas las empresas disponen de esos datos, por lo quepara algunos de los parámetros indicamos a continuación la manera en que pueden obtenersepor parte de las empresas.

Como ayuda operativa para la recogida sistemática de los datos más importantes del módulode operación se elaboraron unas hojas de recopilación de datos de proceso. En ellas seanotan los datos obtenidos, constituyendo la primera fuente sobre la que empezar a elaborarun concepto de minimización. Las citadas hojas de datos recaban información sobre:

Baño de proceso:

- Baño del módulo de operación con el número de la posición en la línea.

- Composición del baño, haciendo hincapié en la concentración de las sustanciasimportantes, como puede serlo el metal principal del electrolito, los anionespotencialmente generados de lodo en el tratamiento (p.ej. sulfatos y fosfatos caso deprecipitación con cal), así como la de los aditivos más problemáticos en caso deconocerse (p.ej. acomplejantes).

- Producción expresada en piezas o unidades por hora con una superficie determinada depaso de las piezas (p.ej. m2 de superficie de pieza/h, bastidores/h, tambores/h).

- Duración de la operación específica.

- Tiempo de escurrido una vez extraídas las piezas del baño.

- Vida media del baño.

- Evaporación del baño, si trabaja en caliente (p.ej. l/h).

- Arrastres del baño a los lavados (p.ej. l/m2 de superficie, l/bastidor, l/tambor).

Técnica de lavado:


128

- Posiciones y tipología de lavados del módulo de operación (p.ej. lavado estanco, lavadoen cascada, lavado en ciclo cerrado, lavado por duchas) con cada etapa de enjuaguenumerada.

- Criterios de calidad de lavado de cada una de las etapas de lavado y del sistema delavado en su totalidad.

- Aporte de agua de lavado para cada etapa (p.ej. l/h).

- Vertido de agua de lavado residual de cada etapa (p.ej. l/h).

- Concentración de los compuestos más importantes (metales pesados, ...) del agua delavado en cada una de las fases de lavado.

En muchas ocasiones, tal y como se ha comentado anteriormente, las empresas desconocen amenudo gran parte de estos datos, por lo que se informa a continuación de un modo mássencillo de obtención de los principales datos:

- La composición del baño y la concentración de los compuestos básicos puede obtenersea través del suministrador de productos químicos, en caso de no poseer la analíticaperiódica habitual.

- La evaporación del baño de proceso puede establecerse empíricamente midiendodurante un periodo de tiempo determinado (2 semanas p.ej.) los volúmenes dereposición necesarios para mantener el nivel de los baños. Se recomienda establecer latasa de evaporación para dos estaciones diferentes (invierno y verano p.ej.), obteniendoasí un valor representativo. La cantidad que se añade para mantener el nivel equivale ala cantidad de agua evaporada y es convertible en una unidad adecuada (l/h p.ej.).

También puede estimarse la cantidad de líquido evaporada con ayuda de los ratios deevaporación específica que se indican en la tabla 5.5.X. Para ello debe conocerse latemperatura del baño de proceso (ºC), la superficie del baño (m2) y la velocidad del aireaspirado (m/s) directamente sobre la superficie del líquido. Esta puede medirse p.ej. conun pequeño anemómetro de molinete.

- Por arrastre se entiende el volumen de baño adherido a las piezas (o incluso bastidoresy tambores). El arrastre específico por m2 de superficie de pieza, bastidor o tamborpuede establecerse cerrando una etapa de lavado de volumen conocido y dejando pasarun número definido de bastidores o tambores con una selección de piezasrepresentativo.

Determinado el parámetro a analizar (metal pesado, ...) y conociendo su concentraciónen el baño se cierra el aporte agua de la primera posición de lavado (de volumenconocido) y se deja pasar una serie de bastidores o tambores con piezas representativasde superficie (o masa en tambor) conocida. El incremento de la concentración en ellavado cerrado permite determinar el volumen arrastrado en función de la concentracióndel baño por una simple regla de tres. Otros métodos más sencillos se describen en elAnexo II del presente documento.


129

- El criterio de calidad de lavado de una sola etapa de lavado puede establecerse dedos modos (ver cap. 5.4.1). El más sencillo es a partir del caudal de agua de lavado Q y

del volumen de arrastre V ( CL Q VVi = + ). En caso de que se conozca la concentración

en equilibrio (ci) puede también establecerse a partir de la concentración de la posiciónanterior (ci-1) ( CL C Ci i i= −1 ).

- El criterio global de calidad de lavado puede establecerse a partir de la concentraciónen el baño (c0) y en la última etapa de lavado (cn): (CL=c0/cn). Una vez que se conocenlos criterios de calidad de lavado de cada una de las fases de lavado se obtienen elcriterio global de lavado multiplicando los criterios de lavado particulares: (CL = CL1·CL2·.... ·CLn). El criterio de calidad de lavado de los lavados en cascada puede

calcularse mediante la ecuación del lavado en cascada ( CL QV

n

= +

1 ).

- Para averiguar los aportes o caudales de agua de lavado se recomienda la instalaciónde un caudalímetro (o incluso un rotámetro). En ocasiones, y en función del tipo deinstalación, se pueden medir los caudales de agua residual recogiendo los mismos en uncubo de volumen definido en un plazo de tiempo cronometrado. Otro método empleadoconsiste en vaciar con rapidez parcialmente una posición de lavado, medir el nivel deagua en la cuba de volumen conocido y medir al cabo de un tiempo definido elincremento de nivel.

7.2.1.6 Diagrama del módulo de operación analizado (situación actual)

Para aquellos módulos de operación para los cuales se pretenda evaluar medidas deminimización se elaborará un diagrama de módulo ampliado. En el mismo se anotarán todoslos datos de proceso y los balances de materias y aguas recogidos durante la recopilación dedatos anterior. Los diagramas de módulos de operación que se presentan en el capítulo 8pueden servir de orientación al respecto.

7.2.1.7 Balance de materias (metal a depositar)

Resulta conveniente efectuar, si es posible, un balance anual de metal a depositar. Para ellose averiguan en primer lugar las cantidades añadidas al módulo de operación en cuestióncomo ánodos y sales. La manera más sencilla es inspeccionando la documentación relativa asu compra en un período de balance de un año. Si se quiere ser preciso es necesario tener encuenta las existencias en almacén; la cantidad añadida será: cantidad comprada-variación destock.

El metal tiene varios destinos diferentes. La mayor parte, por lo general, se deposita sobrelas piezas. Una parte importante se pierde a través de las aguas de lavado que se vehicula alsistema de tratamiento. Un menor porcentaje se elimina en caso de que se desechen baños osemiconcentrados. Las cantidades de metal perdidas en filtraciones, contactos o lodosanódicos no suelen tener relevancia.

Una vez obtenidos los datos sobre el destino de metal consumido puede determinarse elporcentaje de metal perdido, así como el utilizado para el recubrimiento de las piezas.


130

Resulta recomendable elaborar un gráfico para visualizar mejor los porcentajes (p.ej. comolos diagramas de sectores). Dividiendo la cantidad de metal depositada sobre las piezas(determinable a través del peso antes y después del recubrimiento) entre el consumo delmismo, se obtienen el grado de aprovechamiento del metal, que puede servir para medir elgrado de eficacia en la utilización de la materia prima.

7.2.2 Evaluación de medidas de minimización (situación propuesta)

7.2.2.1 Primera selección de potenciales medidas de minimización

Una vez concluido el inventariado de la línea de recubrimientos y de los módulos deoperación seleccionados debe procederse a verificar para cada módulo las posibilidades deaplicación de medidas de minimización. Para ello se recomienda seguir, por el mismo orden,los siguientes pasos:

- Minimización del arrastre mediante una reducción de la concentración en el baño deproceso (ver cap. 5.3)

- Minimización del arrastre mediante optimización del escurrido (ver cap. 5.3).

- Adaptación del criterio de calidad de lavado a las necesidades realmente requeridas (vercap. 5.4).

- Optimización de la técnica de lavado (cap. 5.4).

- Devolución parcial o total de los electrolitos arrastrados al baño por devolución directapara reposición pérdidas evaporación, devolución parcial por inmersión previa yposterior en lavado estanco o por devolución indirecta (cap. 5.5).

- Medidas para la recuperación interna de residuos valorizables externamente (ver cap.5.6).

La rentabilidad de las citadas medidas disminuye por lo general por el mismo orden en queaparecen en la lista, aunque se recomienda verificarlo en cada caso particular.

Las hojas relativas a los datos de proceso permiten valorar en una primera aproximación laviabilidad de las medidas de minimización de residuos arriba mencionadas. En el cap. 7.3 seexpone el uso pormenorizado que se puede hacer de ellas.


131

7.2.2.2 Comprobación de la compatibilidad de las medidas con el conjunto de la línea

Las modificaciones en un módulo de operación suelen repercutir frecuentemente sobre otrasoperaciones de la línea. En ese sentido es absolutamente indispensable examinar las posiblesrepercusiones que las medidas de minimización propuestas pudieran tener sobre la línea derecubrimientos en cuestión (p.ej. disminución de la capacidad de producción, necesidad deagua desionizada), sobre otras líneas de la empresa o sobre el sistema general de tratamientode aguas residuales.

Al examinar los potenciales de minimización es importante tener en cuenta, que laaplicación de esas medidas no desplace el problema medioambiental de un medio a otro(p.ej. del agua al aire de aspiración).

7.2.2.3 Diagrama de módulo de operación analizado (situación propuesta)

Al igual que para la situación actual del módulo de operación debe elaborarse también undiagrama del módulo de operación para la situación propuesta, en el que figuren las medidasde minimización seleccionadas, así como las modificaciones de composición,concentración, caudales y cargas contaminantes.

Se recomienda presentar el diagrama del módulo de operación de la situación propuestajunto al de la situación actual para poder valorar comparativamente las mejoras.

7.2.2.4 Determinación de los potenciales de minimización

Sobre la base de los datos recogidos en las hojas de datos de proceso pueden estimarse lospotenciales de minimización y derivados de la implantación de las medidas propuestas. Paraello deberán tenerse en cuenta los siguientes efectos de reducción:

- Reducción de las pérdidas de electrolito o baño.

- Reducción del consumo de agua.

- Disminución de la carga contaminante que genera lodos en el tratamiento (metales,sulfatos, ...).

- Reducción del consumo de productos químicos para la detoxificación (bisulfito,hipoclorito, ...).

- Disminución de la necesidad de sosa y de floculante.

Las medidas de minimización hacen necesario consumir, en algunas ocasiones, productos yenergías adicionales, entre las cuales destaca:

- Consumo de energía para equipos auxiliares de minimización (filtración, aire a presiónde duchas, evaporadores atmosféricos, ...).


132

- Consumo de productos auxiliares para el mantenimiento y la limpieza de baños yelectrolitos (filtros, carbón activo).

- Consumo de productos químicos adicionales para los equipos de minimización (p.ej.ácidos y álcalis para la regeneración de equipos de intercambio iónico).

- Mayor necesidad de agua desionizada o desmineralizada.

En caso de que haya varias alternativas para la minimización pueden establecerseprioridades medioambientales en base a los potenciales de minimización alcanzables y,sobre todo, a la sencillez de la medida. Es importante señalar, que de la situación propuestaderivada de la aplicación de las medidas de minimización pueden generarse nuevos tipos deresiduos, aguas residuales y emisiones respecto a la situación actual.

7.2.2.5 Valoración económica

Las repercusiones económicas de las medidas de minimización tienen una importanciacapital para las empresas del sector de recubrimientos electrolíticos. En base a lospotenciales de minimización estimados y una vez averiguados los precios de los diferentesconceptos a reducir (electrolitos, agua, ...) debe efectuarse una comparación económica entrela situación actual y propuesta que incluya:

- Inversiones (incluidos el montaje, la colocación de tuberías, así como instrumentos decontrol, ...)

- Coste de financiación de la inversión.

- Costes de mantenimiento de los equipos de minimización.

- Costes por consumo de materias primas y auxiliares, agua y energía.

- Reducción del coste de tratamiento de las aguas residuales.

- Reducción del coste de gestión de residuos (incluido el transporte).

- Ingresos por venta de productos recuperables.

- Canon de vertido de aguas residuales.

- Costes de personal.

En el Anexo IV del presente documento se presenta un método sencillo para evaluar larentabilidad de las medidas de minimización de residuos y emisiones, basado en el cálculoestático de la amortización.


133

7.2.2.6 Toma preliminar de decisiones

Aún y cuando una medida de minimización sea técnicamente viable y económicamenterentable no siempre se implanta en la práctica, puesto que existen factores adicionales queinciden sobre una toma de decisión que implique una optimización ambiental con o sininversión.

Entre estos factores destaca la presión y el control sobre el cumplimiento de la normativamedioambiental, el grado de desarrollo de una práctica o tecnología y por consiguiente elriesgo técnico, la confianza de la empresa en el éxito de las medidas, la falta de personaltécnico adecuado en el taller, ...

Por ello, se recomienda establecer una priorización de medidas de minimización, no sólorealizada en base a las mejoras ambientales y los beneficios económicos, sino incluyendotambién las peculiaridades de la empresa como criterio decisivo para la toma de decisionespreliminar.

7.3 AYUDA OPERATIVA “HOJAS DE DATOS DE PROCESO”

Como ya se ha mencionado en varias ocasiones anteriormente se ha desarrollado una ayudaoperativa que permite recoger y documentar los datos relevantes de un módulo de operación,así como elaborar propuestas iniciales de minimización. Esta ayuda estandarizada no es sinembargo suficiente para concebir un concepto de minimización que contemple todas lasparticularidades de la empresa. Los datos de proceso están divididos en 8 bloques temáticos:

1. Etapas del módulo de operación a estudiar (situación actual)2. Composición del baño o electrolito3. Tiempo de escurrido sobre el baño4. Arrastre del baño o electrolito a los lavados5. Devolución de electrolito arrastrado al baño (situación actual)6. Evaporación del baño7. Criterio de calidad de lavado8. Volumen de agua de lavado frente a la evaporación. Cálculo comparativo en base a

lavados en cascada

Para concretar la aplicación práctica se recomienda consultar las tablas en el marco de loscasos prácticos de empresas del capítulo 8.

7.3.1 Modo de utilización de Hojas de datos de proceso

7.3.1.1 Etapas del módulo de operación a estudiar (situación actual)

En este bloque se nombran las etapas de proceso que integran el módulo de operación. Elnúmero de etapa de proceso se obtiene del diagrama de la línea de proceso (situaciónactual). Para las etapas de lavado se recomienda calcular, en base a las indicacionesaportadas en el cap. 7.2.1, los criterios de calidad de lavado específicos. Por lo general


134

puede establecerse el criterio de lavado a partir de la cantidad de agua de lavado y delarrastre.

7.3.1.2 Composición del baño o electrolito

En este bloque se anotan la composición del baño, las concentraciones de sus diferentescomponentes, así como su función en el proceso de recubrimientos electrolíticos. Estosdatos sólo se conocen por lo general de manera parcial. En caso necesario se debe intentarobtener los datos del fabricante o suministrador del baño de proceso. Es absolutamentenecesario indicar la concentración de los iones metálicos y del resto de los componentesimportantes para el agua residual.

En este bloque debe averiguarse también, si la reducción de la concentración en el baño(minimización de las cantidades de sustancias arrastrada) no repercute negativamente en lacalidad del recubrimiento y si es posible devolver el electrolito por lo que respecta a sucomposición. Estas informaciones pueden obtenerse del suministrador del baño. En estecontexto debe investigarse también, qué medidas de regeneración y/o limpieza del bañoserían necesarias en caso de que se devolviera en gran medida el electrolito, para eliminarasí acumulaciones de sustancias contaminantes procedentes de otros módulos de operacióno de la degradación de aditivos del baño.

7.3.1.3 Tiempo de escurrido sobre el baño

En primer lugar hay que identificar aquella operación de la línea analizada que limita laproducción. Para ello se recopilan los tiempos de inmersión (u operación) (incluidos laextracción y el escurrido) de todos los baños de la línea. Cuando existen varias posiciones deuna misma operación, deberá dividirse el tiempo de inmersión entre el número de posicionesutilizadas. En caso de que la línea de recubrimientos esté funcionando a plena capacidad yde que no debe reducirse el mismo, será la operación de tiempo de inmersión más larga laque determine el límite máximo disponible para el escurrido sobre el baño.

Sustrayendo el tiempo de inmersión de la operación (sin escurrido) analizada, del tiempo deinmersión de la operación limitante (con escurrido) de producción se determina el máximode tiempo de escurrido disponible.

El tiempo de escurrido se ve limitado no sólo por la operación de la línea limitante de laproducción. Un tiempo de escurrido excesivo puede provocar un secado de la solución sobrelas piezas (p.ej. en baños trabajando en caliente), o una pasivación. Ambas circunstanciasvan en detrimento de la calidad.

El secado de solución y la pasivación son asimismo efectos que limitan el tiempo deescurrido disponible, por lo que éste deberá resultar de un compromiso que incluye lostiempos disponibles (producción) y la calidad (secado y pasivación).

En caso de que sea la propia operación la limitante de la capacidad de producción seráposible prolongar el tiempo de escurrido, si puede reducirse el tiempo de inmersión sinperjuicio de la calidad.


135

La manera más segura de determinar la minimización del arrastre una vez prolongado eltiempo de escurrido es la vía empírica (ver cap. 7.2.1 y Anexo II).

7.3.1.4 Arrastre del baño o electrolito a los lavados

En primer lugar se anotan los arrastres específicos en la situación actual y la propuesta. Conayuda de la producción (p.ej. m2 de superficie de pieza/h, bastidor/h, tambor/h) puedecalcularse el volumen arrastrado por hora (l/h).

De la concentración en el baño y del volumen arrastrado resulta la cantidad de cargacontaminante arrastrada (p.ej. g/h de metal de recubrimiento). En la medida en que puedareducirse la concentración sin perjuicio de la calidad del recubrimiento deberá anotarse esevalor para la situación propuesta.

7.3.1.5 Devolución de electrolito arrastrado al baño (situación actual)

En muchas empresas se compensan las pérdidas por evaporación del baño con el agua delavado procedente de la primera etapa de lavado. De esta forma se devuelven sustancias oelectrolito al baño. Otro método habitual de devolución es la inmersión previa y posterior enun lavado estanco. La eficacia de devolución puede calcularse a partir de la carga arrastradadel baño y de la cantidad de carga devuelta. Esta última se calcula a partir del volumen deagua de lavado devuelto y de la concentración de la carga en este agua de lavado.

A menudo, la devolución total de los componentes del electrolito no constituye una opcióneconómicamente interesante para la minimización de residuos, sobre todo cuando la eficaciade devolución en la situación actual ya es bastante elevada. Conviene examinar en cada casoconcreto si la situación actual es óptima y si las alternativas de minimización aún soneconómicamente viables.

7.3.1.6 Evaporación del baño

La cantidad de baño evaporado constituye una magnitud importante para la elaboración deun concepto de minimización.

En ocasiones (desengrases, ...) en la que es rentable concentrar las aguas de lavado para sudevolución al baño, podrá cerrarse completamente el ciclo de lavado del módulo deoperación correspondiente, aún y cuando deberá tenerse en cuenta la especial atención quedeberá prestarse al mantenimiento y regeneración del baño.

El volumen de evaporación puede incrementarse en relación a la situación actual medianteel aumento de la temperatura y/o de la potencia de aspiración. La conveniencia tantoecológica como económica (consumo energético) de estas medidas deberá examinarse encada caso concreto.

7.3.1.7 Criterio de calidad de lavado


136

El estudio de los casos prácticos de 4 empresas vascas en el capítulo 8 ha mostrado quemuchos de los criterios de calidad de lavado. Esto significa, que las concentraciones en laúltima etapa de lavado son excesivamente bajas. Los suministradores de los baños puedeninformar acerca de si esos elevados criterios de calidad de lavado son necesarios paraasegurarse la calidad de la siguiente operación o si por el contrario son tolerables contenidosmás elevados de carga contaminante en la última etapa de lavado. A menudo puedeincrementarse la concentración de la última fase de lavado sin peligro para la siguienteoperación, reduciéndose así el criterio de calidad de lavado necesario. El criterio de calidadde lavado propuesto es un parámetro importante a la hora de dimensionar y optimizar latécnica de lavado de un módulo de operación.

7.3.1.8 Volumen de agua de lavado frente a la evaporación. Cálculo comparativo enbase a lavados en cascada

La idea fundamental de este bloque es calcular el número de etapas de lavado en cascada yque el volumen de agua de lavado iguale la evaporación, partiendo de un criterio de calidadde lavado propuesto y un arrastre conocido.

El resultado de este cálculo comparativo muestra la posibilidad o inviabilidad de reducir elvolumen de agua de lavado al nivel de la evaporación mediante un lavado en cascadamúltiple, puede evaluarse la posibilidad de introducir un equipo concentrador de las aguasde lavado (evaporador atmosférico, ...) que posibilite una recuperación completa.

En numerosos casos en los que no tiene sentido una devolución completa de electrolitoarrastrado deberán examinarse las posibilidades de practicar una devolución parcialmediante inmersión previa y posterior en un lavado estanco o por reposición de pérdidas delas evaporaciones desde una cuba de recuperación.

7.3.2 Presentación de la Hoja de datos de proceso

A continuación se presenta una hoja de datos de proceso como modelo, que procede delmódulo de cincado en bastidor de la empresa C (cap. 8.4.6.1). En el capítulo 8 se hanrellenado numerosas Hojas de datos de proceso en base a módulos de operaciones de lasempresas estudiadas por IHOBE, S.A.que pueden servir como ejemplo.


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Datos de Proceso. Hoja 1Empresa X

Línea de recubrimientos electrolíticos:Cincado

Módulo de operación:Cincado en tambor

1.- Etapas del módulo de la operación a estudiar (situación actual)

Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones25-30 Baños de cinc24 Lavado-recuperación23 Lavado R23 = 93

2.- Composición del baño o electrolito

Compuesto Concentración ObservacionesCloruro de cinc 35 g/l de cincCloruro potásico 140 g/l de cloruro (total)Ácido bórico 25 g/l Tamponante (control de pH)

3.- Tiempo de escurrido sobre baño

Concepto Valores Observaciones¿Cuál es, de toda la línea la operación limitante para laproducción?

Cincado

Duración de la operación limitante para la producción (incluido elescurrido)

3.605 s Valor medio

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 3.600Tiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 5 s Extracción excluidaTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

10 s Dada la desproporción entre el tiempo de tratamientoy el de escurrido, un ligero incremento de éste, seríainapreciable en el rendimiento

Tiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin perjuicio de la calidad (pasivación, secado)

25 s

Tiempo de escurrido tras la operación estudiada (situaciónpropuesta)

10 s

Minimización del arrastre del baño de proceso aprox. 20% Estimado

4.- Arrastre de baño o electrolito a los lavados

Parámetro Valores ObservacionesSituación actual Situación

propuestaArrastre específico 0,9 l/bastidor 0,72 l/bastidor Valor real establecido experimentalmenteProducción 6 bastidores/h ídem Media anualArrastre horario 5,4 l/h 4,32 l/h Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 35 g/l Zn ídem Valor realArrastre de carga contaminante 189 g/h de Zn 151,2 g/h de cinc Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


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Datos de Proceso. Hoja 2Empresa X


Módulo de operación:Cincado en bastidor

5.- Devolución de electrolito arrastrado al baño (situación actual)

Parámetro ValoresSituación actual

Observaciones

Volumen de agua de lavado de devolución 0,1 l/h No se restituyeConcentración en el agua de lavado devuelta --Cantidad de carga devuelta 0 g/hEficacia de devolución 0%

6.- Evaporación del baño


propuestaTemperatura del baño de proceso 30ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 0,3 m/s ídem No se aspiraRatio de evaporación específica 0,4 l/h.m2 ídem Valor empíricoSuperficie del baño 10,5 m2 ídemEvaporación horaria 4,2 l/h ídem Valor empírico

7.- Criterio de calidad de lavado

Parámetros Valores ObservacionesSituación actual Situación deseada

Concentración en el baño de proceso 35 g/l de Zn ídemConcentración en la última etapa de lavado(metal)

0,086 mg/l 35 mg/l Valor real y valor estimado como aceptablepara este tipo de procesos

Criterio de calidad de lavado 400 1.000 Valor actual calculado a partir del arrastre y elcaudal de lavado; valor deseado a partir de lasconcentraciones en baño de proceso y enúltima cuba de lavado

8.- Volumen de agua de lavado frente a la evaporación. Cálculo comparativo en basea lavados en cascada

Parámetro Valor ObservacionesVolumen de agua de lavado. Situación actual 500 l/h Aportación de agua a las cubas 11 y 12Volumen de agua de lavado en función del criterio decalidad de lavado y el arrastre propuestos, calculados paralavados en cascadaLavado de 1 etapaLavado de 2 etapasLavado de 3 etapasLavado de 4 etapasLavado de 5 etapas

CLpropuesto = 1.000Vpropuesto = 4,2 l/h

4.200130381912

Evaporación < volumen de agua de lavado, inclusocon 5 etapas de lavado. Para devolución total serequiere un equipo concentrador.

Aplicación de la metodología a cuatro empresas de la C.A.P.V. analizadas por IHOBE, S.A.

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8. APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA A CUATRO EMPRESAS DE LACOMUNIDAD AUTÓNOMA DEL PAÍS VASCO ANALIZADAS POR IHOBE,S.A.

8.1 SELECCIÓN DE LAS EMPRESAS Y OPERACIONES ANALIZADAS

Las operaciones y los módulos de operación de las empresas seleccionadas se han estudiadoa fondo tomando como base la metodología descrita en el capítulo 7 y servirán de ejemplopara la aplicación de ésta a los talleres concretos. Excepcionalmente ha sido necesarioadaptar sobre la marcha la metodología señalada para responder a la demanda real de laempresa. Asimismo cabe destacar que se ha elaborado un concepto de tratamiento para lasaguas residuales de las líneas estudiadas de las empresas (B y C) por ser las másrepresentativas en la C.A.P.V.

La selección de empresas se ha realizado con unos criterios muy definidos, partiendo de laestructura del sector de recubrimientos electrolíticos de la C.A.P.V. Así, se observa en latabla 8.1.1 que predominan las instalaciones automáticas, estando nivelado el empleo detambores y bastidores como medio de transporte de líneas. Tal y como se había señalado enla Introducción, predominan las líneas de cincado, aunque existen así mismo numerosaslíneas con operaciones de niquelado y en menor grado de cromado y cobreado.

Concepto Tipología Porcentaje (%)Producción piezas • Propia

• A terceros4852

Subtotal 100Automatización • Manual

• Automática3862

Subtotal 100Transporte pieza • Tambor

• Bastidor4555

Subtotal 100Operaciones Línea • Cincado

• Niquelado• Níquel-cromo• Cu-Ni-Cr y similares• Otros

4314111120

Subtotal 100Tabla 8.1.1: Grado de implantación de diferentes tipologías de líneas en función del grado de

automatización, el transporte de piezas y el tipo de operación en la C.A.P.V.

Las empresas seleccionadas incluyen, en base a la estructura del sector, líneas de tambor ybastidor, automáticas y manuales, de producción propia o a terceros.

Asimismo, se analizan las principales operaciones en función de su representatividad. Elmódulo de cincado se estudia en 2 empresas, el del niquelado en 3, el de cromado en 2 y elde cobreado en una única. Adicionalmente, tal y como se observa en la tabla 8.1.2 se hananalizado algunas mejoras en desengrases en tres casos y en pasivados crómicos (dos casos).


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Empresa Producción Proceso Materiabase

Transporte Automatización Módulos deoperacionesavanzadas

Empresa A Propia Niquelado Acero Tambor Automática NiqueladoDesengrasePasivado

Empresa B Propia Cu-Ni-Cr Zamak Bastidor Automática NiqueladoCromado

Empresa C A terceros Cincado Acero,Zamak

Tambor Automática CincadoDesengrasePasivado crómico

Acero Bastidor Automática CincadoDesengrase

Empresa D A terceros Cu-Ni-Cr Zamak,Latón,Acero

Bastidor Manual CobreadoNiqueladoCromado

Tabla 8.1.2: Selección de empresas a analizar por IHOBE, S.A. en base a la idiosincrasia y estructuradel sector de recubrimientos electrolíticos en la Comunidad Autónoma del País Vasco

8.2 EMPRESA A

8.2.1 Observaciones de carácter general

La empresa A pertenece al sector de artículos metálicos. Posee diversas líneas derecubrimientos electrolíticos para las piezas de su propia fabricación. La variabilidad depiezas es muy grande, pero al tener una superficie y geometría similar se pueden considerarque son homogéneas en cuanto al arrastre unitario.

Tecnología

La línea de recubrimientos que se estudia es el niquelado sobre piezas de acero, eninstalación automática de tambor.

Tratamiento del agua residual

El agua residual de los lavados de las distintas fases de las líneas se tratan en una plantafísico-química en continuo, por precipitación por incremento de pH, filtración en filtro-prensa y corrección de pH previo al vertido de los efluentes depurados. El vertido es acolector de aguas residuales.

Tamaño de la empresa

La plantilla es de algo más de 30 trabajadores, de los que 3 están dedicados a las líneasgalvánicas.

Ubicación y espacio

La empresa está situada en zona industrial en las afueras del casco urbano. Tanto la líneagalvánica como los equipos de depuración de sus efluentes se hallan físicamente cercanos.


141

Procesos galvánicos analizados

En la empresa A se han estudiado a detalle los módulos de la operación de niquelado, deldesengrase y, en menor grado, del pasivado.

8.2.2 Exposición del estado real

La línea de niquelado está compuesta por los siguientes sistemas parciales:

• Desengrase químico• Desengrase electrolítico• Decapado• Niquelado• Pasivado

El desengrase químico (pos. 3) se realiza en un medio alcalino y a una temperatura de 65ºC,con productos emulgentes; posteriormente se realiza un desengrase electrolítico (pos. 4) queva seguido de dos etapas de lavado, una de agua de red y otra de agua desionizada encircuito cerrado.

El decapado (pos. 6) se realiza en un medio ácido, con ácido clorhídrico, tras el que realizaun lavado con agua de red en la misma posición que el desengrase y un lavado más, tambiéncon agua de red.

Antes de pasar a la operación de niquelado se realiza un lavado con agua desionizada.

El niquelado (pos. 13) trabaja a la temperatura de 60ºC. Después del niquelado hay una cubaestanca de recuperación, que se utiliza únicamente para restituir la pérdida de volumen quese produce en los baños a causa de la evaporación. Esta operación se realiza una vez porsemana. Posteriormente hay un lavado con agua de red, en una etapa, seguido de otro lavadocon agua desionizada, en circuito cerrado.

El pasivado (pos. 10) es exento de crómico y posee un lavado con agua desionizada. Estelavado se ve incrementado con otro lavado con agua desionizada en la misma posición queel que se ha descrito tras el decapado. No es necesario, desde el punto de vista de lavado,pero se utiliza para transferir los tambores al carro que funciona en las primeras posiciones.

En el esquema siguiente se muestra un esquema completo de la línea. En él se incluyen losequipos auxiliares y los datos más relevantes secuencia de operación de consumo de agua yde renovación y mantenimiento de baños para un buen conocimiento de la misma.

La línea es de funcionamiento automático y las piezas están dentro de tambores. El trasladode los mismos se realiza por medio de dos carros. La cadencia del proceso es de 6,5tambores por hora. La línea trabaja una media de 12 horas diarias durante 220 días al año.


142

Producción 6,5 tambores/hArrastre específico 1,4 l/tamborArrastre horario 9,1 l/hTiempo de trabajo 12 h/día

Tabla 8.2.1: Datos de producción y arrastre del proceso

CARGA-DESCARGA 1

DESENGRASE QUÍMICO (6s) 3

LAVADO DESIONIZADA 2

LAVADO 5

DECAPADO (6s) 6

LAVADO DE RED 7



PASIVADO (1s) 10


LAVADO 12

NIQUELADO 13

LAVADO ESTANCO (4s) 14

DESENGRASE ELECTR. (6s) 4

Aguas residuales

Intercambiadoriónico central

6,5 l/h

Aguadesionizada Agua de

red

6,5 l/h

6,5 l/h

400 l/h

1.000 l/h

1.000 l/h

1.000 l/h

400 l/h

400 l/h

1.000 l/h

IHOBE, S.A.Secuencia deoperación(piezas)

3 l/h

6,5 l/h

3 l/h

CA

s: SemanaCA: Carbón activo

Figura 8.2.1: Esquema de funcionamiento y generación de aguas residuales de la línea de niquelado de laempresa A

8.2.3 Medidas de minimización ya adoptadas

En la empresa A ya se ha adoptado alguna medida de minimización, que se detallaseguidamente.


143

Introducción de cuba de recuperación

En sus inicios la línea de niquelado de la Empresa A ha trabajado sin cuba de recuperación,con lo que se perdía por el lavado todo el electrolito que salía arrastrado por los tambores.Se introdujo la cuba de recuperación y, aunque sólo se utiliza para reponer la pérdida denivel que se produce en el baño de niquelado a causa de la evaporación, supuso unimportante ahorro de electrolito de níquel.

8.2.4 Propuestas de minimización - Módulo de operación de niquelado

En este módulo de operación (posiciones 11, 12, 13 y 14) se pueden recomendar variasacciones que se van a estudiar individualmente.

8.2.4.1 Minimización de escurridos

Este medida, que también afectará a otras etapas de producción, se va a estudiar en primerlugar.

Los tiempos de escurrido no son exactamente iguales sobre todas las cubas, pero se puedeconsiderar, que al igual que en el de niquelado son de aproximadamente 10 segundos. Sepueden incrementar hasta 20 segundos sin que se produzca ningún problema de pasivado nisecado sobre las piezas. Con esta medida se puede reducir el arrastre de 1,3 l/tambor a 0,9l/tambor. La repercusión económica de esta medida se aplicará en el estudio junto a lapropuesta de inmersión previa, en la cuba de recuperación. Como gasto sólo se le puedeimputar el que corresponde a la modificación en el programa de movimientos de los carros,pero debido a que varias de las propuestas que se van a estudiar a continuación tambiénimplican modificaciones del programa, éste gasto se va a englobar dentro de ellas. No afectaa la producción, porque hay disponibilidad de carro en todos los casos. Esta medida permiteahorrar 6.864 litros de electrolito anualmente, que componen una reducción del 29% delarrastre actual y corresponde a eliminar 446 kg/año de níquel del lodo de tratamiento.

8.2.4.2 Inmersión previa en la cuba de recuperación.

Medida

La cuba de recuperación sólo se utiliza para reponer a los baños la pérdida de volumencausada por la evaporación. Con una pequeña modificación en el programa de movimientoses posible realizar una inmersión previa en esta cuba, justamente antes de que los tamboressean introducidos en las cubas de niquelado. Esta medida incrementa de forma importante larestitución del electrolito que sale de los baños por arrastre. Por el contrario, no tieneninguna repercusión en la producción, porque hay disponibilidad de carro La comparaciónentre la situación actual y la deseada se puede observar en la figura del apartadocorrespondiente a la optimización de los lavados, un poco más adelante.


144

Rentabilidad

La rentabilidad de la medida está asegurada por la pequeña inversión que implica, frente a lagran economía que supone la reducción en la pérdida de electrolito. Este aspecto se puedeapreciar en la tabla siguiente. En ella se ha tenido en cuenta la variación en el arrastre quesupone la optimización de los escurridos.

Los conceptos que se han tenido en cuenta para la valoración económica han sido:

- la inversión correspondiente al cambio de programa. Tal y como se ha precisadoanteriormente, el cambio de programa es imprescindible en este caso para el incrementode los tiempos de escurrido y la inmersión previa del tambor en la cuba de recuperación.

- el ahorro de electrolito de níquel, segregando la minimización derivada de laoptimización del electrolito y aquella derivada de la inmersión previa en la cuba derecuperación.

- el ahorro de coste de depuración (consumo de sosa básicamente) derivado de laminimización.

- el ahorro de la gestión de lodos y de su transporte, derivado de una menor generación delos residuos.

InversionesDenominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)

Cambio de programa 100.000 pts 1 100.000Suma 100.000

Costes adicionales (anuales)Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)

Coste de financiación 50.000 pts 1 50.000Suma 50.000

Reducción de costes corrientes (anuales)Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anual

Electrolito de níquel (optimización de escurrido)Electrolito de níquel (inmersión previa)Sosa para tratamiento NaOH (50%)Gestión de lodos

145 pts/l145 pts/l30 pts/l20 pts/kg de lodo

6.864 l2.349 l1.260 l3.600 kg de lodo

995.280340.605

37.80072.000

Suma 1.445.685Ahorros de costes (anuales) 1.440.685Período de amortización 0,07 a

Tabla 8.2.2: Análisis económico de la minimización de arrastres en la operación de niquelado

Valoración

La duplicación del tiempo de escurrido de 10 a 20 segundos y la inmersión previa alniquelado en la cuba de recuperación permite reducir un 29% y un 10% de arrastre deelectrolito de níquel respectivamente que equivale a un total de más de 9.200 litros anuales.

La valoración económica conjunta arroja un ahorro de coste anual de más de 1,4 millones depesetas anualmente con un periodo de amortización inferior al mes. A modo de estimaciónse pueden desglosar las reducciones de costes corrientes derivados de cada medida si


145

desglosamos en partes iguales la inversión. En este caso, el incremento de los tiempos deescurrido supone una reducción de coste anual de 1,1 millones con un periodo deamortización de dos semanas mientras que a la inmersión previa en la cuba de recuperacióncorresponde un periodo de amortización de mes y medio y un ahorro anual de 0,3 millonesde pesetas.

8.2.4.3 Reducción del criterio de calidad de lavado y modificación de la técnica delavados

Medida

El sistema actual de lavados consiste en un lavado estanco (cuba de recuperación), unlavado en circuito abierto con agua de red, en una sola etapa, a un caudal de 400 l/h, y unlavado en circuito cerrado con agua desionizada en una sola etapa, a un caudal de 1.000 l/h.El criterio de lavado que resulta de esta situación es del orden de 10.000 demasiado elevadopara la calidad requerida en este proceso. La propuesta es para trabajar con un criterio delavado de 1.000, adecuado para este sistema, y suprimir el lavado con agua desionizada. Ensu lugar se utilizarían las posiciones 11 y 12 para realizar un lavado en cascada con agua dered. Teniendo en cuenta todo esto y la disminución de arrastre debida a la optimización delescurrido, el caudal necesario para este lavado en cascada será de 102 l/h. En la prácticasería aconsejable partir en el lavado en cascada de un criterio de calidad de lavado de10.000, que supondría 366 litros/h y, con ayuda de un rotámetro, proceder progresivamentea su adaptación al criterio 1.000, que implica un consumo de 102 l/h de agua para esta etapadel proceso.

En el siguiente esquema se presenta una comparación entre la situación actual y larecomendada. También se incluye la modificación correspondiente a la introducción de lainmersión previa que se ha contemplado en el apartado anterior.


146

LAVADO DESIONIZADO

6,4 mg/l Ni2+ 11

LAVADO

0,76 g/l Ni2+ 12


1000 l/h

SITUACIÓN ACTUAL

NIQUELADO

65 g/l Ni2+ 13

LAVADO ESTANCO

36,7 g/l Ni2+ 14

400 l/h

6,5 l/h

Agua red

6,5 l/h

Evapor.6,5 l/h

Aguaresidual400 l/h304 g/h

Arrastre9,1 l/h

6,4 g/h

LAVADO CASCADA

65 mg/l Ni2+ 11

LAVADO CASCADA

1,2 g/l Ni2+ 12

SITUACIÓN PROPUESTA

NIQUELADO

65 g/l Ni2+ 13

LAVADO ESTANCO

20,9 g/l Ni2+ 14

400 l/h

6,5 l/h

Agua red

12,9 l/h

Evapor.6,5 l/h

Arrastre6,4 l/h

IHOBE, S.A.

Secuencia deoperación(piezas)



Figura 8.2.2: Modificación de la técnica de lavado e incremento de la recuperación de electrolitoarrastrado por inmersión previa al niquelado en el lavado estanco de recuperación

Rentabilidad

La rentabilidad de la modificación del criterio de lavado se basa en la reducción en elconsumo de agua, junto con la reducción en el aporte de iones al sistema desionizador. En lasiguiente tabla se hace la valoración, pero no se incluye el ahorro correspondiente a lareducción de reactivos para la regeneración de las resinas puesto que no se ha podidoevaluar con precisión. Por otra parte se considera el gasto para la adecuación de las tuberíasa la nueva situación.


Modificación de tuberías 25.000 1 25.000Suma 25.000


Coste de financiación 1.250 pts 1 1.250Suma 1.250


Agua de red 130 pts/m3 787 m3 102.310Suma 102.310

Ahorros de costes (anuales) 101.060Período de amortización 0,25 aTabla 8.2.3: Valoración económica de la modificación de la técnica de lavado y la reducción del criterio

de calidad de lavado en el módulo de operación del niquelado

Valoración


147

La modificación de la técnica de lavado y la reducción del criterio de lavado se evalúanconjuntamente. Esta medida implica una reducción del consumo de agua de red de 400 l/h a102 l/h.

Cabe destacar, que la valoración económica de ambas medidas en conjunto son muypositivas, ahorrándose más de 0,1 millones de pesetas anuales que se amortizan en menos detres meses.

Por otro lado, si se mantuviera el criterio de lavado de 10.000 con la nueva técnica delavado, la reducción de costes corrientes se centraría exclusivamente en la eliminación delos costes no determinados de regeneración de 17 kg/año de níquel captados por las resinas.

8.2.4.4 Devolución total del electrolito de níquel con evaporador atmosférico

Medida

Para tomar esta medida hay que transformar las posiciones 11, 12 y 14 en un lavado encascada, al caudal adecuado para el criterio de 1.000, e intercalar un evaporador atmosféricoentre la posición 14 y la cuba de niquelado (posición 13), para reducir el caudal de lavadohasta equipararlo a la evaporación que se produce en la cuba de niquelado. Para manteneruna buena calidad del electrolito de níquel, este lavado se puede hacer con agua desionizada.

En el siguiente esquema se presenta una comparación entre la situación actual y la queresultaría de implantar esta medida.

LAVADO DESIONIZADO

6,4 mg/l Ni2+ 11

LAVADO

0,76 g/l Ni2+ 12


1000 l/h

SITUACIÓN ACTUAL

NIQUELADO

65 g/l Ni2+ 13

LAVADO ESTANCO

36,7 g/l Ni2+ 14

400 l/h

6,5 l/h

Agua red

6,5 l/h

Evapor.6,5 l/h


Arrastre9,1 l/h

6,4 g/h

LAVADO CASCADA

65 mg/l Ni2+ 11

LAVADO CASCADA

1,2 g/l Ni2+ 12


NIQUELADO

65 g/l Ni2+ 13

LAVADO CASCADA

20,9 g/l Ni2+ 14

54,4 l/h

Agua desionizada

6,4 l/h

Evapor.6,5 l/h

Arrastre6,4 l/h

54,4 l/h

EVAPORADORATMOSFÉRICO

Evapor.47,9 l/h

6,5 l/h416 g/h Ni2+

IHOBE, S.A.



Figura 8.2.3: Recuperación completa de electrolito de níquel arrastrado por incorporación de unevaporador atmosférico

Rentabilidad


148

La rentabilidad de este cambio es dudosa por lo que hay que hacer las valoracionespertinentes y analizar los resultados. La inversión fuerte está en el propio evaporador, conuna capacidad de aproximadamente 50 l/h, que junto con sus elementos auxiliares(depósitos, bombas, conexión y filtro, etc.), asciende a 2,5 millones. Además están lasbombas dosificadoras para los trasvases entre las distintas etapas de lavado. Por lo que serefiere a los gastos anuales que aparecen con este cambio, el más importante es el de laenergía eléctrica (al no existir caldera de vapor ni calor residual en esta empresa) que hayque aportar al evaporador para que cumpla su función. Los ahorros se van a calcular conrespecto a la situación resultante de haber implantado todas las medidas que se han descritoanteriormente, fundamentalmente centrados en el electrolito recuperado y en los gastos dedepuración y gestión de residuos que supone cuando se vierte este electrolito en las aguas delavado.


Evaporador atmosférico y accesoriosBombas dosificadoras

2.500.000 pts75.000 pts

13

2.500.000225.000

Suma 2.725.000Costes adicionales (anuales)

Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónCostes de mantenimientoEnergía eléctrica para calentar electrolito a evaporar

136.250 pts.54.500 pts.10 pts/l

11126.456 l

136.25054.500

1.264.560Suma 1.455.310


Electrolito de níquelAgua de red (vertido)Sosa para tratamiento (NaOH 50%)Gestión del lodo

145 pts/l30 pts/m3

30 pts/l20 pts/kg de lodo

4.965 l130 m3

678 l1.932 kg lodo

719.8413.900

20.34038.640

Suma 782.721Ahorros de costes (anuales) -672.589Período de amortización No se amortiza

Tabla 8.2.4: Valoración económica de la devolución completa de electrolito de níquel arrastrado porinstalación de un evaporador atmosférico

Se puede observar que, a pesar de que la recuperación total del electrolito es algo muyinteresante a conseguir, el estudio económico resulta claramente negativo, no sólo porque nose amortiza la fuerte inversión, sino porque los gastos anuales de esta nueva forma detrabajar superan a los ahorros que se pueden conseguir.

Valoración

La devolución completa de electrolito de níquel arrastrado supondría eliminar la cargacontaminante de más de 320 kg/año de níquel de las aguas de lavado, cerrar el ciclo delavado y evitar prácticamente la generación de lodos en la planta de tratamiento de vertidos.

La valoración económica indica la no rentabilidad de la medida, al no existir un ahorro decostes. Esta situación viene dada por el alto coste adicional de la energía eléctrica necesaria.


149

Aún y todo, si en este caso se dispondría de caldera de vapor, energía cuyo gesto superaligeramente el 10% de la energía eléctrica, el periodo de amortización se situaríaaproximadamente en seis años.

Adicionalmente deberían tenerse en cuenta los riesgos técnicos específicos de un cierre deciclo completo de las aguas de lavado del niquelado en tambor, pudiendo darse unincremento de la concentración de níquel por una eficacia catódica baja y pudiendo aparecerdefectos de deposición debidos a una acumulación de productos de degradación orgánicos.

8.2.5 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de desengrase (ydecapado)

8.2.5.1 Optimización de la técnica de lavado y reducción de los criterios de calidad delavado

Medida

Se han agrupado los sistemas parciales de desengrases y decapado porque en esta líneacomparten el lavado. También se ha incluido la posición 8, donde se produce latransferencia de carro, tanto a la ida como a la vuelta, y donde se produce un lavadoadicional para las piezas ya decapadas (a la ida) o con el proceso terminado (a la vuelta).

El criterio de lavado con el que se trabaja actualmente, en el desengrase, es del orden de5.000, teniendo en cuenta que en la posición 2, se realiza un lavado con agua desionizada,previamente al decapado.

Se considera todo ello excesivo para un sistema de este tipo, por lo que la situación idealsería la de trabajar con un criterio de lavado de 500 y no utilizar agua desionizada en laposición 2 puesto que además de no ser necesario, contribuye a contaminar otros lavadoscon materia orgánica y a favorecer el crecimiento microbiológico sobre las resinasintercambiadoras. Combinando las tres cubas de lavado disponibles para el conjunto delsistema parcial (desengrases/decapado), se podría lavar en cascada, tanto después deldesengrase (posiciones 2 y 5, sucesivamente) como después del decapado (posiciones 7 y 5,sucesivamente). El agua entraría por la posición 5 y se repartiría hacia las posiciones 2 y 7.El caudal necesario para el criterio de lavado establecido, teniendo en cuenta la optimizaciónde los escurridos, que, al igual que en el caso del niquelado supone una reducción del 30%,sería de 185 l/h. En el caso del decapado, al tener el lavado adicional por la posición detransferencia, el criterio de lavado se eleva hasta algo más de 80.000.

En el siguiente esquema se presenta una comparación entre la situación de partida y la quese obtendría con la modificación. En el gráfico se han incluido concentraciones de productode desengrase y de ácido clorhídrico, a modo orientativo, ya que debido a su carácter básicoy ácido forman en realidad sales y otros compuestos, a partir de las etapas en las que se hanmezclado.


150

LAVADO DESIONIZADO

9 mg/l desengrase 2

DESENGRASE QUÍMICO

50 g/l desengrase 3

DESENGRASE ELECTROL.

50 g/l desengrase 4

LAVADO

1,1 g/l deseng.-2,7 g/l HCl 5

DECAPADO

130 g/l HCl 6

LAVADO

58 mg/l HCl 7

LAVADO DESIONIZADO

0,5 mg/l HCl 8

DESENGRASE QUÍMICO

50 g/l desengrase 3

DESENGRASE ELECTROL.

50 g/l desengrase 4

LAVADO CASCADA

0,1 g/l deseng.-0,1 g/l HCl 5

DECAPADO

130 g/l HCl 6

LAVADO CASCADA

8,3 g/l HCl 7

LAVADO DESIONIZADO

0,6 mg/l HCl 8

LAVADO CASCADA

3,2 g/l desengrase 2

400 l/h

400 l/h 400 l/h

400 l/h

800 l/h

Arrastre9,1 l/h Agua residual



182 l/h

1000 l/h

Agua red

Arrastre6,4 l/h


1000 l/h

Agua resid.

182 l/h

91 l/h

91 l/h

91 l/h

91 l/h

SITUACIÓN ACTUAL SITUACIÓN PROPUESTA

3 l/h3 l/h

3 l/h 3 l/h

IHOBE, S.A.



Agua red

Figura 8.2.4: Optimización de la técnica de lavado en el módulo de operación del pretratamiento(desengrase/decapado)

Rentabilidad

La rentabilidad de esta medida se basa en la reducción de consumo de agua de red, de 800l/h en el estado actual a 182 l/h en el estado ideal. Además se rebaja ampliamente el envíode iones al sistema de desionización o intercambio, en más de un 85% y el correspondiente


151

aceite, que perjudica el funcionamiento de los intercambiadores de iones; también se pasa deconsumir 2.000 l/h de agua desionizada a 1.000 l/h (considerando la posición detransferencia como perteneciente a este sistema parcial).

En la valoración que se presenta seguidamente se ha incluido la correspondiente a ladisminución de pérdida de reactivos por disminución del arrastre. El ahorro en reactivospara la regeneración de las resinas y en depuración de los efluentes de regeneración no se vaa tener en cuenta por ser pequeño (aunque es grande en valores relativos, es pequeño envalores absolutos).Inversiones

Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Cambio de programaNuevo trazado de tuberías (aproximado)

100.000 pts50.000

11

100.00050.000

Suma 150.000Costes adicionales (anuales)

Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiación 75.000 pts 1 7.500

Suma 7.500Reducción de costes corrientes (anuales)

Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualReactivos de desengraseReactivo de decapadoAgua de red (consumo y vertido)Tratamiento (orientativo)Gestión de lodos (orientativo)

14 pts/l baño7 pts/l baño130 pts/m3

40.00020 pts/kg

13.728 l6.864 l1.632 m3

3.000 kg

192.19248.048

212.16040.00060.000

Suma 552.400Ahorros de costes (anuales) 544.900Período de amortización 0,27 aTabla 8.2.5: Valoración económica de la optimización de la técnica de lavado en las etapas de desengrase

y decapado

8.2.6 Propuesta de minimización - Módulo de operación de pasivado

8.2.6.1 Optimización de la técnica de lavado

Medida

La situación de partida es que este sistema tiene dos lavados consecutivos, que no están encascada y que los dos son de agua desionizada: uno, el lavado propio del pasivado, y el otro,el que resulta de la posición de transferencia entre los dos carros. El criterio de lavado que sealcanza en esta situación es de algo más que 14.000. Se considera que ambas cosas sonexcesivas. La situación ideal podría ser de un primer lavado con agua de red y mantener elsegundo, el de la posición de transferencia. Además el criterio de lavado a aplicar podría serde 1.500. De esta forma, el caudal del lavado de red sería de 42 l/h.

Esta recomendación no implica ningún cambio en el movimiento de los carros. Sólo unamodificación el las tuberías de la posición 9, para que entre agua de red y la salida seadirigida a la depuradora.

Rentabilidad


152

La rentabilidad del paso a la nueva situación está en todo lo que implica la reducción deiones a tratar en el sistema de desionización (algo más del 85% de la situación de partida),frente a un pequeño consumo de agua de red. Como partidas a incluir en la valoracióneconómica se incluye:

- una inversión reducida para modificación de tubería.- un coste adicional de agua de red.- un ahorro de reactivo debido al menor arrastre de solución.

Sin embargo no es posible aún evaluar los ahorros derivados de la reducción de la cargacontaminante sobre la resina de intercambio iónico general.

Valoración

La medida de optimización de la técnica de lavado tiene implicaciones económicas positivasdifícilmente valorables a detalle. La aplicación práctica confirmará en qué medida losahorros previstos son correctos o infravalorados.

En la valoración que se presenta en la tabla siguiente se tiene en cuenta una reducción decoste de consumo de reactivo de pasivado a causa de la reducción en el arrastre de lostambores (se estima en unas 50.000 pts anuales). No se va a incluir la reducción de costes dereactivos de regeneración del sistema de resinas para desionización ni la reducción de gastoen depuración.Inversiones

Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Nuevo trazado de tuberías (aproximado) 25.000 pts. 1 25.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónAgua de red

1.250 pts130 pts/m3

1111 m3

1.25014.430


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualReactivos de pasivado (estimación) 50.000 1 50.000

Suma 50.000Ahorros de costes (anuales) 34.320Período de amortización 0,7 aTabla 8.2.6: Valoración económica aproximada de la optimización de la técnica de lavado del pasivado


153

Datos de Proceso. Hoja 1Empresa A

Línea de recubrimientos electrolíticos:Niquelado

Módulo de operación:Niquelado


Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones13 Baños de níquel14 Recuperación Lavado estanco12 Lavado en ciclo abierto R12 = 4711 Lavado en ciclo cerrado con agua desionizada R11 = 118


Compuesto Concentración ObservacionesNíquel 65 g/lSulfato 25 g/lCloruro 60 g/lÁcido bórico 35 g/l Tamponante (control de pH)



Carga Hay disponibilidad de carro


-

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 3.300 sTiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 10 s Extracción excluidaTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

-


25 s


20 s




propuestaArrastre específico 1,3 l/tambor 0,9 l/tambor Valor real establecido experimentalmenteProducción 6,5 tambores/h ídemArrastre horario 8,5 l/h 5,8 l/h Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 65 g/l de Ni ídem Valor realArrastre de carga contaminante 549,2 g/h de Ni 380,2 g/h de Ni Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


154

Datos de Proceso. Hoja 2Empresa A

Línea de recubrimientos electrolíticos:Niquelado




Observaciones

Volumen de agua de lavado de devolución 6,5 l/h Valor medio (es intermitente)Concentración en el agua de lavado devuelta 36,7 g/l Valor medioCantidad de carga devuelta 238,8 g/h Obtenido a partir del volumen y la concentración del agua de lavadoEficacia de devolución 43 % Obtenido a partir del volumen arrastrado y el devuelto



propuestaTemperatura del baño de proceso 60ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 1 m/s ídem Ligera aspiraciónRatio de evaporación específica 1,2 l/h.m2 ídem Valor empírico (empleo tablas)Superficie del baño 5,4 m2 ídemEvaporación horaria 6,5 l/h ídem Valor empírico



Concentración en el baño de proceso 65 g/l de Ni ídemConcentración en la última etapa de lavado(metal)

6,4 mg/l 65 mg/l chequear grado de aceptabilidad real del valorpropuesto

Criterio de calidad de lavado ≈ 10.000 1.000 Valor actual calculado a partir del arrastre y elcaudal de lavado; valor propuesto a partir delas concentraciones en baño de proceso y enúltima cuba de lavado


Parámetro Valor ObservacionesVolumen de agua de lavado. Situación actual 1.400 l/h Aportación de agua a las cubas 11 y 12

Volumen de agua de lavado en función del criterio decalidad de lavado y el arrastre propuestos, calculados paralavados en cascadaLavado de 1 etapaLavado de 2 etapasLavado de 3 etapasLavado de 4 etapasLavado de 5 etapas

Rpropuesto = 1.000Vpropuesto = 5,8 l/h

5.800180522717



155

8.3 EMPRESA B


La empresa B es una planta de fabricación de productos de cerrajería. Las instalaciones derecubrimientos electrolíticos procesa únicamente piezas de la propia empresa. La diversidadde piezas es elevada, variando su geometría desde superficies sencillas hasta otrasfuertemente perfiladas de entre 0,5-6 dm2/pieza. El material base es fundamentalmentezamak.

Tecnología

Las líneas de recubrimientos electrolíticos producen acabados de alta calidad tanto desde elaspecto anticorrosivo como decorativo. Ello exige un control riguroso de calidad de losprocesos previos a la línea (fundición, inyección, mecanizado, pulido, desengrase) y de lospretratamientos de la misma. Las instalaciones automatizadas trabajan con bastidores.

Tras el pretratamiento se procede a realizar un recubrimiento multicapa anticorrosivo decobre y níquel que constituyen las etapas previas al acabado final de cromo decorativo.


La empresa tiene 130 trabajadores de los cuales un número variable están directamenteempleados en la línea de recubrimientos electrolíticos.


La empresa está ubicada en una zona rural.

Procesos de recubrimientos electrolíticos analizados

Se analiza a continuación las mejoras a realizar en una de las líneas de la empresa B. Lasoperaciones estudiadas con más detalle son el niquelado brillante y el cromado decorativo.

8.3.2 Descripción del proceso. Situación actual de la línea estudiada

La línea de recubrimientos electrolíticos analizada de la empresa B, automática y debastidor, incluye las siguientes operaciones:

- desengrase- activado- cobreado- activado- niquelado semibrillante- activado- niquelado brillante- activado


156

- cromado

La totalidad de las piezas recorre la secuencia completa.

En primer lugar se procede al desengrase (pos. nº1) para retirar la mayor parte de los aceitesy grasas que no se han podido eliminar en un desengrasado mecánico previo.

La etapa de activado (pos. 4) prepara la superficie para el cobreado.

El cobreado cianurado (pos. 8) constituye la primera operación de deposición de unrevestimiento protectivo. La siguiente operación, el activado (pos. 12) permite disolver velosde cobre en la parte interna de las piezas complicadas y garantiza un recubrimiento óptimode níquel semibrillante (pos. 14) de función anticorrosiva.

Al niquelado brillante posterior (pos. 18), que cumple una función niveladora, le precede unactivado (pos. 17) que impide oxidaciones superficiales.

En la figura 8.3.1 se muestra esquemáticamente la estructura de la línea, los flujos yvolúmenes de aguas residuales, la vida media de los baños de proceso y las medidas actualesde mantenimiento para su prolongación. Cabe destacar que la filosofía de lavado aplicada aesta línea apuesta por una combinación de cuba estanca de lavado y lavado doble encontracorriente, aún y cuando no se realiza devolución alguna de electrolito a los baños, paraevitar posibles riesgos que impidan cumplir las exigencias de calidad del producto acabado.

El tiempo de escurrido actual sobre los baños es de 9 segundos, situándose el arrastre mediode los bastidores en 0,15 l/bastidor. Teniendo en cuenta que el rendimiento de la instalaciónes de 12 bastidores/h el arrastre horario asciende a 1,8 l/h, tal y como se observa en la Tabla8.3.1.

Producción 12 bastidores/hSuperficie específica 1 m2/bastidorArrastre medio carga 0,15 l/bastidorArrastre horario 1,8 l/bastidorTiempo de trabajo 15 h/día

Tabla 8.3.1: Principales datos de producción


157

850 l/h

2 l/h

6.000 l/hAguas residuales

F=Filtro en continuoES=Electrolisis selectivaCA=Carbón activoOA=Oxidación anódicaII=Intercambio iónico

d=días=semanaa=año

Agua de red

Secuencia deproceso (piezas)

650 l/h

Desengrase (1s) 1Lavado estanco (1s) 2Lavado 3

Activado (1d) 4

Lavado en cascada 6Lavado en cascada 7

Cobre (>6a) 8FLavado estanco (4s) 9Lavado en cascada 10Lavado en cascada 11

Activado (0,5s) 12Lavado 13

Níquel semibrillo (>10a) 14FESLavado 15Lavado 16

Activado (1d) 17Níquel brillo (>10a) 18FESLavado 19

Lavado en cascada 21Lavado en cascada 22

Activado (1,5s) 23Cromo decorativo (>5a) 24OALavado estanco (2s) 25Lavado estanco (2s) 26Lavado en cascada 27Lavado en cascada 28Lavado en cascada 29Lavado caliente en cascada 30Lavado caliente en cascada 31

Secador 32

650 l/h

850 l/h

850 l/h

850 l/h

850 l/h

650 l/h

650 l/h

II

650 l/h

Posición libre 5

Posición libre 20

600 l/h

CA

CA

8 l/h

5 l/h

3 l/h

3 l/h

aprox. ~

aprox. ~

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.1: Esquema de la línea de cobre-níquel-cromo de la empresa B y los flujos de aguas residuales

8.3.3 Medidas de minimización ya aplicadas

La empresa B ha realizado algunas medidas dirigidas a la minimización de residuos yemisiones. Estas medidas pueden desglosarse en aquellas dirigidas a optimizar la calidad delas piezas en el proceso de fabricación y conformado, en medidas dirigidas a alargar la vida


158

de los baños, en medidas para reducir los arrastres y en medidas dirigidas a minimizar elconsumo de agua.

• Medidas dirigidas a optimizar la calidad de las piezas a recubrir.

- Optimización del proceso de inyección de zamak en colaboración con los responsablesde esta operación. Los esfuerzos realizados para reducir la aparición de poros en elzamak, para conseguir una superficie altamente lisa que evite pulidos excesivos y parasustituir trazas de silicona empleados en el desmoldeo ha contribuido a reducirfuertemente los rechazos de piezas y a minimizar la contaminación de baños de la línea.

- Desengrase mecánico inmediato tras el pulido de piezas evitando el enfriamiento de lasgrasas y finos de pulido sobre las mismas. Esta medida ha posibilitado prescindir de lainstalación de desengrase halogenado al vapor.

• Medidas dirigidas a alargar la vida de los baños.

- Filtración continua de impurezas en los baños de níquel brillante-semibrillante y cobrecianurado.

- Electrólisis selectiva en los baños de níquel, eliminando trazas de cinc, cobre ycontaminantes orgánicos a bajas densidades de corriente. Esta operación se realizadiariamente para minimizar al máximo los riesgos de calidad.

- Tratamiento periódico de los baños de niquelado con agua oxigenada y carbón activo

- Reoxidación anódica del cromo III del cromo decorativo

- Limpieza de los precipitados en la cuba de cromo decorativo varias veces al año.

• Medidas dirigidas a reducir los arrastres

- Adquisición de bastidores nuevos que permitan una colocación óptima de las piezas decara al escurrido y que refuerzan la sujeción de piezas, minimizando caídas de éstas.Las piezas desprendidas contaminan el baño con el metal base e interfieren en ladeposición correcta (cromo). Esto es aún más grave cuando se trata de materiales nomagnéticos como el zamak y latón.

• Medidas dirigidas a reducir el consumo de agua

- Introducción de lavados contracorriente con sifón antiretorno tras la mayoría de lasoperaciones. Esta mejora de la técnica de lavado permitió hace varios años reducir elconsumo de agua en casi un 50%.

- Mantenimiento de dos posiciones libres en vista a futuras modificaciones de la línea.


159

8.3.4 Selección de las operaciones a analizar

8.3.4.1 Consideraciones de carácter medioambiental

En la actualidad la empresa se encuentra en la fase de construcción de la instalación de laplanta de tratamiento de aguas residuales. Aún teniendo en cuenta los elevados caudales delavado, los vertidos a cauce incumplían por lo general los límites establecidos para losparámetros cromo VI (límite CrVI ≤ 0,2 mg/l), cianuros (límite CN ≤ 0,5 mg/l), níquel(límite Ni ≤ 2 mg/l) y Cobre (límite Cu ≤ 0,2 mg/l).

Por otro lado cabe destacar que la instalación del sistema de tratamiento de aguas residualesexigía una reducción drástica y urgente del volumen de las aguas residuales generadas. Estamedida se prioriza en el tiempo sobre la reducción y/o devolución de cargas contaminantes,actuaciones que pueden afectar la calidad de los procesos de recubrimientos en sí, si no sehacen con elevado rigor.

Asimismo, cabe destacar que una reducción de caudales tendría como consecuencia unincumplimiento constante de al menos los parámetros cromo VI, cianuro, níquel, cobre ymateria orgánica (DQO), por lo que se incluyó esta circunstancia en la estrategia ambientalde la empresa.

8.3.4.2 Consideraciones de carácter económico o “Análisis preliminar de costesreducibles”

En este apartado se evalúan económicamente una serie de conceptos cuya minimizaciónincide positivamente en un menor impacto ambiental y cuyo consumo puede reducirse por logeneral.

Se incluyen como tales el volumen de agua consumida en la línea, los arrastres estimados delos principales electrolitos y baños específicos de frecuente renovación.

Concepto Cantidad Anual Precio Unitario Coste anual aprox.(Millones pts)

• Agua Consumo 19.800 m3 138 pts/m3 2,732• Electrolito níquel Arrastre 11.880 l 170 pts/l 2,020

Depuración 11.880 l 12 pts/l 0,142• Electrolito cromo Arrastre 5.940 l 295 pts/l 1,752

Depuración 5.940 l 118 pts/l 0,701• Electrolito cobre Arrastre 5.940 l 95 pts/l 0,564

Depuración 5.940 l 60 pts/l 0,356• Desengrases Renovación 145 m3 >2.000 pts/m3 0,290TOTAL 8,557

Tabla 8.3.2: Análisis preliminar de los principales costes reducibles por actuaciones de minimización

Las consideraciones del análisis preliminar de costes reducibles sugieren priorizar desde elaspecto económico los consumos de agua sobre los arrastres de electrolito de cromo yníquel, dejando a un segundo nivel posibles actuaciones en relación a los arrastres del bañode cobreado o de renovación de desengrases.


160

8.3.4.3 Consideraciones de calidad del proceso

En la empresa B no existen apenas problemas de calidad. En el marco de la mejora continuase han eliminado rechazos relacionados con la operación de desengrase. Ocasionalmente, enpiezas de geometría compleja, pueden aparecer defectos en el cromado decorativo.

8.3.4.4 Experiencias previas de factibilidad

Se considera que actuaciones sobre los consumos de agua pueden tener un potencial de éxitoelevado.

Asimismo y en cuanto a la reducción de arrastre de electrolito, es previsible que los baños decromo sean menos críticos que los baños de níquel. El alargamiento de la vida de los bañosde desengrase suele ser factible en muchas empresas, mientras que la devolución deelectrolitos de cobre es crítica (acumulación de carbonatos y de la concentración de cobre.

8.3.4.5 Evaluación

En base al análisis previo realizado, que se resumen en la tabla adjunta se evaluará, en elpresente estudio, la optimización de la técnica de lavado, el módulo de cromo y un módulode níquel.

Concepto Prioridadambiental

Prioridadeconómica

Prioridadtécnica

Factibilidadpotencial

Priorización

• Consumo de agua 30 ••• - ••• 1• Arrastre electrolito Ni ••• •• - • 3• Arrastre electrolito Cr ••• •• • •• 2• Arrastre electrolito Cu ••• • - - 5• Renovación desengrase • • - •• 4Leyenda:••• : alta, •• : media. • : baja. -: inexistente.

Tabla 8.3.5: Priorización de problemáticas ambientales a estudiar en el marco del presente estudio

8.3.5 Propuestas de minimización - Técnica de lavado general

8.3.5.1 Reducción de los criterios de calidad de lavado actuales

Medida

La calidad de lavado actual de la mayoría de las operaciones (salvo excepciones puntuales)son, con los caudales actuales, demasiado elevados. Tal y como se observa en la Tabla XX,en la actualidad se procede a un lavado demasiado riguroso, lo que automáticamente revierteen elevados consumos de agua. Así, mientras que el lavado del cobreado supera en 20 vecesla calidad máxima necesaria, en el níquel semibrillante se multiplica por 200, en el cromopor casi 1.000 y en el níquel brillante por 6.000.

Consecuentemente es fundamental reducir y adaptar el consumo de agua a unos caudalesque correspondan a unos criterios de calidad de lavado adecuados, teniendo siempre 30 El volumen de agua determina la factibilidad futura del sistema de tratamiento de aguas residuales..


161

presente, que los altos requerimientos geométricos muy complejos, hacen necesario jugarcon las debidas precauciones.

Dado que la rentabilidad de la reducción de la calidad de lavado actual va estrechamenteligado a la técnica de lavado, no es posible realizar la valoración económica por separado.

Estado Actual Estado PrevistoTipo de baño Posición Caudal l/h Criterio calidad

lavado actualCriterio calidadlavado (límite

superior)• Desengrase 2, 3 650 361 1.000• Activado Cobre 6, 7 650 130.400 2.000• Cobreado 9, 10, 11 850 222.990 10.000• Activado Níquel 13 850 472 2.000• Niquelado SB 15, 16 850 222.990 1.000• Niquelado B 19, 21, 22 850+650 61.549.380 10.000• Cromado 25, 26, 27, 28, 29 650 47.089.330 50.000TOTAL 6.000

Tabla 8.3.4: Comparación de los criterios de calidad de lavado actuales con los teóricamenterecomendable (límite superior).


Medida

La empresa B mantiene una directriz en relación a las posibles modificaciones de la técnicade lavado en la línea de recubrimientos electrolíticos:

- el caudal debe ser el mínimo posible para reducir la complejidad, la dimensión y elcoste del sistema de tratamiento de aguas residuales.

- las piezas de geometría altamente compleja no pueden presentar defecto algunoatribuible a la técnica de lavado.

- las fluctuaciones en el arrastre no deben alterar ni la calidad de lavado ni el volumen deaguas residuales a tratar.

- las modificaciones a realizar en la línea deben ser implantables en un períodovacacional de aproximadamente un mes.

- la técnica de lavado a implantar debe ser válida para todas las líneas de la empresa B.

Asimismo, cabe destacar que la línea de recubrimientos dispone en la actualidad de dosposiciones libres (nº 5 y nº 20), que en su día se instalaron en previsión de posiblesmodificaciones. Por otro lado cabe destacar que ya existe un sistema de intercambio iónicopara evitar las manchas de sales tras el cromado. Este equipo desionizador está diseñadopara más de 1.000 litros/hora de capacidad hidráulica y dispone de dos cartuchos catiónicosy dos aniónicos respectivamente en serie.


162

La estrategia actual de la empresa apostaba, en relación a la técnica de lavado, por tresetapas de lavado. La primera es un lavado estanco sin devolución al baño del electrolitoarrastrado, mientras la segunda y tercera etapa eran posiciones de lavado en cascada con unelevado caudal. En un futuro la empresa incluso pretendía cerrar el ciclo de aguaintroduciendo el vertido del enjuague doble en un sistema de intercambio iónico.

La nueva propuesta aboga conceptualmente por:

- Concentrar la práctica totalidad de la carga contaminante en un volumen muy reducidode agua. Esta medida facilita un tratamiento sencillo y económico de los vertidos ypermite minimizar riesgos. Asimismo reduce a valores muy bajos el arrastre de cargascontaminantes a etapas posteriores de lavado. El modo más sencillo de conseguirlo es,en este caso, un enjuague doble de bajo caudal, en el que el aporte de agua se realiza porduchas “air-lift”, lo que a efectos prácticos supone tres etapas de lavado.

- Asegurar una calidad de lavado óptima que permita trabajar sin rechazos. Eliminada enla etapa anterior la práctica totalidad de la carga contaminada, se apuesta por una etapade lavado en ciclo cerrado por intercambio iónico que permite caudales elevados (almenos un 25% del volumen de la cuba) y fluctuaciones en los arrastres, sin apenascostes de regeneración de resinas ni de consumo de agua.

BAÑO

30 g/l Cu 8

F

Arrastre 1,8 l/h

Evaporación 4 l/h

LAVADO ESTANCO

0-30 g/l Cu 9

LAVADO CASCADA

<60 mg/l Cu 10

LAVADO CASCADA

<0,1 mg/l Cu 11

1,8 l/h0,18 mg/h Cu

Agua residual850 l/h<53,9 g/h Cu

Secuenciaoperación(piezas)

SITUACIÓN ACTUAL

BAÑO

30 g/l Cu 8

F

Arrastre 1,8 l/h

LAVADO CON DUCHAEN CASCADA

0,5 g/l Cu 9


30 mg/l Cu 10

1,8 l/h0,54 mg/h Cu

Agua residual28,5 l/h<53,9 g/h Cu



Evaporación 4 l/h

LAVADODESMINERALIZADO

<3mg/l (0,3 mg/l) 11

850 l/h

28,5 l/h

Intercambiadorcentral

de iones

150 l/h45 mg/h Ni

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.2: Modificación de la técnica de lavado, tomando como ejemplo el módulo de cobre. En elestado actual el lavado estanco alcanza periódicamente la concentración del baño electrolítico. En la

situación futura se utiliza un criterio de calidad de lavado 1.000 para la doble cascada y un caudal máselevado que el teórico en el lavado desmineralizado (150 l/h frente a los 18 l/h teóricos) por cuestiones

hidráulicas

La técnica de lavado propuesta combina la captación de la carga contaminante en volúmenesmínimos, ideal desde el aspecto del tratamiento y de la recuperación y la calidad de lavadoóptima a coste despreciable, tal y como se puede observar en la figura 8.3.2.


163

Estado actual Estado previstoTipo Baño Caudal l/h Posición lavados Criterio

lavado totalCriterio

lavado abiertoCaudalabierto

• Desengrase 650 2, 3, 4 1.000 100 11• Activado cobre 650 6, 5, 4 2.000 200 15• Cobreado 850 9, 10, 11 10.000 1.000 28,5• Activado níquel 850 12, 11 2.000 200 61,5• Niquelado SB 850 15, 16 1.000 1.000 28,5• Niquelado B 850+650 19, 20, 21, 22 10.000 1.000 11,3• Cromado 650 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 50.000 50.000 10,1TOTAL 6.000 165,9Tabla 8.3.5: Caudales previstos en función de la modificación de la Técnica de lavado. Se considera queuna ducha tipo air-lift tiene una eficacia del 25% de una etapa de lavado. Las posiciones de lavado en

negrita corresponden a lavados desmineralizados en ciclo cerrado

Rentabilidad

La evaluación de la rentabilidad económica de la modificación de la técnica de lavadoincluye en este caso la reducción del criterio de calidad de lavado según lo expuestoanteriormente, dado que las condiciones marco de la empresa B lo determinen.

En base a ello se han recogido en la Tabla 8.3.6 los siguientes conceptos para la valoracióneconómica:

- Inversión en duchas “air-lift” en cada etapa de lavado. La inversión incluye, además delos filtros de rosca de prevención de obstrucciones de boquillas, la instalación y elmontaje. Para evitar problemas de salud laboral durante la pulverización de las duchas,se ha tenido que añadir una estructura de chapa a cada cuba.

- Inversión en un equipo de intercambio iónico específico para aguas cianuradas queincluye un cartucho catiónico fuerte, uno aniónico débil y uno aniónico fuerte de menordimensión.

- El mantenimiento de los diversos equipos entre los cuales cabe destacar las duchas“air-lift”, el sistema de intercambio iónico para aguas cianuradas y el sistema deintercambio iónico para otras aguas, ya amortizado, y con una necesidad demantenimiento superior.

- Los costes de regeneración de las resinas de intercambio iónico que incluyen productosquímicos (sosa, ácido clorhídrico) y agua.

- El ahorro de consumo de agua de red.

- El ahorro del canon de vertido


164


Duchas “Airl-lift”Intercambio iónico aguas cianuradas

200.000 pts3.000.000 pts

221

4.400.0003.000.000

Suma 7.400.000Costes adicionales (anuales)

Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónMantenimiento duchas (2%)Mantenimiento intercambio iónico (2%)Mantenimiento intercambio ya existen (4%)Agua desionizada y costes regeneración

370.0004.00060.000120.000200 pts/m3

1221179 m3

370.00088.00060.000

120.00015.800


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de redCanon de vertido

138 pts/m3

2 pts/m319,252 m3

19,252 m32.656.819

38.504Suma 2.695.353

Ahorros de costes (anuales) 2.041.553Período de amortización 3,6 a

Tabla 8.3.6: Valoración económica de la modificación de la técnica de lavado, incluyendo la reduccióndel criterio de calidad de lavado

Sin embargo no se han podido evaluar importantes reducciones de costes corrientesderivados de un dimensionamiento más reducido del sistema de depuración, de la gestiónoptimizada de las aguas residuales (los bajos volúmenes permiten un aprovechamientoóptimo de la acidez y de la alcalinidad) y las reducciones de costes de no calidad,difícilmente cuantificables.

Valoración

La modificación de la técnica de lavado y del criterio de calidad de lavado conlleva unareducción del consumo de agua en más de un 95% sin riesgo alguno para la calidad delproceso. Ello evitará en un futuro posibles paradas de producción por problemas desuministro de agua en la época estival.

Por otro lado, las medidas propuestas son de inmediata realización y son especialmenteinteresantes al no suponer interferencia alguna con los procesos de producción en sí.

La valoración económica demuestra que la inversión a realizar se amortizan en un períodocercano a los 3,5 años, arrojando unos ahorros de costes anuales de unos 2 millones depesetas. Asimismo, incorporadas estas modificaciones al proceso y confirmadas lasprevisiones de caudales, el diseño y el dimensionamiento del sistema de tratamiento deaguas residuales se confirman definitivamente.


165

2 l/h

F=Filtro en continuoES=Electrolisis selectivaCA=Carbón activoOC=Oxidación anódicaII=Intercambio iónico


Agua de red

Secuencia deoperación (piezas)

11 l/hDesengrase (1s) 1Lavado 2Lavado 3

Lavado desionizado 4Lavado 5

Activado (1s) 7

Cobre (>6a) 8FLavado 9Lavado 10Lavado desionizado 11

Lavado 12Activado (1s) 13


Activado 17Níquel brillo (>10a) 18FESLavado 19

Lavado en cascada 21Lavado desionizado 22

Activado (1s) 23Cromo decorativo (>5a) 24OALavado 25Lavado 26Lavado 27Lavado 28Lavado 29Lavado caliente en cascada 30Lavado caliente en cascada 31

Secador 32

15 l/h

28,5 l/h

61,5 l/h

28,5 l/h

11,3 l/h

10,1 l/h

10,1 l/h

Lavado 6

Lavado en cascada 20

CA

CA

150 l/h

150 l/h

150 l/h

150 l/h

1.659 l/h

Sistema tratamiento aguasresiduales (Separación

aguas cianuradas,crómicas y resto)

8 l/h

5 l/h

3 l/h

3 l/h

IntercambiadorIónico Central

(Cromo)

II

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.6: Aplicación de las medidas de optimización de la técnica de lavado al conjunto de la líneaanalizada de la empresa B


166

8.3.6 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de níquel brillante

8.3.6.1 Reducción del criterio de lavado

El criterio de calidad de lavado actualmente existente es de 61 millones. Sin embargo, essuficiente mantener un criterio de 10.000 para garantizar la calidad. En el apartado 8.3.5 seha analizado esta medida en profundidad.

8.3.6.2 Optimización del escurrido

No es posible incrementar el tiempo actual de escurrido con la productividad actual.


La introducción de duchas “air-lift” para reforzar el lavado superficial y la disponibilidad deuna posición libre para su conversión en lavado con agua desmineralizada constituye laprincipal modificación de la técnica de lavado. Debe destacarse asimismo, que la reposiciónde purga del sistema intercambiador iónico central con agua de red se realiza a través dellavado desmineralizado del niquelado, evitando de este modo pasivados potenciales de lasuperficie.

8.3.6.4 Devolución parcial de electrolito de níquel arrastrado

Medida

Existe la posibilidad de reponer las pérdidas de evaporación con las aguas de lavado delniquelado. Puesto que estos casi alcanzan un 20% de la concentración del electrolito deníquel, sí es de esperar una devolución nada despreciable. La evaporación del baño deníquel, tal y como se observa en la figura 8.3.7, es reducida al haberse sustituido la agitacióndel baño por aire por una agitación exclusivamente catódica.

La reposición de las pérdidas de evaporación se realizará por una bomba de nivel, adaptandola devolución a las fluctuaciones climatológicas o de producción. Por otro lado, larecuperación parcial de electrolito de níquel, que no superaría el 25% del arrastre, puedeintroducir productos de degradación no deseados al baño por lo que es recomendablerealizar con más frecuencia las limpiezas de carbón activo.


167

NIQUELADOBRILLANTE

65 g/l Ni 18

Arrastre 1,8 l/h

Evaporación 3 l/h

LAVADO

0,13 g/l Ni 19

LAVADO CASCADA

0,4 mg/l Ni 20

LAVADO CASCADA

>0 mg/l Ni 21

1,8 l/h

650 l/h


SITUACIÓN ACTUAL

NIQUELADOBRILLANTE

65 g/l Ni 18

Arrastre 1,8 l/h


6,5 mg/l Ni 19


6,5 mg/l Ni 20

1,8 l/h>1,5 mg/h Ni

Agua residual8,3 l/h86 g/h Ni



Evaporación 3 l/h

LAVADODESIONIZADO

<6,5 mg/l (0,8 mg/l) 22

850 l/h

11,3 l/h

Intercambiadorcentral

de iones

150 l/h120 mg/h Ni

Agua residual850 l/h

POSICIÓN LIBRE

22

3 l/h31 g/h Ni


6,5 mg/l Ni 21

11,3 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.7: Modificación de la técnica de lavado y devolución parcial de electrolito arrastrado al bañoen el módulo de níquel brillante

Rentabilidad

En la evaluación económica de la devolución parcial de electrolito (Tabla 8.3.6) se hanincluido:

- La inversión correspondiente a una bomba de nivel para reponer las pérdidas deevaporación con agua del lavado más concentrado de modo semicontinuo.

- El coste de mantenimiento de la bomba.

- El coste derivado del tratamiento preventivo adicional del baño de níquel con aguaoxigenada y carbón activo.

- Los ahorros de electrolito de níquel arrastrado.

- El ahorro de sosa empleado en el tratamiento de aguas residuales para la precipitaciónde níquel.


168

- El ahorro en la gestión de residuos incluido el transporte.

Valoración

La devolución parcial de electrolito de níquel arrastrado permitiría la recuperación de un26% de la carga contaminante correspondiente a 102 kg/año de níquel.

La valoración económica arroja un resultado favorable, al ahorrarse un coste de 210.000 pts.anualmente con un período de amortización de la pequeña inversión inicial de 0,5 años. Laaplicación inicial de esta medida debe ir acompañada por un seguimiento extraordinario dela calidad por célula Hull y otras metodologías.


Bomba de nivel 100.000 pts 1 100.000Suma 100.000


Coste de financiaciónMantenimiento de bombasRegeneración adicional

5.0002.00050.000

112

5.0002.000

100.000Suma 107.000


Electrolito de níquel brillanteSosa para tratamientos (sosa 50%)Gestión residuos (incl. transporte)

190 pts/l30 pts/l20 pts/kg

1.577 l/a215 l/a615 kg/a

299.6306.458

12.300Suma 318.388

Ahorros de costes (anuales) 211.388Período de amortización 0,5 a

Tabla 8.3.6: Evaluación económica de la recuperación parcial de electrolito de níquel brillantearrastrado


169

Datos de Proceso. Hoja 1Empresa B

Línea de recubrimientos electrolíticos:Cobre-Níquel-Cromo

Módulo de operación:Niquelado brillante


Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones18 Niquelado brillante19 Lavado Abierto20 Lavado cascada21 Lavado cascada


Compuesto Concentración ObservacionesNíquel 65 g/lÁcido Bórico 40 g/lConcentración reducible? NoElectrolito recuperable en función a su composiciónmaterial

Sí Necesidad de filtración de volumen de reposición

En caso afirmativo, qué medidas de regeneración sonnecesarias?

- Filtración- Tratamiento carbón activo- Electrólisis selectiva

Evaluación incremento tratamiento carbón activo



-- Cadencias sincronizada de carros


--

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 650Tiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 10 sTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

10 s Imposibilidad modificación cadencias del carro


15 s Las piezas críticas pueden pasivarse en menos de 15s


10 s

Minimización del arrastre del baño de proceso -- Imposibilidad reducción tiempos escurridos



propuestaArrastre específico 0,15 l/m2 ídem Valor real establecido experimentalmenteProducción 12 m2/h ídem Media anualArrastre horario 1,8 l/h ídem Establecido a partir del arrastre específico y de la

velocidad de pasoConcentración en el baño 65 g/l ídem Valor realArrastre de carga contaminante 117 g/l ídem Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


170



Módulo de operación:Níquel



Observaciones



propuestaTemperatura del baño de proceso 50ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 0,3 m/s ídemRatio de evaporación específica 21 m2/h ídemSuperficie del baño 1,5 m2 ídemEvaporación horaria 31 l/h ídem



Concentración en el baño de proceso 65 g/l de Ni2+ ídem Valor real extraído de la hoja 1, punto 2(compuestos del baño de proceso)

Concentración en la última etapa de lavado(metal)

1 mg/Ni2+ <65 mg/l Ni2+ Por criterios de carácter hidráulico(Intercambiador) puede llegar a 0,8 mg/l

Criterio de calidad de lavado >60.000.000 1.000 Por criterios de carácter hidráulico(intercambiador puede llegar a 83.000)


Parámetro Valor ObservacionesVolumen de agua de lavado. Situación actual 830-630 l/h Una cascada triple consumiría exclusivamente 710

l/h con la misma calidadVolumen de agua de lavado en función del criterio decalidad de lavado y el arrastre propuestos, calculados paralavados en cascadaLavado de 1 etapaLavado de 2 etapasLavado de 3 etapasLavado de 4 etapasLavado de 5 etapas


18.000 l/h180 l/h39 l/h18 l/h11 l/h

Evaporación < demanda de agua de lavado. Larecuperación completa de electrolito arrastrado no esposible sin un sistema de concentración


171

8.3.7 Propuesta de minimización - Módulo de la operación de cromado

8.3.7.1 Reducción de la concentración del electrolito

La actual concentración de ácido crómico es de 350 g/l. En el mercado funcionan con éxitocromados decorativos hasta por debajo de los 200 g/l de CrO3. Sin embargo la complejageometría de las piezas y la necesidad de una óptima penetración no permite la reducción dela concentración tras las consultas técnicas realizadas por la empresa.

8.3.7.2 Reducción del criterio de calidad de lavado

El criterio de calidad de lavado actual asciende a 47 millones, sin incluir el doble enjuaguedesionizado en caliente que tiene por objeto evitar manchas sobre las piezas. Se consideraexcesivo esta calidad y se propone reducir a 50.000 el citado criterio. El desarrollo de lavaloración se realiza en el apartado 8.3.5.

8.3.7.3 Optimización del escurrido

La cadencia de operaciones está perfectamente sincronizada, por lo que no existe una etapalimitante de producción y por lo tanto dificultades de incrementar el actual tiempo deescurrido de 10 segundos sin una importante pérdida de productividad. Una posibleutilización de tensoactivos orgánicos fluorados que permiten incrementar el escurrido debevalorarse en función de la posibilidad de devolución de electrolito arrastrado al baño y elriesgo de acumulación de productos de degradación de los tensoactivos.


La optimización de la técnica de lavado se ha valorado de modo global en el apartado 8.3.5por lo que no se considera necesario su presentación.

8.3.7.5 Devolución parcial de electrolito de cromo arrastrado

Existe la posibilidad de una devolución parcial de electrolito de cromo por:

- Reposición constante del agua evaporada con el semiconcentrado del lavado, quesupondría una reducción del 10% de la carga contaminante.

- Inmersión previa al cromado en la primera etapa de lavado, que supondría unadevolución adicional del 18% del electrolito arrastrado. Ello supondría sin embargo unamodificación severa de la etapa de activado del cromado.

Adicionalmente existe un riesgo de acumulación de metales pesados en el baño de cromosobre todo de velos de cobre depositados químicamente en las cavidades no recubiertas deciertas piezas, que la empresa B no está dispuesta a asumir.


172

8.3.7.6 Devolución completa del electrolito de cromo arrastrado

Medida

La devolución completa del electrolito de cromo debe realizarse en tres fases:

- Minimización del caudal de lavado. La reducción del criterio de calidad de lavado ysobre todo la sustitución propuesta de la técnica actual de lavado por una combinaciónde cascada quíntuple de lavado y duchas “air-lift” permite reducir el caudal 650 l/h a 10l/h sin perjuicio de la calidad.

- Medidas para incrementar la evaporación. La utilización del sistema de aspiración degases y aerosoles del cromo como evaporador atmosférico por el que se bombean, desdeun depósito pulmón, las aguas crómicas de lavado semiconcentradas es la medida mássencilla para concentrar las aguas de lavado.

El separador de aerosoles ya existente evitará las emisiones adicionales a la atmósfera.

Puesto que la eficacia del sistema de evaporación depende de la temperatura del aire yde su humedad relativa, pueden existir épocas del año con bajos rendimientos en los quesea necesario realizar un ligero calentamiento en el cubeto de retención (prolongacióndel sistema de vapor) de las aguas de lavados crómicos.

- Medidas para prolongar la vida del baño. La principal medida consiste en captar losmetales pesados contaminantes presente en cromo IV, cobre, cinc y aluminio, algunosde los cuales proceden del material base, por medio de un cartucho de intercambiocatiónico. Se considera importante que la concentración de ácido crómico no supere los100 g/l para evitar una reposición frecuente de las resinas. Asimismo debe instalarseprevio al cartucho mencionado un filtro cerámico que retenga partículas.

Por otro lado, el aporte de agua de lavado deberá ser de agua desionizada para evitarque se acumulen sustancias problemáticas en el baño (cloruros, ...) a la hora de sudevolución completa.

En la figura 8.3.8 se muestra gráficamente las medidas que permiten la recuperacióncompleta de electrolito arrastrado de cromo.


173



CROMADO

24

Arrastre 1,8 l/h

LAVADO ESTANCO

0-175 g/l CrO3 25

LAVADO CASCADA

<0,2 g/l CrO3 27

LAVADO CASCADA

<7 mg/l CrO3 28

Agua residual650 l/h

<157 g/h


SITUACIÓN ACTUAL

CROMADO

350 g/l CrO3 24

Arrastre 1,8 l/h


41 g/l CrO3 25


60 mg/l CrO3 28

1,8 l/h

10 l/h630 g/h CrO3


SITUACIÓN FUTURA

Evaporación 1 l/h

850 l/h

10 l/h

315 g/h


7 mg/l CrO3 29

350 g/l CrO3

LAVADO ESTANCO

0-87 g/l CrO3 26

157 g/h

LAVADO CASCADA

29<2 µg/l CrO3

Agua de red

1,8 l/h

4,7 g/l CrO3 26

0,5 g/l CrO3 27

10 l/h

10 l/h

10 l/h

Aguadesionizada

Sistemaaspiraciónaerosoles

9,1 l/h

Resinacatiónica

10 l/h630 g/h CrO3

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.8: Modificación de la técnica de lavado y devolución completa del electrolito de cromoarrastrado a través del sistema de aspiración de gases y aerosoles del cromo

Rentabilidad

La devolución completa al baño del electrolito arrastrado supone la realización de una seriede modificaciones que permiten evaporar 9 litros/hora de modo adicional y captar partículasy metales pesados potencialmente contaminantes del baño.

A continuación se detallan las partidas que se han incluido en la valoración económica delsistema y que aparecen desglosados en la Tabla 8.3.7:

- Inversión para la modificación del sistema de aspiración. La instalación de tubería, lasbombas por aire a presión, la filtración, el depósito pulmón y la ampliación del rellenodel separador de aerosoles se ha valorado conjuntamente en una primera estimación.

- Inversión en un intercambiador catiónico con un filtro previo de cerámica.


174

- Inversión en la conexión del sistema de calentamiento de vapor al cubeto de retenciónde aguas crómicas de lavado semiconcentrados, desde el que se vehicula una pequeñaparte del caudal de recirculación que pasa por el sistema de aspiración (< 500 l/h).

- Los costes de mantenimiento del sistema de aspiración, del intercambiador catiónico ydel sistema de calentamiento.

- Los costes de energía necesarios al menos en jornadas climatológicamentedesfavorables a la evaporación atmosférica.

- Los costes de la renovación de las resinas catiónicas por el ataque químico del ácidocrómico.

- Los ahorros derivados de la devolución del electrolito de cromo arrastrado.

- Los ahorros derivados de la reducción de la carga contaminante en las aguas de lavado.La prescisión del bisulfito sódico como reductor y la fuerte disminución del consumo deácido sulfúrico y sosa son consecuencias derivadas de ello.

- Los ahorros derivados de la minimización de lodos de depuración, tanto aquellosrelacionados con su transporte como de su gestión en vertedero.


Modificación del sistema de aspiración (inc.depósitos y bombas)Intercambiador catiónico de mantenimientoConexión sistema de vapor

3.000.0001.000.000500.000

111

3.000.0001.000.000

500.000Suma 4.500.000


Coste de financiaciónMantenimiento aspiraciónMantenimiento intercambiadorEnergíaRenovación resinas

225.00060.00030.0000,8 pts/l800 pts/l

11129.700 l/a40 l/a

225.00060.00030.00023.76032.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualElectrolito arrastradoBisulfito para reducción de cromo (NaHSo3)Ácido sulfúrico para acidez (H2SI4)Sosa para tratamiento (NaOH 50%)Gestión de residuos (inc. transporte)

295 pts/l29.000 pts/Tm19.000 pts/Tm26.000 pts/Tm20 pts/kg

5.940 l/a6,2 Tm/a2,9 Tm/a7,3 Tm/a12.474 kg/a

1.752.300179.800

55.100189.800249.480


Tabla 8.3.7: Evaluación económica de la recuperación completa de electrolito de cromo arrastrado


175

Valoración

La devolución completa de electrolito arrastrado permite ahorrar 2.079 kilogramos anualesde ácido crómico, simplifica notablemente el sistema de tratamiento de aguas y sus riesgos yminimiza en casi un 30% los lodos que se generarían en un futuro.

La valoración económica es positiva y se alcanza un período de amortización de lasinversiones de 2,1 años con un ahorro anual que supera los 2 millones de pesetas anuales.

En la valoración de costes adicionales no se han incluido los ahorros derivados de laoptimización de la técnica de lavado, al haber sido tratados con anterioridad.

Sin embargo, sí cabe destacar que la incorporación de esta propuesta no está exenta deriesgo, al ser a nivel de la C.A.P.V. la primera experiencia al respecto.


176



Módulo de operación:Cromado


Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones24 Cromado25 Lavado estanco Se repone cuando C1 = 50% C0

26 Lavado estanco Se repone cuando C2 = 25% C0

27 Lavado cascada28 Lavado cascada29 Lavado cascada30 Lavado caliente (cascada) desionizado Exclusivamente por evitar manchas31 Lavado caliente (cascada) desionizado Exclusivamente para evitar manchas


Compuesto Concentración ObservacionesNíquel 350 g/lSulfato No Piezas de geometría complejaCloruro Sí Evaluación empleo tensoactivo orgánicos fluorados necesariaÁcido bórico Oxidación anódica El intercambio catiónico retiene Cromo III, cobre, cinc y aluminio de

las aguas de lavado semiconcentradas. Las resinas se degradan en másde 100 g/l de CrO3



-- Cadencia de carros es limitante


--

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 670 sTiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 10 sTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

10 s


15 s


10 s

Minimización del arrastre del baño de proceso -- Imposibilidad reducción tiempos de escurrido



propuestaArrastre específico 0,15 l/m2 0,9 l/tambor Valor real establecido experimentalmenteProducción 12 m2/h ídem Media anualArrastre horario 1,8 l/h 5,8 l/h Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 65 g/l ídem Valor realArrastre de carga contaminante 630 g/l 380,2 g/h de Ni Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


177



Módulo de operación:Níquel



Observaciones



propuestaTemperatura del baño de proceso 30ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 1 m/s ídemRatio de evaporación específica 1 l/h.m2 ídem Establecido empíricamente (anexo I) o estimado

con la tabla XXSuperficie del baño 1 m2 ídem Superficie total de los baños de níquel (pos. 18 a

21)Evaporación horaria 1 l/h ídem Establecido a partir de la tasa de evaporación

específica y de la superficie del baño



Concentración en el baño de proceso 350 g/l de CrO3 ídemConcentración en la última etapa de lavado(metal)

< 2 mg/l 7 mg/l

Criterio de calidad de lavado >180.000.000 50.000


Parámetro Valor ObservacionesVolumen de agua de lavado. Situación actual 650 l/h Aportación de agua a las cubas 11 y 12Volumen de agua de lavado en función del criterio decalidad de lavado y el arrastre propuestos, calculados paralavados en cascadaLavado de 1 etapaLavado de 2 etapasLavado de 3 etapasLavado de 4 etapasLavado de 5 etapasLavado de 6 etapasLavado de 7 etapas


90.000 l/h402 l/h66 l/h18 l/h11 l/h8,3 l/h6,7 l/h

Evaporación < volumen de agua de lavado, inclusocon 7 etapas. para la devolución de electrolitos esnecesario un sistema de concentración. Duchas air-lift son consideradas en este caso como un 25% de unlavado


178

8.3.8 Concepto básico de tratamiento de aguas residuales para la línea analizada(supuesto)

8.3.8.1 Observaciones preliminares - Nuevo planteamiento

La empresa B desarrolló un concepto específico de tratamiento de aguas residuales para elconjunto de líneas existentes. Sin embargo, se considera más adecuado a efectos didácticospresentar a continuación una propuesta de tratamiento exclusivamente para la líneaanalizada. Aún y cuando este planteamiento no corresponde a la realidad de la empresa B, síes representativo para un gran número de empresas con procesos de recubrimientos de laC.A.P.V.

En este sentido, cabe destacar que, en la realidad, en caso de elaborar un concepto deoptimización para una única línea de recubrimientos electrolíticos, éste se simplificaríanotablemente frente a la propuesta presentada en los capítulos anteriores puesto que:

- se prescindiría de la instalación de un intercambiador iónico central. La viabilidadeconómica del intercambio iónico viene dada por compartir varias líneas el mismoequipo de elevada inversión.

-. se prescindiría de las duchas “Air-lift” por la complejidad técnica y de mantenimientoque conlleva y por ser efectivas exclusivamente para piezas de geometría favorable.

Siendo éste el planteamiento más realista, se considera necesario integrar ambasmodificaciones en la línea para calcular, a continuación, los volúmenes de aguas residualesgenerados.


179

2 l/h

F=Filtro en continuoES=Electrolisis selectivaCA=Carbón activoOC=Oxidación anódicaII=Intercambio iónico


Agua de red


Desengrase (1s) 1Lavado 2Lavado 3

Lavado 4Lavado 5

Activado (1s) 7

Cobre (>6a) 8Lavado 9Lavado 10Lavado 11

Lavado 12Activado (1s) 13


Activado 17Níquel brillo (>10a) 18FESLavado 19

Lavado en cascada 21Lavado 22

Activado (1s) 23Cromo decorativo (>5a) 24OALavado 25Lavado 26Lavado 27Lavado 28Lavado 29Lavado caliente en cascada 30Lavado caliente en cascada 31

Secador 32

45 l/h

161 l/h

114 l/h

36 l/h

28 l/h

II

28 l/h

Lavado 6

Lavado en cascada 20

CA

CA

Agu

ascr

ómic

as

Agu

asác

idas

Agu

asci

anur

adas

Agu

asal

calin

as

60 l/h

78 l/h

8 l/h600 l/s36 l/h

600 l/s

5 l/h

600 l/s

3 l/h

3 l/h

600 l/s

500 l/s

500 l/s

F

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.9: Base de partida para la elaboración de un concepto de tratamiento de aguas residuales. Elsupuesto de partida ha eliminado los Intercambiadores de Iones Centrales y las duchas “Air-lift”, al

considerarse más representativo de las empresas de la C.A.P.V. un concepto de línea y lavadossimplificado

Para ello se utilizarán los mismos criterios de calidad de lavado definidos en la tabla 8.3.5,aunque tal y como se definió en el capítulo 5.4.5, se aplicará un factor de rendimiento delavado o de seguridad K para contrarrestar el efecto negativo de la geometría desfavorablede piezas sobre el rendimiento de lavado. De este modo se incorporaría el factor K a lafórmula teórica para el cálculo de caudales:


180

Q K V CLn= •Q = caudal de lavadoK = factor de seguridad (K=2)V = arrastre (l/h)CL = criterio de calidad de lavadon = número de etapas de lavado

Posteriormente, se segregarán los volúmenes de aguas residuales calculados en función desus características en:

- aguas ácidas sin contener cianuros ni cromo VI- aguas alcalinas sin contener cianuros ni cromo VI- aguas alcalinas cianuradas- aguas crómicas, de carácter ácido, aunque se incorporarían a las mismas los eluatos

crómicos alcalinos procedentes de la regeneración de resinas.

Asimismo se contabilizan, en función de la frecuencia de reposición, los volúmenes debaños agotados generados semanalmente, tal y como se refleja en la tabla 8.3.8.

Lavado operación Criterio calidadlavado

Caudal (l/h) K=2 Caracterización Concentradosdiscontinuos(l/semana)

- Desengrase 1000 2 x 18 = 36 alcalina 600- Activado cobre 2000 2 x 22,5 = 45 ácida 600- Cobreado 10000 2 x 39 = 78 alcalina cianurada -- Activado níquel SB 2000 2 x 80,5 = 161 ácida 600- Niquelado SB 1000 2 x 57 = 114 ácida -- Activado níquel SB - - ácida 600- Niquelado B 10000 2 x 18 = 36 ácida -- Activado cromado - - ácida 600- Cromado 50000 2 x 14 = 28

--

crómica (ácido)crómica (alcalina)ácida

-500500

TOTAL 498 4.000Tabla 8.3.8: Generación de aguas residuales en función de su caracterización de cara al tratamiento

(alcalinas, ácidas, cianuradas, crómicas) y de baños agotados semanalmente

Dados los limitados volúmenes de aguas residuales a depurar es conveniente realizar unplanteamiento de tratamiento por cargas lo que hace necesario el almacenamiento de lasaguas contaminadas de modo segregado para su tratamiento discontinuo.

El dimensionamiento de los depósitos de almacenamiento se realiza en base a los volúmenesde agua residual generados en continuo en una jornada de trabajo, que en la empresa Bcoinciden con dos turno, y en base a la generación de baños agotados, gestionando sureposición de modo adecuado para evitar que todos los baños se cambien el mismo día de lasemana (ver tabla 8.3.9).


181

Tipo aguas residuales Caudal horario(l/h)

Continuo(l/d)

Discontinuo(l/d)

TOTAL

ácidas (sin CN ni CrO3) 356 5.696 600 6.296alcalinas (sin CN ni CrO3) 36 576 600 1.176alcalinas CN 78 1.248 - 1.248ácidas crómicas + alcalinas crómicas 28 448 500 948

Tabla 8.3.9: Base de cálculo para el dimensionamiento de los depósitos de almacenamiento de lasdiversas corrientes segregadas de aguas residuales y baños agotados. El tratamiento se realizará por

cargas

Incluyendo un margen de seguridad en el dimensionamiento se propondría un depósito dealmacenamiento de aguas ácidas de 10 m3, uno de aguas alcalinas de 5 m3 (al que sevehicularían las aguas cianuradas ya detoxificadas), uno de aguas crómicas de 3 m3 y uno deaguas cianuradas de 3 m3.

8.3.8.2 Descripción del proceso de tratamiento

Se describe a continuación el proceso de tratamiento para las corrientes cianuradas, lascrómicas y el resto, así como la precipitación y filtración posterior. Se recomienda consultarel la figura 8.3.10 de la planta de depuración.

• Oxidación de cianuros por cargas

- Llenado de la cuba de reacción de cianuros del nivel L1 al L3 con solución procedentedel depósito de almacenamiento de aguas cianuradas.

- Dosificación de sosa (NaOH) para incrementar el valor del pH hasta 11,5, 12 o 12,5 enfunción del pH inicial.

- Dosificación de hipoclorito sódico (NaOCl) hasta un valor de potencial redox (rH)previamente definido.

- Reacción durante un espacio de una hora.- Comunicación de fin de reacción.- Determinación manual “in situ” de finalización de la reacción de oxidación

completa de cianuros (kit).- Bombeo de las aguas alcalinas exentas de cianuro al depósito (2) de almacenamiento de

alcalinos.

En caso de que la agitación en la cuba de reacción sea dificultosa por el reducido volumende aguas residuales deberá añadirse un volumen de aguas alcalinas sin cianuro procedentesdel depósito (2).

• Reducción de cromo VI, neutralización y precipitación de metales por cargas.

La detoxificación de cromo VI, la neutralización y la precipitación se realizan en el mismodepósito de reacción, por espacio de 2,5-3 horas, del siguiente modo:

- Llamado de la cuba de reacción (10 m3) con aguas residuales ácidas y crómicasprocedentes de los depósitos (3) y (4).

- Medición y ajuste de pH a 2-2,5.


182

- Dosificación de hiposulfito (NaHSO3) al valor potencial redox (rH) determinadopreviamente.

- Reacción durante 15 minutos.- Comunicación de fin de reacción.- Determinación manual “in situ” de finalización de la reacción completa de

reducción cromo VI con un kit específico.- Llenado adicional con aguas ácidas y alcalinas de los depósitos (2) y (4) hasta el nivel 3

con objeto de alcanzar un pH 6, si es posible.- Ajuste fino a pH 6 con sosa (NaOH) y/o ácido clorhídrico (HCl).- Dosificación de lechada de cal (Ca(OH)2) hasta pH 9-9,2.- Reacción de precipitación durante 15 minutos.- Comunicación de fin de reacción de neutralización y precipitación.- Determinación manual de metales pesados “in situ” tras finalización de reacción.

Adicionalmente, y por seguridad se medirán por kits el contenido de cianuros ycromo VI.

- VºBº y bombeo a decantador.- En caso de detectarse aún cromo VI se ajustaría a pH 10 con sosa, se dosificará

Na2S2O4 a potencial redox (rH) predeterminado y se dejaría reaccionar durante 15minutos. Posteriormente, tras comunicación automática del fin de la reacción seconfirmaría ésta con una determinación manual “in situ” y tras ajustar a pH 9 sebombearía al decantador.

• Filtración

- El decantador es el depósito pulmón del filtro prensa donde se acumulan las aguasprocedentes de la cuba de reacción.

- El filtrado inicial que puede contener aún algunos flóculos de hidróxido se trasvasa aldecantador.

- el filtrado del filtro prensa (Modelo estimado: 630 mm x 630 mm de placa, 30 placas)se trasvasa a otro depósito pulmón previo al filtrado de arena final.

- En casos muy especiales podría incluso preverse un intercambiador selectivo final.(optativo y a estudiar en fases posteriores).

- la torta del filtro prensa debería contener de 25 a 40% de materia seca.


183

AcidoAcido concrómicoAlcalinoAlcalino

cianurado

~ 1.250 l/día ca. 1.200 l/día ca. <950 l/día ca. 6.300 l/día

1 2 3

4

3 m3 5 m3 3 m3 10 m3

~ 1.250 l/día

NaOH HCl NaHSO3 Ca(OH)2 Na2S2O4

NaOH NaOCl

L4L3

L2L1

pH pH

3 m3

pHpH

10 m3

Reducción de crómico, Neutralización yPrecipitación por cargas

Oxidación de cianuros por cargas

Filtro prensa

Container lodos

Depósito de filtrado0,5 m3

0,5 m3

pH

Control final

Cauce ocolector

Intercambiador iónico selectivo(Opcional)

Decantador15 m3

L4L3

L2L1

IHOBE, S.A.

Figura 8.3.10: Concepto de tratamiento por cargas de aguas residuales, en el supuesto de la existenciaexclusiva de la línea estudiada en la empresa


184

8.4 EMPRESA C


La empresa C es un taller de tratamientos superficiales a terceros dedicado a procesos decincado. Da servicio al sector de componentes del automóvil, y en menor medida a encargosde ferretería y cerrajería. Tiene una gran variedad de piezas.

Tecnología

Las dos líneas automatizadas que conforman el proceso productivo son de cincado ácido.Una línea es para cincado en tambor y la otra en bastidor. La mayor variabilidad de piezas seda en la línea de cincado en bastidor.

Tratamiento de agua residual

Actualmente no posee sistema de tratamiento de aguas residuales, aunque está en proyecto,y sus aguas las vierte al colector general de la comarca. Como solución intermedia, laempresa C concentra las aguas crómicas a través de un intercambiador iónico, posibilitandocon ello su gestión externa junto a los baños agotados de desengrase, decapado, neutralizadoy pasivado.


La plantilla es de 20 trabajadores.


La empresa está situada en un polígono industrial en las afueras del casco urbano. El espacioes tan limitado que impide, salvo una excepción puntual, cualquier ampliación de la línea.

Procesos galvánicos analizados

Se estudió el proceso de cincado ácido, tanto en tambor como en bastidor. Los materialesbase son sobre todo acero y en menor medida zamak.

8.4.2 Descripción de la situación actual

8.4.2.1 Línea de tambores

La línea de cincado en tambor, que recubre a partes iguales piezas de acero y zamak, estácompuesta por varias etapas como son:

- desengrase químico- decapado- desengrase electrolítico


185

- neutralizado- cincado ácido- pasivado azul- pasivado amarillo (como alternativa)- pasivado negro y/o verde (excepcionalmente)

En primer lugar los tambores se introducen con las piezas en un desengrase químico (pos.3,4) que trabaja a 45ºC para evitar, entre otros, un ataque químico excesivo del material basezamak. El desengrase químico posee asimismo una agitación por bombeo. Tras un enjuaguesimple con agua de red, las piezas se decapan (pos. 8,9) en ácido clorhídrico al 17%, (estoes, diluyéndose una parte de concentrado con una parte de agua), siguiéndoles una etapa delavado sencilla. Posteriormente tiene lugar un desengrase electrolítico (pos. 5) seguido de unlavado y de un neutralizado (pos. 10) de ácido clorhídrico al 3,3% también seguido de unlavado sencillo. El cincado ácido (pos. 21-28), etapa principal de la línea, está formulado enbase potasio y contiene aditivos abrillantadores resistentes a la temperatura que permitentrabajar de 35º a 40ºC.

Tras varias etapas de lavado y en función del acabado requerido se procede a un pasivadoazul (pos. 17) en base a cromo III, o un pasivado amarillo (pos. 15), o un pasivado verdeoliva (pos. 12) utilizado ocasionalmente o un pasivado negro (pos. 2) que contienen plata ensu formulación y se trabaja excepcionalmente. Se ha tomado para los cálculos, como valoraproximado, una utilización del 60% para el pasivado azul y del 40% para el amarillo,despreciándose por ser muy pequeña la utilización del verde oliva y el negro. Previo a ladescarga y posterior centrifugación de las piezas se procede a varias etapas de lavado todasellas con agua desmineralizada.

La secuencia de la operación se recoge con detalle en la figura 8.4.1, que asimismo incluyelos flujos de aguas, las frecuencias de cambios de baños, las medidas de mantenimiento delos mismos y la evaporación de diferentes etapas que trabajan en caliente.

En la figura 8.4.1 se observa la escasez de posiciones de lavado existentes. Por esta razón seoriginan contaminaciones cruzadas de baños, sobre todo en los pretratamientos, al trabajarcon una sola etapa de lavado. El cincado posee tres etapas de lavado. El primer lavado, quese utilizó puntualmente como lavado estanco de inmersión previa y posterior al cincado, sealimenta en la actualidad con un bajo caudal de agua, por lo que en base a su pH neutro seobservan fuertes cantidades de precipitados de hidróxido de cinc. La segunda y tercera etapadel lavado del cincado están conectadas en cascada.

Por otro lado cabe destacar que todas las aguas de lavado de los pasivados se vehiculan através de intercambiadores iónicos específicos.

En esta línea de la empresa C se trabaja con bombos que poseen un tiempo de escurrido, conextracción incluida, de cinco segundos. Aún y todo, y debido a las grandes perforaciones delos bombos que facilitan el intercambio de electrolito a través de tapones específicos quepermiten un mayor drenaje, el arrastre unitario se limita a 1,5 l/tambor.

El ritmo de trabajo es de 6,6 bombos por hora, lo que equivale a 9,9 l/h de arrastre. La líneafunciona 24 horas diarias durante 250 días al año.


186

Producción 6,6 bombos/horaArrastre medio 1,5 l/tamborArrastre horario 9,9 l/horaTiempo de trabajo 24 h/día

Tabla 8.4.1: Datos de producción y arrastre de la línea cincado de bombos

LAVADO (1m) 11

NEUTRALIZADO (1s) 10

PASIVADO AZUL (1m) 17

F=Filtro en continuo d=días=semanaa=año

Agua de red


CINCADO (> 5a) 21-28

LAVADO (1s) 20

LAVADO CASCADA (1m) 19


F

LAVADO DESIONIZADA (1s) 16

PASIVADO AMARILLO (2m) 15

LAVADO DESIONIZADA(1s) 14


PASIVADO VERDE OL. (3m) 12

DECAPADO (1m) 9-8

LAVADO 7

LAVADO 6

DESENGRASE ELECTROLÍTICO (1m) 5

DESENGRASE QUÍMICO (1m) 4-3

PASIVADO NEGRO (1,5a) 2

Intercambioiónico aguas

crómicas


8,3 l/h 8,3 l/h

125 l/h

500 l/h

625 l/h

625 l/h

625 l/h

800 l/h

800 l/h

IHOBE, S.A.

125 l/h

500 l/h

800 l/h

800 l/h

625 l/h

625 l/h

625 l/h

1,8 l/h

3,6 l/h

1.600 l/h

Aguadesionizada

Figura 8.4.1: Esquema de funcionamiento de la línea de tambores de cincado ácido de la empresa C

8.4.2.2 Línea de bastidores


187

La línea de cincado ácido en bastidor presenta muchas similitudes con la línea en bastidor.Sin embargo cabe destacar que la variabilidad de piezas en cuanto a tamaño y geometría esalta.

Por otro lado, el material base recubierto es exclusivamente acero, en contraposición a lalínea de bombo.

La línea de bastidor tiene las siguientes etapas de proceso:

- desengrase químico- decapado- desengrase electrolítico- neutralizado- cincado ácido- activado- pasivado azul (o pasivado amarillo alternativamente)- sellado

La primera etapa corresponde al desengrase químico (pos. 6,7) que trabaja a 70ºC y poseeuna bomba para la recirculación de 2.000 l/h de baño. En segundo lugar se procede, tras unlavado simple, al decapado (pos. 12,13) de ácido clorhídrico al 17% que se enjuagaasimismo en otro lavado simple.

En tercer lugar se desengrasan electrolíticamente (pos. 8) las piezas con un baño cuyacomposición difiere del desengrase químico introduciéndose después en el mismo enjuagueque la primera etapa de desengrase. Este desengrase se realiza también a 70ºC.

Posteriormente se neutraliza (pos. 11), se enjuaga en un lavado simple y se procede a laoperación de cincado ácido (pos. 25-30), formulado en base potasio y con aditivosabrillantadores tradicionales. El lavado de esta etapa consiste en una cuba estanca y unlavado simple. Seguidamente, se introducen los bastidores en un activado (pos. 22) de ácidonítrico al 1% que permite eliminar trazas de aditivos orgánicos que pueden dar lugar aproblemas de acabados. Tras esta operación, que no precisa de lavado, se pasiva en azul(pos. 21) en base cromo III un 50% de las piezas y en amarillo (pos. 19) las piezas restantes.

Las dos etapas de lavado de cada pasivado son de agua desionizada. La segunda etapa escomún mientras que la primera, que para el pasivado amarillo es estanca, es específica.Finalmente se procede a un sellado (pos. 16) en base a silicatos y pequeñas concentracionesde laca orgánica, previo a la etapa final de secado.

En la figura 8.4.2 se observa con detalle la secuencia de operación así como los flujos deaguas de consumo y residuales, el período de renovación de baños y las medidas demantenimiento en los mismos.

El ritmo de trabajo es de 6 bastidores hora con un arrastre medio de 0,9 l/bastidor. Sinembargo, debido a la variabilidad de piezas, algunas de las que se pueden considerar cazos,las fluctuaciones en los arrastres son importantes. En esta línea, se trabaja asimismo 250días al año.


188

Producción 6 bastidores/horaArrastre medio 0,9 l/bastidorArrastre horario 5,4 l/hora (fluctuaciones elevadas)Tiempo de trabajo 24 h/día

Tabla 8.4.2: Datos de producción y arrastre de la línea cincado de bastidor

LAVADO DE RED (1m) 15

DECAPADO (2m) 14-12

PASIVADO AZUL (2s) 21


Agua de red


CINCADO (> 5a) 30-25

LAVADO ESTANCO (1s) 24

LAVADO (2s) 23

ACTIVADO (1s) 22

LAVADO DESIONIZADA (1s) 20

PASIVADO AMARILLO (2s) 19



SELLADO 16

NEUTRALIZADO (1m) 11





SECADO 5-3

Intercambioiónico

(pasivado)


4,2 l/h

500 l/h

500 l/h

500 l/h

700 l/h

700 l/h

700 l/h

F

500 l/h

500 l/h

6 l/h

18 l/h

500 l/h

4,2 l/h

500 l/h 500 l/h

700 l/h

700 l/h

700 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.2: Esquema de funcionamiento de la línea de cincado ácido en bastidor de la empresa C


• Sustitución de productos tóxicos y peligrosos


189

Las medidas adoptadas en los últimos años para reducir los riesgos ambientales y de saludlaboral, relacionados con la utilización de productos tóxicos y peligrosos han sido:

- Sustitución del cincado cianurado por cincado ácido. Las líneas de la empresa Ccincaban hasta hace varios años en base cianurada. En el marco de la mejora de calidady de la reducción del impacto ambiental se procedió a los cambios de composición.

- Introducción de pasivados azules en base cromo III. La aparición en el mercado depasivados azules en base cromo III sin riesgo alguno para la calidad del recubrimiento,hizo que estos se introdujesen automáticamente en la empresa C.

- Eliminación del activado nítrico de la línea de bombos. Tras realizar diversas pruebasde calidad de recubrimiento con y sin activado nítrico y ante la necesidad de ganarposiciones de lavado, se procedió a la eliminación de la operación de activado. Estaeliminación no es, sin embargo, posible en el cincado en bastidor.

• Medidas dirigidas a alargar la vida del baño.

- Filtración y mantenimiento de los baños de cinc ácido. A la vez que se introdujeron losbaños de cincado ácido, se inició con un proceso de filtración en continuo ymantenimiento periódico del baño por adición de peróxido de hidrógeno (aguaoxigenada) para la precipitación de contaminante de hierro y el tratamiento puntual concarbón activo para eliminar productos de degradación de aditivos.

• Optimización de escurridos

- La instalación de un muelle específico en los casos de bastidor, permite reducir elarrastre en un porcentaje no determinado por ligera agitación y golpe durante la subidadel bastidor.

• Optimización de la técnica de lavado

- Incorporación de lavados en cascada. Tras la realización de mediciones de arrastres ycaudales se procedió a conectar en cascada dos de las cubas de lavado del cincado ácidode la línea de bombos. Por falta de espacio y en consecuencia, de posiciones de lavado,no fue posible introducir más técnicas en cascada.

- Instalación de rotámetros (medidor de caudal). Se procedió a instalar un rotámetro porlínea y se estudió la instalación de un rotámetro para los lavados del cincado de ambaslíneas (pos. 18 de línea bombo y pos. 23 de línea bastidor) que permitirían reducir elcaudal a un mínimo en el que aún no aparecen problemas de calidad. El beneficio de lainstalación de rotámetros es máximo si se tiene en cuenta su reducido coste (10.000-30.000 pts./unidad).

- Instalación de resinas de intercambio iónico para las etapas de lavado de los pasivadosazul y amarillo. La necesidad de una calidad de lavado alta así como de no verter cromoVI al colector condujo a la instalación de resinas de intercambio iónico para la


190

recirculación de agua desionizada y la captación del ácido crómico, presente a bajasconcentraciones.

• Incremento de la recuperación de electrolito

- Inmersión en el lavado previo y posterior a cincado en bombo. El objeto fueinicialmente una recuperación del 50% de electrolito arrastrado por inmersión previa ylavado posterior al cincado en una cuba estanca. Sin embargo, debido a una eficaciacatódica baja que conlleva una acumulación de cinc en el baño y a precipitados dehidróxido de cinc que puntualmente aparecían en el lavado estanco se reconvirtió ésteen un lavado abierto. Por esta razón el porcentaje de recuperación de electrolito selimita a un 7% sobre el total arrastrado.

8.4.4 Selección de las operaciones a analizar

8.4.4.1 Consideraciones de carácter medioambiental

La empresa C se encuentra en la fase de diseño del sistema de tratamiento de aguasresiduales por lo que éstas aún se vehiculan al colector de un consorcio de aguas desaneamiento. Como consecuencia se superan los límites de vertido establecidos para el cincen 5 mg/l y para la acidez, que no puede bajar de pH 6. En ocasiones se superan asimismolos límites establecidos para la DQO.

8.4.4.2 Consideraciones de carácter económico o “Análisis Preliminar de CostesReducibles”

Este primer análisis de costes minimizables que afectan al medio ambiente es orientativo yconstituye una herramienta para centrar la problemática en las operaciones (cincado,desengrase, ...) que tengan mayores posibilidades de ahorros económicos. En este sentido nose incluye costes reducibles de escasa importancia (pasivados, activado, ...) ni concreta elgrado en que podrían minimizarse los citados costes.

TAMBOR BASTIDORConcepto Cantidad

anualPrecio

unitarioCoste anual Cantidad

anualPrecio

unitariocoste anual Coste Total

Agua Consumo 15.505 m3/a 95 pts/m3 1.473.000 10.146 m3/a 95 pts/m3 964.000 2.437.000Electrolitocinc

Arrastre 55.344 l/a 50,59 pts/l 2.800.000 18.216 l/a 55 pts/l 1.002.000 3.802.000

Desengrasequímico

Renovación 27.500 l/a 10 pts/l 275.000 55.000 l/a 7 pts/l 385.000 660.000

Decapado Renovación 27.500 l/a 6,8 pts/l 187.000 33.000 l/a 6,6 pts/l 217.800 404.8004.735.000 2.568.800 7.303.800

Tabla 8.4.3: Análisis preliminar de los principales costes reducibles por actuaciones de minimización

El análisis preliminar de costes reducibles sugiere reducir el arrastre de los cincados, elconsumo de agua y las renovaciones del desengrase, en primer lugar, y del decapado ensegundo lugar.

8.4.4.3 Consideraciones de calidad de proceso


191

Los principales problemas de calidad proceden de un lavado insuficiente en las operacionesde pre-tratamiento, tanto desengrases como decapados. Los rechazos debidos a otras causasson más bien irrelevantes.

8.4.4.4 Factibilidad de la minimización

Se considera altamente factibles medidas dirigidas a la reducción del consumo de agua yalargamiento de la vida de los baños de desengrase. La reducción de los arrastres de cincado,son medianamente implantables mientras que el alargamiento de la vida de decapadospresenta escasas alternativas realistas de introducción.

8.4.4.5 Evaluación

En base al análisis previo realizado que se resumen en la Tabla 8.4.4 se evalúa en el presenteestudio la reducción de los arrastres de electrolito de cinc, la reducción de consumos de aguade lavado y el alargamiento de la vida del baño de desengrase. Adicionalmente se analizarála optimización de la técnica de lavado en las operaciones de pasivado azul y amarillo.

Concepto Prioridadambiental

Prioridadeconómica

Prioridadtécnica

Factibilidadminimización

Priorización

• Consumo de agua31 -- •• ••• ••• 2• Arrastre electrolito Zn ••• ••• • •• 1• Desengrase químico • • ••• ••• 3• Decapado •• • •• • 4Leyenda:••• : alta, •• : media. • : baja

Tabla 8.4.4: Priorización de las operaciones a estudiar en el marco del estudio de minimización

8.4.5 Propuestas de minimización - Línea de tambor

Del análisis de la situación real se deducen algunas propuestas interesantes para optimizar elproceso, con la consiguiente mejora en reducción del residuo y/o en el consumo de reactivosy agua.

8.4.5.1 Módulo de la operación de cincado

8.4.5.1.1 Optimización de los escurridos

Medida

En la actualidad los tiempos de escurrido son escasos, del orden de cinco segundos, coninicio de giro unidireccional del bombo cuando aún no ha terminado el drenaje másimportante. El incremento en el tiempo de escurrido de 5 a 10 segundos, junto con laprogramación de una forma óptima de giros bilaterales y paradas del bombo, puede reducirel arrastre en un 30%. Esta medida implica una optimización del escurrido sobre todas lascubas de trabajo, pero también el poder reducir los caudales de agua necesarios paramantener el criterio de lavado.

31 El volumen de agua residual condiciona el concepto y el dimensionamiento del futuro sistema de tratamiento de aguas residuales.


192

Rentabilidad

La evaluación económica no se limitará exclusivamente al ahorro de electrolito de cinc, sinoque incluirá en la tabla adjunta, los beneficios derivados de un escurrido optimizado de losbombos sobre las cubas de desengrase y decapado, puesto que la inversión a realizar esúnica.

En este sentido, las partidas que se incluyen en la valoración económica son:

- la inversión en la modificación del programa de los carros.- los ahorros de electrolito de cinc.- los ahorros de baños de desengrase.- los ahorros de baño de decapado, única medida importante de minimización en esta

operación.- los ahorros por reducir la carga a eliminar en un futuro sistema de tratamiento de aguas

residuales (cálculo hecho sólo para el electrolito de cinc).- los ahorros derivados de una menor generación de lodos residuales.

Los costes derivados de una posible pérdida de producción, inapreciables en una primeraestimación, no se han podido evaluar. Los ahorros que se derivan en necesidad de agua delavado se tendrán en cuenta en la revisión de los criterios de lavado de cada etapa parcial.


Modificación del programa de movimientos 100.000 1 100.000Suma 100.000


Coste de financiaciónCostes de mantenimiento (2%)

5.0002.000

11

5.0002.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualElectrolito de cincDesengrasantes químicos (baño)Desengrasante electrolítico (baño)Decapado (baño)Sosa para tratamiento (NaOH 50%)Gestión de lodos (inc. transporte)

50,59 pts/l10,09 pts/l12,59 pts/l6,82 pts/l30 pts/l14 pts/l

15.950 l17.820 l17.820 l17.820 l1.007 l3.348 kg

806.910179.804224.354121.532

30.21046.872


Tabla 8.4.5: Valoración económica derivada de un incremento de los tiempos de escurrido


193

Valoración

El incremento del tiempo de escurrido permite reducir 15.950 l/año de electrolito de cinc,35.640 l/año de baños de desengrase y 17.820 l/año de solución de decapado. Ello implicaun ahorro anual de más de 1,5 millones de pesetas que se amortiza en menos de un mes.

Incluso si la modificación del programador se hiciera exclusivamente para incrementar lostiempos de escurrido sobre el cincado, se ahorrarían 0,8 millones anuales cuya inversión seamortizaría en mes y medio.

Finalmente cabe destacar que en la práctica sí puede aparecer un problema de cadencias decarro que impida un incremento de escurridos sobre algunas de las posiciones. En ese casose daría prioridad a reducir los arrastres de los baños concentrados, comenzando poraquellos que mayores problemas ambientales presentan (cincado y decapado) y mayoresahorros prometen (cincado y desengrases).

8.4.5.1.2 Optimización del criterio de calidad de lavado

El criterio de calidad de lavado se acerca en la actualidad a la cifra de 40.000, esto es, elúltimo lavado tiene 0,9 mg/l de cinc frente a los 35 g/l de cinc del baño. Por lo general serecomienda una calidad de lavado de 1.000 para un proceso de este tipo. Si se considera quela primera etapa de lavado (pos. 20) sería estanca en un futuro y tendría la mitad de laconcentración del cincado y que previamente se reduce en un 30% el arrastre de cadabombo, se necesitaría sólo un caudal de 151 l/h de lavado frente a los 625 l/h actuales que seutilizan repartidos entre la primera y segunda etapa de lavado (pos. 18 y 20).

La rentabilidad de esta medida de minimización es inmediata, ahorrándose en los lavadosdel cincado en bombo el 76% del agua que corresponde a 2.844 m3 anuales o casi 0,3millones de pesetas.


Rotámetro 10.000 1 10.000Suma 10.000



500 pts200 pts

11

500200

Suma 700Reducción de costes corrientes (anuales)

Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de lavado (red) 95 pts/m3 2.844 m3 270.180

Suma 270.180Ahorros de costes (anuales) 269.380Período de amortización 0,04 aTabla 8.4.6: Valoración económica derivada de una reducción del criterio de calidad de lavado (módulo

operación cincado en tambor)


194

8.4.5.1.3 Incremento de la devolución parcial de electrolito de cinc arrastrado

Medida

La única medida eficaz de devolución parcial de electrolito de cinc arrastrado es lainmersión previa y posterior al cincado en un lavado estanco frente a la devolución que sehace actualmente de un lavado en ciclo abierto, lo que permite una recuperación del 50% dela carga contaminante de esta operación. Esta devolución se puede incrementar más aún si seutiliza esta misma cuba estanca para reponer el volumen perdido por evaporación. Para elloes, sin embargo imprescindible incrementar la eficacia catódica para evitar la acumulaciónde metal en el baño. Se recomienda detectar y combatir posibles causas del bajo rendimientocomo pueden ser contaminaciones cruzadas de trazas de cromo VI o una superficie anódicainadecuada. En la figura 8.4.3 se presenta una comparación entre la situación actual y la queresulta de la aplicación de todas las medidas estudiadas para este sistema parcial.

CINCADO

35 g/l Zn 28-21

8,3 l/h

LAVADO

2,39 g/l Zn 20

LAVADO CASCADA

46,6 mg/l Zn 19

LAVADO CASCADA

0,9 mg/l Zn 18

8,9 mg/h Zn9,9 l/h

500 l/h23,3 g/h Zn


SITUACIÓN ACTUAL

500 l/h

23,7 g/h Zn9,9 l/h

346,5 g/h Zn

23,7 g/h Zn9,9 l/h

Agua residual

125 l/h299 g/h Zn125 l/h

8,3 l/h

500 l/h

Agua de red

CINCADO

35 g/l Zn 28-21

8,3 l/h

LAVADOESTANCO

11,1 g/l Zn 20

LAVADO CASCADA

0,64 g/l Zn 19

LAVADO CASCADA

35 mg/l Zn 18

0,24 g/h Zn6,9 l/h

111,7 l/h71,5 g/h Zn



120 l/h

77,2 g/h Zn6,9 l/h

242,6 g/h Zn

77,2 g/l Zn6,9 l/h

Agua residual

8,3 l/h5,3 g/h Zn

92,5 g/h Zn 8,3 l/h

120 l/h

Agua de red

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.3: Análisis comparativo de la propuesta de introducción de un lavado estanco para el módulode operación de cincado (línea tambor)

Rentabilidad

En la valoración económica se ha incluido los costes derivados de un mayor mantenimientodel baño con peróxido y limpieza de carbón activo y los ahorros derivados de la devoluciónde electrolito, la reducción de cargas contaminantes de cinc a tratar y la menor generación de


195

residuos. También se valora la reducción en caudal de agua de lavado, manteniendo elmismo criterio de 1.000.

Valoración

Esta medida permitiría recuperar 26.859 litros anuales de electrolito, que correspondería a940 kg/a de cinc en el vertido.

Económicamente supondría un ahorro de costes de cerca de 1,5 millones de pesetas anuales(sólo por el enjuague previo), que podrían aún incrementarse más si se reponen las pérdidasactuales de evaporación de 8,3 l/h con solución del enjuague estanco de modo continuo. Sinembargo debería chequearse que en tal caso no se produjesen precipitados y que la eficaciacatódica realmente esté optimizada.


Bomba dosificadoraModificaciones en tuberías

80.000 pts25.000 pts

2.1 160.00025.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónCostes de mantenimiento (2%)Limpieza adicional

9.250 pts3.700 pts25.000 pts.

112

9.2503.700

50.000Suma 62.950


Electrolito de cincAgua de lavado (red)Sosa para tratamiento (NaOH 50%)Gestión de residuos (inc. transporte)

50,59 pts/l95 pts/m3

30 pts/l14 pts/kg

26.859 l186 m3

1.692 l5.640 kg

1.358.79717.67050.76078.960


Tabla 8.4.7: Valoración económica de la devolución parcial de electrolito de cinc


196

Datos de Proceso. Hoja 1Empresa C




Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones21-28 Baños de cinc20 Lavado-recuperación R20 = 12,6. Es una cuba de recuperación, pero tiene

un paso de agua en circuito abierto19 Lavado en cascada R19 = 5018 Lavado en cascada R18 = 50





Cincado


4.325 s Valor medio

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 4.320 sTiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 5 s Extracción excluidaTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

-- Dada la desproporción entre el tiempo de tratamientoy el de escurrido, un ligero incremento de éste, seríainapreciable en el rendimiento según la empresa


25 s


10 s




propuestaArrastre específico 1,5 l/tambor 1,05 l/tambor Valor real establecido experimentalmenteProducción 6,6 tambores/h ídem Media anualArrastre horario 9,9 l/h 6,93 l/h Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 35 g/l de Ni ídem Valor realArrastre de carga contaminante 346,5 g/h de Ni 242,6 g/h de Ni Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


197






Observaciones

Volumen de agua de lavado de devolución 9,9 l/h Valor medioConcentración en el agua de lavado devuelta 2,39 g/l Valor medioCantidad de carga devuelta 23,7 g/h Obtenido a partir del volumen y la concentración del agua de lavadoEficacia de devolución 6,8 % Obtenido a partir del volumen arrastrado y el devuelto



propuestaTemperatura del baño de proceso 45ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 0,3 m/s ídem No se aspiraRatio de evaporación específica 0,66 l/h.m2 ídem Valor empírico)Superficie del baño 12,5 m2 ídemEvaporación horaria 8,3 l/h ídem Valor empírico





Criterio de calidad de lavado ≈ 40.000 1.000 Valor real calculado a partir del arrastre y elcaudal de lavado; valor deseado a partir de lasconcentraciones en baño de proceso y enúltima cuba de lavado




6.930215623221

Evaporación < demanda de agua para el lavado,incluso con 5 etapas de lavado. Para devolución totalse requiere un concentrador.


198

8.4.5.2 Módulo de operación de desengrase-decapado

8.4.5.2.1 Optimización de los escurridos

El incremento de los tiempos de escurrido de las operaciones de desengrase y decapado sehan tratado técnica y económicamente en el apartado 8.4.5.1.1.

8.4.5.2.2 Incremento de la vida de los baños de desengrase

Medida

Los baños de desengrase hay que renovarlos con cierta frecuencia a causa de la acumulaciónde los aceites y grasas que eliminan y que se van acumulando en ellos. Cuando se alcanzauna concentración superior a los 10 g/l de aceites el baño de desengrase ya no es eficaz. Lainstalación de un sistema que vaya eliminando en continuo la grasa y el aceite redundará enincrementar el tiempo de vida del baño. Para ello, además de unos equipos de separaciónespecíficos de aceites es necesario modificar la composición del producto de desengrasante,para que pase a ser no emulgente (poco emulsionante) y reciclable.


Equipo para eliminar aceites y grasas 500.000 1 500.000Suma 500.000


Coste de financiaciónCostes de mantenimiento (2%)Gestión del residuo obtenido en el equipo

30.00010.00015 pts/kg

11700 kg

25.00010.00010.500


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualBaño de desengrase químicoTratamiento de baños agotados (aprox.)

10,09 pts/l5 pts/l

22.500 l22.500 l

227.025112.500

Suma 339.525Ahorros de costes (anuales) 294.025Período de amortización 1,7 a

Tabla 8.4.8: Valoración económica de la incorporación de un separador de aceites como medida dealargar la vida del baño

Rentabilidad

La evaluación económica (Tabla 8.4.8) incluye una serie de partidas como:

- la inversión en un separador de aceite por gravedad que incluye un sencillo “skimmer”.- los costes de mantenimiento del equipo.- los costes de gestión del aceite mineral separado.- los ahorros derivados de alargar la vida del baño de desengrase, que pasa de renovarse

mensualmente a hacerlo semestralmente.- los ahorros en tratamiento de baños agotados de desengrase.


199

Valoración

La instalación de un sistema de separación de aceites por gravedad supone el ahorro de 22,5m3/año de desengrases químicos de la línea de bombos.

Esta medida permite ahorrar un coste de más de 0,3 millones de pesetas anuales con unainversión cuyo período de amortización es de 1,8 años.

8.4.5.2.3 Supresión del lavado del neutralizado

El lavado tras la operación de neutralizado (pos. 11) no tiene sentido si la etapa posterior esun cincado ácido. En consecuencia, la supresión de esta etapa de lavado de 625 l/h de caudalpermite ahorrar anualmente, sin riesgo alguno para la calidad, 3.750 m3 de agua que setraducen en una reducción del coste de más de 0,35 millones de pesetas. Comoconsecuencia, se dispondrá de una cuba libre en la línea de bombos que puede emplearsepara optimizar la técnica de lavado de los otros pretratamientos.

8.4.5.2.4 Optimización de la técnica de lavado de las operaciones de desengrase(químico y electrolítico) y decapado

Medida

La existencia de una posición libre en la línea de bombos procedente de la supresión dellavado del neutralizado hace disponer de tres etapas de lavado para el conjunto depretratamientos restantes (desengrase químico, decapado, desengrase electrolítico). Latécnica de lavado propuesta consiste en emplear una doble cascada de lavado para los bañosde desengrase y otra doble cascada para la operación de decapado, compartiéndose paraambos (decapado y desengrases) la etapa de lavado en cascada (pos. 7) de mejor calidad. Através de esta práctica, además de una técnica de lavado optimizada, se consigue neutralizarlas aguas de lavado y prolongar la vida del decapado al minimizar el aporte de alcalinidad alos mismos. Sin embargo, debe evaluarse el riesgo ocasional de precipitados derivados de laneutralización en el lavado compartido que, excepcionalmente, podrían ocasionar algúnproblema de calidad.

Esta medida permite reducir el caudal de lavado de 1.250 l/h a 298 l/h incrementandoincluso el criterio de calidad de lavado de 63 en la actualidad al valor de referencia estándar500, tanto para los desengrases como el decapado.

En la figura 8.4.4 se presenta una comparación entre la situación actual y la que resulta deimplementar esta medida.


200

LAVADO DE RED

0,61 g/l HCl 11

Arrastre 9,9 l/h



NEUTRALIZADO

39,4 g/l HCl 10

DECAPADO

197,2 g/l HCl 9-8

LAVADO DE RED

39,4 g/l HCl 7

LAVADO DE RED

1,51 g/l reactivos 6

DESENGRASEELECTROLÍTICO


DESENGRASEQUÍMICO

50 g/l reactivos 5

9,9 l/h9,9 l/h

625 l/h

625 l/h

625 l/h 625 l/h

625 l/h

625 l/h

Agua residual

NEUTRALIZADO

39,4 g/l HCl 11

Arrastre 6,9 l/h

DECAPADO

197,2 g/l HCl 10-9

LAVADO ENCASCADA

9,2 g/l HCl 8



DESENGRASEQUÍMICO

50 g/l reactivos 5

6,9 l/h6,9 l/h

149 l/h

Agua residual

LAVADO ENCASCADA

9,2 g/l HCl0,1 g/l reactivos 7

LAVADO ENCASCADA

4,4 g/l reactivos 6

6,9 l/h

Separadorde

aceite

149 l/h

298 l/h

149 l/h

149 l/h

Agua de redAgua de red


Aceiteresidual

IHOBE, S.A.

Evap.3,6 l/h

Evap.1,8 l/h

Evap.3,6 l/h

Evap.1,8 l/h

Figura 8.4.4: Optimización de la técnica de lavado. Comparación entre la situación actual y la propuestaen el módulo de operaciones de desengrase-decapado (línea tambor)

Rentabilidad

En la valoración económica se han incluido las siguientes partidas:

- inversión en la modificación del programa del carro.- inversión en un rotámetro.- inversión en modificaciones de cubas y tuberías.- costes derivados del mantenimiento.


201

- ahorros derivados de la reducción del consumo de agua.

No se han podido valorar las reducciones de costes derivados del incremento de la calidadde lavado y por lo tanto, de la reducción de los mayores rechazos actualmente existentes(reducción de costes de no calidad!).

Valoración

La optimización de la técnica de lavado que implica un incremento de los criterios decalidad de lavado de los pretratamientos permite ahorrar más de 5.712 m3 de agua anualesque suponen un ahorro de 0,55 millones de pesetas amortizándose la reducida inversión ende 4 meses. No se ha tenido en cuenta el ahorro de agua de lavado de neutralizado, que ya seha valorado anteriormente.


Modificación del programa de movimientos delcarroRotámetroModificaciones en cubas y líneas de agua

100.00010.00050.000

111

100.00010.00050.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónCostes de mantenimiento (2%)

9.600 pts3.200 pts

11

8.0003.200


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de lavado 95 pts/m3 5.712 m3 542.640


Tabla 8.4.9: Valoración económica de la optimización de la técnica de lavado de los pretratamientos(Desengrase químico-Decapado-Desengrase electrolítico)

8.4.5.3 Módulo de operación de pasivados crómicos

8.4.5.3.1 Reducción de la concentración de Cromo VI en el pasivado amarillo

La reducción de la concentración de cromo VI en el pasivado amarillo de 5 g/l CrO3 a 2 g/lCrO3 permite minimizar las cargas contaminantes a depurar. A cambio, es necesariocontrolar con más frecuencia el pH de la solución y añadir ácido más a menudo incrementarel tiempo de operación por unos segundos.

Esta medida no se ha evaluado económicamente, al no arrojar, en una primera aproximaciónni costes adicionales ni beneficios monetarios, salvo aquellos ahorros derivados de reducir lacarga sobre las resinas de intercambio iónico en más de un 50%.


202

8.4.5.3.2 Optimización de la técnica de lavados de los pasivados

El esquema actual de lavados con agua desionizada en circuito cerrado con el sistema deresinas, provoca una utilización excesiva de las mismas y una necesidad muy grande de aguadesionizada para los lavados.

La modificación que se propone es para utilizar agua de red en un primer lavado y aguadesionizada para el segundo. Además se utilizaría la misma agua para el lavado del pasivadoamarillo y el azul, de forma que el agua entra por la posición 16 (donde se lavan lostambores que han pasado por el pasivado azul) y pasa a la posición 14 (donde se lavan lostambores que han pasado por el pasivado amarillo) y de aquí va a depuración. No se va atener en cuenta, por su poca utilización, los pasivados verde y negro. En la posición 13habría un circuito cerrado de agua desionizada. La mayor parte de las disoluciones de lospasivados que salgan por arrastre pasarían al lavado de agua de red y no irían a las resinas.

En el esquema siguiente se presentan las dos situaciones de esta zona de pasivados: en elcaso actual y tras la modificación.

PASIVADO AZUL15 g/l HNO31,83 g/l reactivos 17

LAVADO DESIONIZADA

16


SITUACIÓN ACTUAL

5,9 l/h

800 l/h

Agua desionizada

110 g/l HNO313,4 mg/l reactivos

PASIVADO AMARILLO

155 g/l CrO3

LAVADO ESTANCO

140-88 mg/l CrO3

LAVADO DESIONIZADA

134,5 mg/l HNO30,81 mg/l reactivos

Arrastre9,9 l/h

800 l/h

Aguadesionizada1.800 l/h>20 g/h CrO3

Intercambioiónico

(pasivado)

4,0 l/h 5,9 l/h

PASIVADO AZUL15 g/l HNO31,83 g/l reactivos 17

LAVADO DE RED

16



4,2 l/h

100 l/h

Agua desionizada

0,6 g/l HNO373 mg/l reactivos

PASIVADO AMARILLO

152 g/l CrO3

LAVADO DE RED

14

LAVADO DESIONIZADA

135,2 mg/l HNO31,1 mg/l reactivos

Arrastre6,9 l/h

Aguadesionizada1.800 l/h>20 g/h CrO3

Intercambioiónico

(pasivado)

2,8 l/h 4,2 l/h

0,6 g/l HNO30,13 mg/l reactivos

2,8 l/h

100 l/h Aguaresidual100 l/h5,2 g/h CrO3

IHOBE, S.A.

800 l/h

Figura 8.4.5: Optimización de la técnica de lavado en el módulo de operación de los pasivados (líneatambor)


203

Por medio de esta modificación se consigue una reducción de empleo de agua desionizada,que pasaría a ser la mitad (en caudal) y una reducción muy importante en reactivos pararegenerar las resinas, por la fuerte reducción en la carga que llega a la posición 13. Porcontra hay un consumo de agua de red que antes no existía y un gasto para el tratamiento delas correspondientes aguas residuales. Se va a considerar (aunque no sea exacto) que losgastos de tratamiento de aguas residuales no han variado, puesto que la carga a tratar es lamisma en los dos casos: en la situación actual va a tratamiento al ser regeneradas las resinas;con la modificación, la mayor parte va directamente con las aguas de lavado y el resto igualque antes, al regenerar las resinas.

No se dispone de datos para poder evaluar las reducciones de costes de consumo de aguadesionizada, ni de la reducción en los gastos de regeneración de las resinas, por lo que no sepresenta el estudio económico de esta modificación. Sólo se puede indicar que es positiva.

8.4.6 Propuestas de minimización - Línea de bastidores

En la línea de bastidores se desarrollarán a detalle exclusivamente las medidas que seanespecíficas de esta línea. Propuestas de minimización que ya se ha propuesto para la línea debombos se resumirán al máximo.

8.4.6.1 Módulo de la operación de cincado

8.4.6.1.1 Incremento del tiempo de escurridos

En la actualidad los tiempos de escurrido son escasos, del orden de cinco segundos. Sepropone un incremento de tiempo de 5 a 10 segundos que no afectaría a la productividad alser el secado de piezas la etapa limitante de producción. Hay que matizar que esta medida noserá tan eficaz como en el caso de tambores, debido a que los arrastres más importantesestán provocados por la forma de las piezas y éstos se ven poco influenciados por elincremento en el escurrido (sobre todo por el efecto “cazoleta”). Se va a utilizar para loscálculos una estimación de reducción del 20%.

La evaluación económica incluye además de los ahorros específicos en la operación decincado, la reducción de costes en desengrases y decapados. En la siguiente tabla se presentala evaluación económica simplificada de esta medida de mejora.


204


Modificación del programa de movimientos 100.000 pts 1 100.000Suma 100.000


Coste de financiaciónCostes de mantenimiento

5.000 pts2.000 pts-

11

5.0002.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualElectrolito de cincDesengrasante químicoDesengrasante electrolíticoDecapanteTratamiento de aguas residualesGestión de lodos

52,15 pts/l7,1 pts/l8,42 pts/l6,59 pts/l30 pts/l14 pts/kg

6.480 l6.480 l6.480 l6.480 l408 l1.362 kg

337.93246.00854.56242.70312.24019.068


Tabla 8.4.10: Valoración económica del incremento del tiempo de escurrido sobre los baños de la líneade bastidor

8.4.6.1.2 Reducción del criterio de calidad del lavado y optimización de la técnica delavado

El lavado actual, con una cuba estanca que se renueva semanalmente y un lavado en circuitoabierto en una sola etapa, arroja un criterio algo bajo para este tipo de proceso, de 400cuando se renueva la cuba de regeneración.

La modificación a introducir sería para convertir estas dos cubas en un lavado en cascada dedos etapas y aplicar un criterio de lavado de 1.000. Además se puede restituir el volumenperdido en los baños de cincado a causa de la evaporación (4,2 l/h) por medio de una bombadosificadora, desde la posición 24, la que tiene mayor concentración de las dos etapas delavado.


205

CINCADO

35 g/l Zn 30-25

4,2 l/h

LAVADO ESTANCO

8,02 g/l Zn 24

LAVADO CASCADA

46,6 g/l Zn 23

Arrastre0,46 mg/h Zn5,4 l/h

500 l/h43 g/h Zn


SITUACIÓN ACTUAL

500 l/h

43,3 g/h Zn5,4 l/h

Agua residual

145 g/h Zn

4,2 l/h

Agua de red

CINCADO

35 g/l Zn 30-25

4,2 l/h

LAVADO CASCADA

1,1 g/l Zn 24

LAVADO CASCADA

0,035 g/l Zn 23

Arrastre0,15 g/h Zn4,32 l/h

127,8 l/h140,6 g/h Zn



132 l/h

151,2 g/l Zn4,32 l/h

Agua residual

4,6 g/h Zn 4,2 l/h

132 l/h

Agua de red

189 g/h Zn5,4 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.6: Esquema comparativo entre la situación actual y la deseada para el sistema parcial decincado de la línea de bastidores

En la figura se presenta una comparación entre la situación actual y la que resulta de estamodificación. En la representación de la situación actual se presentan las concentracionesque se alcanzan en el momento máximo, es decir, poco antes de que se proceda a larenovación con agua de la cuba de recuperación.

La valoración económica tiene en cuenta que se ha conseguido una reducción en el arrastre,de lo que resulta una necesidad de caudal de lavado de 132 l/h.

Las inversiones que hay que realizar son:

- Bomba dosificadora- Modificaciones en tuberías

Los gastos adicionales que se originan son debidos a:

- Costos de financiación- Costos de mantenimiento

Las reducciones de costes que se consiguen son debidos a:

- Electrolito recuperado- Menor cantidad de agua de lavado


206

En la tabla 8.4.11 se analiza económicamente la modificación.


Bomba dosificadoraModificaciones en tuberías

80.00025.000

11

80.00025.000



5.2502.100

11

5.2502.100


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualElectrolito recuperadoAgua de lavado (red)

55 pts/l95 pts/m3

792 l2.233 m3

43.560212.154


Tabla 8.4.11: Valoración económica de la optimización de la técnica de lavado en el módulo de laoperación de cincado (línea de tambores)


207



Módulo de operación:Cincado en bastidor


Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones25-30 Baños de cinc24 Lavado-recuperación23 Lavado R23 = 93





Cincado


3.605 s Valor medio

Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido) 3.600Tiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real) 5 s Extracción excluidaTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producción

10 s Dada la desproporción entre el tiempo de tratamientoy el de escurrido, un ligero incremento de éste, seríainapreciable en el rendimiento


25 s


10 s




propuestaArrastre específico 0,9 l/bastidor 0,72 l/bastidor Valor real establecido experimentalmenteProducción 6 bastidores/h ídem Media anualArrastre horario 5,4 l/h 4,32 l/h Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 35 g/l Zn ídem Valor realArrastre de carga contaminante 189 g/h de Zn 151,2 g/h de cinc Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


208






Observaciones

Volumen de agua de lavado de devolución 0,1 l/h No se restituyeConcentración en el agua de lavado devuelta --Cantidad de carga devuelta 0 g/hEficacia de devolución 0%



propuestaTemperatura del baño de proceso 30ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 0,3 m/s ídem No se aspiraRatio de evaporación específica 0,4 l/h.m2 ídem Valor empíricoSuperficie del baño 10,5 m2 ídemEvaporación horaria 4,2 l/h ídem Valor empírico



Concentración en el baño de proceso 35 g/l de Zn ídemConcentración en la última etapa de lavado(metal)


Criterio de calidad de lavado 400 1.000 Valor actual calculado a partir del arrastre y elcaudal de lavado; valor deseado a partir de lasconcentraciones en baño de proceso y enúltima cuba de lavado




4.200130381912



209

8.4.6.2 Módulos de las operaciones de desengrase-decapado

8.4.6.2.1 Incrementar la vida de los baños de desengrase

Los baños de desengrase hay que renovarlos con cierta frecuencia a causa de la acumulaciónde los aceites y grasas que eliminan y que se van acumulando en ellos. La instalación de unequipo que vaya eliminando esta acumulación redundará en incrementar la vida del baño.Este equipo separador de aceites se puede valorar en 500.000 pts.

Una estimación conservadora permite evaluar la mejora en que se pasaría de una renovaciónmensual, en el caso actual, a dos renovaciones anuales.

En la tabla 8.4.12 se presenta una estudio económico simplificado de la modificación.


Equipo para eliminar aceites y grasas 500.000 1 500.000Suma 500.000


Coste de financiaciónCostes de mantenimiento (2%)Gestión del residuo obtenido en el equipo

25.00010.00015 pts/kg

11650 kg

25.00010.000

9.750Suma 44.750


Baño de desengrase químicoGestión de baños agotados

7,1 pts/l5 pts/l

45.000 l45.000 l

319.500225.000

Suma 544.500Ahorros de costes (anuales) 499.750Período de amortización 1 a

Tabla 8.4.12: Valoración económica de la prolongación de la vida de los desengrases químicos (líneabastidor)

8.4.6.2.2 Aplicación de duchas sobre las cubas de desengrase

Medida

Las cubas de desengrase químico y electrolítico trabajan a alta temperatura, 70ºC, lo queprovoca una fuerte evaporación y permite reponer las pérdidas de evaporación por medio deduchas. De este modo se cumple la doble función de reponer el volumen perdido y deintroducir una recuperación de una buena parte de la disolución que se pierde por arrastre. Elcaudal mínimo de las duchas se establece en aproximadamente 2 litros por bastidor.

Hay dos cubas de desengrase químico y una de electrolítico. La evaporación de las primeraspermite un lavado de todos los bastidores con un caudal de 3 litros por bastidor (18 l/h) y ladel electrolítico, lavan alternativamente un bastidor cada dos que pasan (9 l/h). La cantidadde desengrasante que se reintegra a los baños correspondientes se puede estimaraproximadamente en un 60% para el químico y un 30% para el electrolítico.


210

Para la valoración económica hay que tener en cuenta la inversión de la instalación deduchas.

La reducción de costes conseguida se centra en la menor reposición de desengrase que sedevuelve a los baños Sin embargo, no se tiene en cuenta la incidencia de esta medida en loslavados.


Instalación de duchas 200.000 3 600.000Suma 600.000



30.00012.000

11

30.00012.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualDesengrase químico (baño)Desengrase electrolítico (baño)

7,1 pts/l8,42 pts/l

15.552 l7.776 l

110.41965.474


Tabla 8.4.13: Valoración económica de la aplicación de duchas de lavado sobre el baño de desengrasequímico

Rentabilidad

Para la valoración económica se han tenido en cuenta las siguientes partidas:

- inversión de dos sistemas de duchas sobre el baño de desengrase químico y uno sobre elelectrolítico.

- costes de mantenimiento de los mismos.- ahorro de baño de desengrase.

No se ha incluido en este cálculo la reducción de costes debido a una menor carga a tratar nila no calidad.

Valoración

Se ahorrarán costes anuales de al menos 134.000 pesetas, amortizándose la inversión enmenos de 5 años. Sin embargo, esta mejora sólo tiene sentido si se combina con una medidade incremento de la vida del baño por introducción de un separador de aceites y porsustitución por un producto de desengrase no emulgente.


211

8.4.6.2.3 Supresión de lavado de neutralizado y optimización de la técnica de lavadode las operaciones de desengrase y decapado

El lavado de neutralizado se puede considerar superfluo en un sistema de este tipo. Susupresión deja una posición libre que se puede utilizar para modificar el esquema de lavadosde los procesos de desengrase y decapado.

De esta forma el neutralizado pasaría a la posición 15. Las posiciones de lavado dedesengrase y decapado serían 9, 10 y 11. El funcionamiento sería: después del desengrase,lavado sucesivo en las posiciones 9 y 10; después del decapado, lavado sucesivo en lasposiciones 11 y 10. El agua entra por la posición 10 y se reparte hacia 9 y 11, de las que salepara depuración. En el siguiente esquema queda reflejado el movimiento de los bastidores,comparado con la situación inicial, en la que se incluyen también las otras medidascontempladas para este módulo de operación.

LAVADO DE RED

0,61 g/l HCl 15

Arrastre 5,4 l/h



DECAPADO

197,2 g/l HCl 14-12

NEUTRALIZADO

56,9 g/l HCl 11

LAVADO DE RED

2,11 g/l HCl 10

LAVADO DE RED




DESENGRASEQUÍMICO

35 g/l reactivos 7-6

5,4 l/h5,4 l/h

500 l/h

500 l/h

500 l/h 500 l/h

500 l/h

500 l/h

Agua residual

NEUTRALIZADO

56,9 g/l HCl 15

Arrastre 4,3 l/h

DECAPADO

197,2 g/l HCl 14-12

LAVADO ENCASCADA

8,1 g/l HCl 11



DESENGRASEQUÍMICO

35 g/l reactivos 5

4,3 l/h4,3 l/h

103 l/h

Agua residual

LAVADO ENCASCADA

0,17 g/l HCl0,07 g/l reactivos 10

LAVADO ENCASCADA


4,3 l/h

Separadorde

aceite

Aceiteresidual

103 l/h

206 l/h

103 l/h

103 l/h

Agua de redAgua de red


6 l/h

12 l/h

5,4 l/h

5,4 l/h

18 l/h

6 l/h

18 l/h

6 l/h

18 l/h

6 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.7: Optimización de la técnica de lavado en el módulo de operación del desengrase-decapado(línea bastidor)


212

Aplicando un criterio de lavado de 500 para esta parte del proceso, resulta que el caudal deagua necesario es de 206 l/h.

El estudio económico de esta modificación se refleja en la siguiente tabla.


Modificación del programa de movimientos delcarroRotámetroModificaciones en cubas y líneas de agua

100.000 pts10.000 pts50.000 pts

111

100.00010.00050.000



9.600 pts3.200 pts

11

9.6003.200


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de lavado 95 pts/m3 7.764 m3 737.580


Tabla 8.4.14

8.4.6.3 Operaciones de pasivado

8.4.6.3.1 Reducción de la concentración de Cromo VI del pasivado amarillo

La medida ya se ha presentado en el apartado correspondiente de la línea de bombo.

8.4.6.3.2 Optimización de la técnica de lavado

La optimización de la técnica de lavado es similar a la medida presentada en el apartado8.4.5.3.2

Sin embargo el efecto de reducir la carga contaminante de crómico sobre la resina esmáximo puesto que el lavado tras el pasivado amarillo se encuentra directamente conectadoal intercambio iónico, mientras que en la línea de bombos se trataba de un lavado estancorenovado semanalmente.


213

8.4.7 Concepto básico de tratamiento de aguas residuales

8.4.7.1 Observaciones preliminares

El concepto de tratamiento de aguas residuales para la empresa C parte de las siguientesbases:

- la limitación de espacio y la imposibilidad de tratar una carga por turno determina elplanteamiento de tratamiento, que se decanta por un sistema semidiscontinuo, en el quelas aguas más tóxicas (cromo VI) se reducen por cargas y el resto en continuo.

- debido a la falta de personal técnico, la empresa debe tener capacidad para tratar lascargas de detoxificación de aguas crómicas una vez cada tres turnos de trabajo.

- los baños agotados de desengrase químico incrementarían su vida al menos de uno atres meses por instalación de separadores de aceite (suposición conservadora).

- las bases de cálculo de los caudales en continuo se realizan a partir de las líneasoptimizadas de tambor y bastidor resumidas en las figuras 8.4.8 y 8.4.9

Estos supuestos permiten calcular el caudal de aguas residuales en continuo (tabla 8.4.15) yla generación de baños agotados en discontinuo (tabla 8.4.16).

Operaciones Caudal Horario Total continuo CaracterizaciónLavado tambor

(l/h)Lavado bastidor

(l/h)(l/h) aguas residuales

• Desengrases 149 103 252 alcalinas• Decapados 149 103 252 ácidas• Cincados 112 128 240 ácidas• Pasivados 100 100 200 crómicasTOTAL 510 434 944

Tabla 8.4.15: Diferentes corrientes de aguas residuales en continuo

Baños Frecuencia reposición(semanas)

Discontinuos Tambor(m3)

Discontinuos Bastidor(m3)

• Desengrase químico 12 2,5 5• Desengrase electrolítico 4 1,6 3• Decapados 8 2,5 6• Neutralizados 1/4 1,2 2,6• Activado 1 - 2,5• Pasivado amarillo 2 1,2 2,5• Pasivado azul 2 1,2 2,5• Pasivado verde 12 1,2 -• Pasivado negro 24 1,3 -

Tabla 8.4.16: Generación de baños agotados y frecuencia de reposición para la línea de tambor ybastidor. Adicionalmente debe preverse un regenerado de resina de 1 m3/día (máximo)


214

NEUTRALIZADO 15

DECAPADO (2m) 14-12

PASIVADO AZUL (2s) 21


Agua de red


CINCADO (>>5a) 30-25

LAVADO CASCADA 24

LAVADO CASCADA 23

ACTIVADO (1s) 22

LAVADO 20

PASIVADO AMARILLO (2s) 19

LAVADO 18


SELLADO 16

LAVADO CASCADA 11

LAVADO CASCADA 10

LAVADO CASCADA 9



SECADO 5-3

Intercambioiónico

(pasivado)

Aguas residuales

4,2 l/h

132 l/h

206 l/h

1.000 l/h

F

103 l/h

103 l/h

9 l/h

18 l/h

127,8 l/h

4,2 l/h

1.000 l/h

132 l/h

100 l/h

100 l/h Reduccióncrómico

100

l/h

100

l/h

9 l/h

18 l/h

103 l/h

103 l/h

Separadorde aceite

Aceite residual

Aguadesionizada

IHOBE, S.A.

Figura8.4.8: Esquema de la línea de bastidores, con todas las modificaciones propuestas incorporadas


215

NEUTRALIZADO (1s) 11

PASIVADO AZUL (1m) 17

F=Filtro en continuoCA=Carbón activo


Agua de red


CINCADO (>5a) 28-21

LAVADO ESTANCO 20



F

LAVADO 16

PASIVADO AMARILLO (2m) 15

LAVADO 14


PASIVADO VERDE OL. (3m) 12

DECAPADO (1m) 10-9

LAVADO CASCADA 8

LAVADO CASCADA 7



PASIVADO NEGRO (6m) 2

Intercambioiónico

(pasivados)

Aguas residuales

8,3 l/h

8,3 l/h

120 l/h

298 l/h

800 l/h

CA

8,3 l/h

120 l/h

100 l/h

100 l/h

LAVADO CASCADA 6

149 l/h

149 l/h

8 l/h

4 l/h

111,7 l/h

800 l/h

149 l/h

149 l/h

Reduccióncrómico(carga)

100

l/h

100

l/h

Separadorde aceite

Aceite residualAgua desionizada

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.9: Esquema de la línea de tambores con todas las modificaciones propuestas incorporadas

Asimismo, tomando como base las dos tablas anteriores se puede estimar el volumen de losdiferentes tipos de agua residual generado (tres turnos, 24 horas) diariamente. Las corrientessegregadas son:

- las aguas ácidas, que incluyen los lavados de decapados y cincados.


216

- las aguas alcalinas, que incluyen los lavados de los desengrases químicos yelectrolíticos.

- las aguas crómicas, que incluyen los lavados de los pasivados, además de los eluatos delas resinas específicas de intercambio iónico.

Las dos primeras corrientes se tratarían en continuo, aún y cuando harían falta dos depósitosde almacenamiento de concentrados agotados (de aprox, 10 m3 para los alcalinos y aprox. 6m3 para los ácidos). La tercera corriente se trataría por cargas, al ser la más problemática(depósito de almacenamiento de aprox. 12 m3).

Tipo aguasresiduales

Caudal horario(l/h)

Continuo (l/d) Discontinuo (l/d) TOTAL (l/d)

• ácidas 492 11.808 3.000 14.808• alcalinas 252 6.048 2.500 8.548• crómicas 200 4.800 2.500 7.300

Tabla 8.4.17: Caudal diario por tipo de corrientes (para dimensionamiento)

8.4.7.2 Descripción del proceso de tratamiento

El proceso de tratamiento consta de una reducción de cromo por cargas y una neutralización-floculación-decantación-filtración en continuo, tal y como se observa en la figura adjunta.

El proceso consiste en:

• Segregación de aguas residuales

- la segregación de aguas residuales se realiza entre las aguas crómicas y no crómicas.- los eluatos de la regeneración de resinas de intercambio iónico se trasvasan al depósito

de almacenamiento de aguas crómicas (catión y anión).- los derrames de la línea se vehiculan asimismo al depósito de almacenamiento de aguas

crómicas por seguridad.

• Reducción del cromo VI

- llenado de la cuba de reacción con aguas crómicas.- ajusta de pH a 2-2,5 si necesario.- dosificación estequiométrica de bisulfito sódico (NaHSO3) controlando la reacción por

potencial redox (rH).- reacción de reducción durante 15 minutos. El programa para automáticamente.- determinación manual “in situ” (con un kit) de finalización de la reacción.- bombeo al depósito de concentrador ácidos.

• Neutralización, decantación y filtrado.

- ajuste constante de pH 8 controlado por pHmetro. Las aguas ácidas y alcalinas delavado fluyen en continuo. Para evitar un consumo excesivo de productos químicos,dosificar en la medida de lo posible concentrados ácidos y alcalinos para el ajuste delpH.


217

- las aguas neutralizadas se llevan a la cuba de floculación. El floculante permite unarápida decantación del lodo. El agitador debe rotar muy lentamente para evitar ladestrucción de los flóculos.

- separación de lodos en el decantador.- ajuste final de pH de las aguas tratadas y vertido a cauce o colector.- el filtrado se trasvasa a la cuba final de neutralización. En caso de contener materia en

suspensión se vehicula nuevamente al espesador de lodos.

Depósito deconcentrados

alcalinos

Depósito deconcentrados

ácidos

Aguascrómicas

< 7 m3/día

12 m3 10 m3 6 m3

pH

~ 4 m3

Reducción de cromopor cargas

Filtro prensa

Containerlodos

Espesador de lodos10 m3

< 3 m3/día < 2,5 m3/día

pH

H2SO4 NaHSO3

pH

4 m3

Neutralizaciónen continuo

HCl NaOH

Concentrados y aguasde lavado crómicas

Aguas de lavadoácidas yalcalinas

1,5 m3

Floculante

Floculaciónen continuo

4 m3 1,5 m3

pH

HCl NaOH

0,5 m3

pH

Cauce ocolector

Decantaciónen continuo

Neutralizaciónfinal en continuo

Controlfinal

Filtrado

Concentradosácidos

Concentradosalcalinos

~ 18 m3

Determinaciónmanual fin reacción

IHOBE, S.A.

Figura 8.4.10: Diagrama del proceso de tratamiento de aguas residuales propuesto. Eldimensionamiento es aproximado


218

8.5 EMPRESA D


La empresa D dedica su actividad a los recubrimientos electrolíticos a terceros. Lavariabilidad de piezas que trata es muy grande. Los sectores a los que da servicio sonvariados y entre ellos los más importantes son la cerrajería, el automóvil, etc. Tiende aprocesar piezas poco habituales, con acabados muy especializados, de los sectoresaeronáutico y del automóvil, ideales para un proceso manual.

Las piezas que se procesan en bastidor pueden ser de zamak (75%), latón (20%) y acero(5%).

Tecnología

El proceso de recubrimientos electrolíticos que se estudia es un recubrimiento multicapa decobre, níquel y cromo. En la empresa hay más operaciones de acabados.

Tratamiento del agua residual

El agua residual de los lavados de las distintas fases de las líneas se tratan en una depuradorafísico-química en semi discontinuo. Esto es, la precipitación por incremento de pH, lafiltración en filtro-prensa y la corrección de pH previo al vertido de los efluentes depuradosse realiza en continuo para proceder al vertido a colector.

Por otro lado, las aguas crómicas se tratan en discontinuo para reducir el cromo VI a cromoIII y las cianuradas, también en discontinuo, para oxidar el cianuro.


La plantilla es de aproximadamente 15 trabajadores, de los cuales 11 están adscritos a laslíneas galvánicas.


La empresa está situada en un polígono industrial, a cierta distancia del centro urbano.

Procesos de recubrimientos electrolíticos

En la empresa a se han estudiado los módulos de la operación de cobreado, niquelado ycromado. Asimismo se analiza muy superficialmente el módulo de la operación dedesengrase.


219

8.5.2 Descripción del proceso - Línea de recubrimiento

La línea está compuesta por los siguientes sistemas parciales:

− Desengrase químico− Desengrase electrolítico− Neutralizado− Cobre cianurado− Neutralizado− Niquelado− Cromo negro− Cromo decorativo

El desengrase químico (pos. 1) se realiza en un medio alcalino, y está seguido de un lavadoen ciclo abierto en una sola etapa. La siguiente etapa es el desengrase electrolítico (pos. 3, 4)con dos cubas de distinta formulación: una para las piezas de acero y otra para las de zamaky latón. Posteriormente hay una etapa de lavado común a las dos, en circuito abierto.

El neutralizado (decapado) se realiza en un medio ácido (pos. 6), con ácido sulfúrico, tras elque se realiza un lavado en cascada de dos etapas con agua de red.

El sistema parcial de cobreado, al que sólo van las piezas de zamak, comienza con undepósito de cobre tipo “flash” (pos. 9), al que siguen dos cubas de cobreado alternativas(pos. 10, 11). Posteriormente hay una cuba estanca de recuperación que sólo se utiliza parareponer el volumen perdido en los baños de cobre, incluido el de flash. Finalmente hay unlavado de dos etapas en cascada.

Posteriormente hay un neutralizado con disolución ácida de sulfúrico (pos. 15) y lavado enuna etapa en circuito cerrado, previo al niquelado.

El niquelado (pos. 17, 18) consta de dos cubas alternativas, una cuba de recuperación quesólo se utiliza para reponer las pérdidas de volumen de los baños de níquel a causa de laevaporación y un lavado en cascada de tres etapas. Todas las piezas pasan por este sistemaparcial.

A partir de aquí, el 65% de las piezas van a la operación de cromo negro (pos. 24), el 10% ala de cromo decorativo (pos. 28) y el 25% restante van a otros acabados no contemplados eneste estudio.

La operación de cromo negro comienza por un lavado adicional con agua desionizada encuba estanca que se renueva diariamente, seguido del baño de proceso. A la salida de estebaño las piezas reciben un lavado en cascada de tres etapas. Adicionalmente, también pasanpor las etapas de lavado correspondientes al cromo decorativo, incluida la que contiene elreductor.


220

Aguas residualesF=Filtro en continuoES=Electrolisis selectivaCA=Carbón activoOC=Oxidación catódicaII=Intercambio iónico


Agua de red

Final

Desengrase químico (2s) 1Lavado de red (1s) 2

Desengrase electrolítico (acero) (1s) 3Desengrase electrol. (zamak y latón) (1s) 4Lavado de red (1s) 5

Neutralizado (1s) 6Lavado en cascada (1s) 7Lavado en cascada (1s) 8

Cobreado (>10a) 10

Lavado estanco (2s) 12Lavado en cascada (1s) 13Lavado en cascada (1s) 14

Neutralizado (1s) 15Lavado de red (1s) 16

Niquelado (>10a) 17Niquelado (>10a) 18Lavado estanco (6m) 19

Cromo decorativo (>10a) 28

Cobre “flash” (3m) 9

Cobreado (>10a) 11

Lavado en cascada (1s) 20Lavado en cascada (1s) 21Lavado en cascada (1s) 22

Lavado desionizada (1d) 23Cromo negro (>10a) 24Lavado en cascada (1s) 25Lavado en cascada (1s) 26Lavado en cascada (1s) 27

Lavado estanco 29Lavado en cascada (1s) 30Reducción (1s) 31Lavado en cascada (1s) 32Lavado desionizada (1d) 33

Variable

Variable

80 l/h

100 l/h

8,13 l/h 8,13 l/h3,44 l/h3,44 l/h1,25 l/h

Variable

8,75 l/h 8,75 l/h4,38 l/h4,38 l/h

100 l/h

1.000 l/h

1,88 l/h1,25 l/h

200 l/h

1,25 l/h3,44 l/h3,44 l/h

Oxidacióncianuro

80 l/h

4,38 l/h4,38 l/h

Reduccióncrómico

1,25 l/h

Otrosacabados


IHOBE, S.A.

Figura 8.5.1: Diagrama de proceso de la línea de la empresa D

La operación de cromo decorativo consta del baño de proceso, una cuba de recuperación quese utiliza, al igual que en los casos anteriores, únicamente para reponer el volumen perdidopor la evaporación en el baño de proceso y un lavado en cascada de dos etapas. Intercaladoentre las dos etapas de lavado hay una cuba estanca con un reductor para que comience


221

desde ahí la reducción del cromo vi de las aguas de lavado. Finalmente hay un lavado conagua desionizada en cuba estanca que se renueva diariamente.

El esquema anterior muestra la línea, los movimientos de los bastidores, el tiempo en el quese renuevan los diferentes baños y alguna información más.

El proceso estudiado es en bastidor y el transporte de los mismos es manual. El ritmo demovimiento de los bastidores no es el mismo para todos los casos; varía en función de lostipos y espesores de recubrimientos específicos que recibe, pero se puede tomar como valormedio aceptable el de 38 por hora para los procesos que afectan a la totalidad de las piezas(pretratamientos, niquelado) y el porcentaje que corresponda para los demás procesos. Cadabastidor tiene una superficie media de 0,3 m2. El arrastre medio que se ha establecido paralas diferentes cargas y procesos es de 150 ml/m2. Se trabajan 8 horas diarias, 240 días al año.

Producción 38 bastidores/horaSuperficie bastidor 0,15 l/m2

Arrastre medio 0,3 m2/bastidorArrastre horario 1,7 l/hTiempo de trabajo 8 h/díaTabla 8.5.1: Datos de producción y arrastre de la línea estudiada


• Medidas dirigidas a alargar la vida del baño

- filtración periódica de los baños de cobre cianurado.

- filtración diaria de los baños de níquel. La empresa D utiliza cartuchos de filtración yaditiva periódicamente carbón activo a la citada operación.

- electrólisis selectiva en el baño de níquel (chapa ondulada) a baja densidad de corrientepara reducir el contenido de contaminante de cobre y cinc.

• Reducción de arrastres

Las medidas de minimización de arrastres a aplicar en una instalación manual son máslimitadas que en una automática. Sin embargo se han realizado una serie de actuaciones,como:

- reducción de la concentración de ácido crómico en el baño de cromado decorativo de un20%. En la actualidad se trabaja a 180 g/l de CrO3 frente a los 220 g/l iniciales.

- reducción del arrastre de cromo negro por soplado manual. El cromo negro, unelectrolito muy sensible a la contaminación y de coste elevado, es altamente viscoso portrabajar a temperatura ambiente y alcanzar una concentración de 450 g/l de CrO3. En laexperiencia a escala piloto se consiguió reducir en un 50% los arrastres.

• Optimización de la técnica de lavado


222

- la incorporación de al menos tres etapas de lavado por operación (salvo pretratamiento)ha permitido que el taller reduzca fuertemente el caudal de agua (>70%) frente a lasituación en el antiguo emplazamiento.

- la limitación de la sección de la tubería de aporte de agua de red. En la actualidad no esposible consumir más de 3 m3/h en la empresa D, lo que garantiza la no sobrecarga de laplanta de tratamiento de aguas residuales y la limitación del consumo de agua. Aún ycuando el caudal máximo total permitido es elevado, el concepto base supone unamedida preventiva adecuada.

• Devolución de electrolito arrastrado al baño

- devolución de electrolito de cobre. La eficacia de la cuba de recuperación de cobre sesitúa en un 85%, lo que además de suponer un ahorro económico importante permite uncaudal de lavado más bajo. La alta eficacia es debida a la importante evaporaciónexistente, al reducido volumen de la cuba de recuperación (250 l), así como al arrastrelimitado de electrolito de 1,3 l/h.

- devolución de electrolito de níquel. La eficacia de la cuba de recuperación, esto es, larelación entre electrolito arrastrado y recuperado, es del 84%.

- devolución de electrolito de cromo decorativo. La devolución de electrolito de cromo esdel 88% respecto al arrastre. Esta alta eficacia es debida fundamentalmente al escasonúmero de piezas que se croman en brillante, lo que incide en un arrastre muy reducido(0,17 l/h).

• Optimización del tratamiento

- detoxificación por cargas de las aguas y semiconcentrados cianurados y crómicos.

8.5.4 Propuestas de minimización - Módulo de la operación de desengrase

8.5.4.1 Optimización del criterio de calidad de lavado la técnica de enjuague

Medida

En la actualidad se lava de forma intuitiva, procurando evitar que surjan problemas en lacalidad del depósito, pero se desconoce el caudal que se utiliza y el criterio de lavado (CL).

Particularmente en los casos en que el lavado es de una sola etapa (desengrases), lanecesidad de agua para un buen lavado podría llegar a ser muy elevada. Hay que tener encuenta que no hay posibilidad de añadir nuevas etapas por falta de espacio.

Se podría sugerir que se utilicen las dos etapas de lavado actuales de los dos desengrasespara que sean una cascada de dos etapas en la que laven las piezas que salen de todos losdesengrases. Así se puede alcanzar un buen criterio de lavado (500) con sólo 75 l/h decaudal. Si actualmente se estuviera en este mismo criterio se estarían gastando 1.710 l/hentre los dos lavados. Aunque no se conocen los caudales, sí se puede asegurar que los


223

actuales son menores, quizá del orden de 500 l/h entre los dos, en cuyo caso, el criterioactual de lavado sería del orden de 150. Con la medida que se propone, además de un fuerteincremento en dicho criterio de lavado (lo que implica mejora en la calidad), se consigue unahorro en agua de red que se puede valorar en algo menos de 100.000 pts/a, con unapequeña inversión en un rotámetro y en cambiar las tuberías necesarias para ello. Hay queindicar que también se incrementa el trabajo manual para los lavados y el tiempo necesariopara hacerlos.

El siguiente esquema ilustra la comparación entre las dos situaciones.

DESENGRASEQUÍMICO

41,7 g/l reactivo 1

LAVADO

0,28 g/l reactivo 2

DESENGRASE ELEC.(ACERO)

80 g/l reactivo 3

DESENGRASE ELEC.(ZAMAK Y LATÓN)

64 g/l reactivo 4

Arrastre1,71 l/h


SITUACIÓN ACTUAL

~ 250 l/h

LAVADO DE RED

50,49 g/l reactivo

~ 250 l/h

~ 250 l/h~ 250 l/h

1,71 l/h

1,71 l/h

1,71 l/h

Agua de red Agua residual

DESENGRASEQUÍMICO

41,7 g/l reactivo 1

LAVADO CASCADA

2,15 g/l reactivo 2

DESENGRASE ELEC.(ACERO)

80 g/l reactivo 3

DESENGRASE ELEC.(ZAMAK Y LATÓN)

64 g/l reactivo 4

Arrastre1,71 l/h



85 l/h

LAVADO CASCADA

583 mg/l reactivo

85 l/h

85 l/h

3,42 l/h

1,71 l/h

1,71 l/h


IHOBE, S.A.

Figura 8.5.2: optimización de la técnica de lavado en las operaciones de desengrase


224

Evaluación

El estudio económico de esta medida figura en la siguiente tabla.


RotámetroNuevo trazado de tuberías

10.000 pts25.000 pts

11

10.00025.000



1.750700

11

1.750700


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de red (estimación) 113 pts/m3 816 m3 92.208


Tabla 8.5.2: Valoración económica de la optimización de la técnica de lavado en los desengrases

8.5.5 Propuestas de minimización - Módulo de operación del Cobreado

Este sistema está trabajando en la actualidad con una recuperación diaria discontinua (unavez al acabar la jornada). El volumen recuperado es de 65 litros, que se reparten entre lacuba de cobre flash (10 l) y las de cobreado. El caudal de lavado en la doble cascada es de80 l/h. El criterio de lavado que resulta es 12.600, al acabar el día, cuando lasconcentraciones en las etapas de lavado son más altas.


225

COBREADO

10-11

Evaporación6,88 l/h


SITUACIÓN ACTUAL = SITUACIÓN PROPUESTA

50 g/l Cu75 g/l CN5 g KOH/l

LAVADO ESTANCO

126,8 g/l Cu

Agua de red

8,5 g/h Cu1,25 l/h

Agua residual

1,28 l/h

6,1 g/h Cu 1,28 l/h

Arrastre2,2 mg/h Cu1,28 l/h

Oxidaciónde cianuro

COBRE “FLASH”

9


15 g/l Cu22 g/l CN3,5 g KOH/l

19,2 g/h Cu 1,28 l/h

8,7 g/h Cu 1,28 l/h

LAVADO CASCADA

13

LAVADO CASCADA

14

0,11 g/l Cu

1,7 mg/l Cu

46,8 g/h Cu6,88 l/h

8,13 l/h

80 l/h

80 l/h8,7 g/h Cu 80 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.5.3: Situación actual, ya optimizada, del módulo de operación del cobreado

La recomendación que se podría hacer es para que se instalen unas pequeñas bombasdosificadoras y se realice la recuperación en continuo, controlando los niveles de los bañosde cobre y reponiendo a la cuba de recuperación a partir de la primera de lavado. Una vezrealizados los cálculos para saber las concentraciones de equilibrio de la nueva situación y elbalance de materiales que resulta de ellas, se encuentra que no se consigue ningún ahorro.De esta forma puede resultar poco atractiva la medida.


226

También se podría recomendar la realización de un enjuague previo en la cuba derecuperación, en el paso de los bastidores del lavado de neutralizado al cobre flash, pero espoco práctico para un proceso manual, por lo que no se estudia en detalle esta mejoraposible.

8.5.6 Propuestas de minimización - Módulo de operación del niquelado

8.5.6.1 Reducción del criterio de calidad de lavado

Medida

En este sistema parcial, el lavado se realiza en cuba estanca de recuperación a la que sigueuna triple cascada en circuito abierto. El criterio de lavado que se obtiene de esta forma esalgo mayor que un millón.

El criterio de lavado utilizado es excesivo para la calidad requerida. Se puede proponer quese trabaje con 10.000. Con este criterio no es posible la restitución total del electrolitoutilizando las cuatro cubas disponibles, pues sería necesario un caudal de 17 l/h frente a los8,75 l/h que hay que reponer a los baños para compensar la evaporación. Por ello hay quetomar una solución intermedia consistente en una recuperación en continuo en tres etapas encascada y un lavado final de una etapa en circuito abierto, para la que son necesarios los 100l/h que se consumen actualmente.

En el la figura 8.5.4 se presenta un esquema comparativo entre la situación actual y la que sederiva de implantar esta medida.

NIQUELADO

17-18


LAVADO CASCADA

0,15 g/l Ni 20

LAVADO CASCADA

2,6 mg/l Ni 21

100 l/h15,4 g/h Ni


SITUACIÓN ACTUAL

100 l/h

55 g/l Ni

RECUPERACIÓN

9,0 g/l Ni 19

LAVADO CASCADA

220,044 mg/l Ni

Agua de red

94,05 g/h Ni1,71 l/h

100 l/h

100 l/h

8,75 l/h

78,7 g/l Ni8,75 l/h

Agua residual

Arrastre1,71 l/h0,075 mg/h Ni

NIQUELADO

17-18

RECUPERACIÓN

10,7 g/l Ni 19

RECUPERACIÓN

2,03 g/l Ni 20



55 g/l Ni

RECUPERACIÓN

210,34 g/l Ni

Agua de red

94,05 g/h Ni1,71 l/h

8,75 l/h

100 l/h

93,6 g/l Ni8,75 l/h

Agua residual


CA F CA F

8,75 l/h

LAVADO

2255 g/l Ni

Arrastre1,71 l/h96 mg/h Ni

49 mg/l Ni8,75 l/h

0,51 g/l Ni91,25 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.5.4: Optimización de la técnica de lavado del módulo de niquelado


227

Rentabilidad

La rentabilidad de la medida se basa en el incremento en la recuperación de electrolito conlas consecuencias en costes de depuración y en gestión del residuo, además del valor delpropio electrolito recuperado. Para ello es necesario hacer una inversión en unas bombasdosificadoras que realicen el trasiego entre las etapas de recuperación, en modificar lastuberías entre cubas para la nueva estructura y en instalar un pequeño rotámetro en laentrada de agua de lavado, para conocer y controlar el caudal.

En la tabla 8.5.3 figura el estudio económico de esta medida.


Bomba dosificadoraNuevo trazado de tuberíasRotámetro

80.000 pts50.000 pts10.000 pts

411

320.00050.00010.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiación (5%)Costes de mantenimiento (2%)

19.0007.600

11

19.0007.600


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualElectrolito de níquelSosa para tratamiento (NaOH 50%)Gestión de lodos (inc. transporte)

190 pts/l30 pts/l20 pts/kg lodo

2.729 l315 l984 kg lodo

518.5109.450

19.680Suma 547.640

Ahorros de costes (anuales) 521.040Período de amortización 0,8 a

Tabla 8.5.3: Valoración económica de la optimización de la técnica de lavado en el módulo de laoperación de niquelado


228

Datos de Proceso. Hoja 1Empresa D

Línea de recubrimientos electrolíticos:Multicapa Cu/Ni/Cr



Nº de posición Denominación de la etapa Observaciones17, 18 Baños de níquel19 Recuperación20 Lavado en cascada R20 = 5821 Lavado en cascada R21 = 5822 Lavado en cascada R22 = 58


Compuesto Concentración ObservacionesNíquel 55 g/lSulfato 45 g/lCloruro 35 g/lÁcido bórico 25 g/l Tamponante (control de pH)



Instalaciones manuales no pueden incrementartiempos de escurrido

Duración de la operación limitante para la producción (incluido elescurrido)Duración de la operación del módulo estudiado (sin escurrido)Tiempo de escurrido tras el baño de proceso (estado real)Tiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin reducción de la producciónTiempo máximo de escurrido posible tras la operación estudiadasin perjuicio de la calidad (pasivación, secado)Tiempo de escurrido tras la operación estudiada (situaciónpropuesta)Minimización del arrastre del baño de proceso



propuestaArrastre específico 0,045 l/bastidor Ídem Valor real establecido experimentalmenteProducción 38 bastidores/h ÍdemArrastre horario 1,71 l/h Ídem Establecido a partir del arrastre específico y la

velocidad de pasoConcentración en el baño 55 g/l de Ni Ídem Valor realArrastre de carga contaminante 94,05 g/h de Ni Ídem Establecido a partir de las concentraciones y del

volumen de arrastre


229

Datos de Proceso. Hoja 2Empresa D

Línea de recubrimientos electrolíticos:Multicapa Cu/No/Cr




Observaciones

Volumen de agua de lavado de devolución 8,75 l/h Valor medio (es intermitente)Concentración en el agua de lavado devuelta 9 g/l Valor medioCantidad de carga devuelta 78,75 g/h Obtenido a partir del volumen y la concentración del agua de lavadoEficacia de devolución 83,7% Obtenido a partir del volumen arrastrado y el devuelto



propuestaTemperatura del baño de proceso 60ºC ídemVelocidad de aspiración sobre el baño 0,3 m/s ídem Ligera aspiraciónRatio de evaporación específica 1,86 l/h.m2 ídem Valor empíricoSuperficie del baño 4,7 m2 ídemEvaporación horaria 8,75 l/h ídem Valor empírico




0,04 mg/l 5,5 mg/l chequear grado de aceptabilidad real del valorpropuesto

Criterio de calidad de lavado ≈ 1.250.000 10.000 Valor actual calculado a partir del arrastre y elcaudal de lavado; valor propuesto a partir delas concentraciones en baño de proceso y enúltima cuba de lavado




17.09816936159



230

8.5.7 Propuestas de minimización - Módulo de operación de cromado decorativo

En este sistema hay una etapa de recuperación estanca que sólo se utiliza para reponer lapérdida de volumen del baño debida a la evaporación (se desconoce la tasa de evaporación,pero es tal que la concentración en la cuba de recuperación es muy inferior a la del baño).También hay disponibles tres cubas para lavado, pero una de ellas se utiliza para reducciónde crómico por medio de inmersión de los bastidores en una disolución concentrada debisulfito sódico. Así el lavado resulta ser de una doble cascada, con un caudal de 200 l/h.

La reducción del crómico es parcial (con respecto al crómico contenido en las aguas delavado de la línea), por lo que no se puede evitar que en el tratamiento exista un módulopara la reducción de crómico.

La medida que debe estudiarse es la supresión de la cuba de reducción y su conversión enuna de lavado. Así se puede realizar un lavado en triple cascada. Además, para asegurar lacalidad de los acabados, se puede mantener el criterio de lavado final actual. En estasituación, la necesidad de caudal de agua de lavado es de 55 l/h.

La figura 8.5.5 presenta una comparación entre la situación actual y la que se deriva de laadopción de la medida.


231

CROMODECORATIVO

28


LAVADO CASCADA

9,4 mg/l CrO3 30

200 l/h1,88 g/h Cr


SITUACIÓN ACTUAL

200 l/h

180 g/l CrO3

RECUPERACIÓN

21,5 g/l CrO3 29

REDUCCIÓN

311,7 mg/l CrO3

Agua de red

30,6 g/h CrO3 0,17 l/h

200 l/h

1,25 l/h

26,9 g/h CrO31,25 l/h

Agua residual

CROMO DEC.

28

LAVADO CASCADA

30

LAVADO CASCADA

31


LAVADO CASCADA

32


70 l/h

0,17 l/h

3,6 g/h CrO3 0,17 l/h

12 mg/h CrO3 1,28 l/h

Arrastre1,28 l/h

2,2 mg/h CrO3 1,28 l/h

LAVADO CASCADA

0,01 mg/h CrO3 1,28 l/h

0,011 mg/l CrO3 32

LAVADODESIONIZADA

<1 µg/l CrO3 32

De Cr negro1,11 l/h<1 mg/h CrO3

Reduccióncrómico

1 g/l H2SO4180 g/l CrO3

30,6 g/h CrO3 0,17 l/h

26,9 g/h CrO31,25 l/h

RECUPERACIÓN

21,5 g/l CrO3 29

De Cr negro1,11 l/h<1 mg/h CrO3

3,6 g/h CrO3 0,17 l/h

52 mg/l CrO3

0,95 mg/l CrO3

0,017 mg/l CrO3

1,25 l/h



Arrastre1,28 l/h

LAVADODESIONIZADA

<1 µg/l CrO3 33

3,68 g/h CrO370 l/h

Reduccióncrómico

0,17 l/h

IHOBE, S.A.

Figura 8.5.5: Propuesta de optimización de la técnica de lavado del módulo de cromado decorativo

Rentabilidad

La rentabilidad de esta medida está basada en que se ahorra parcialmente agua de lavado.Por otra parte, no es despreciable el ahorro en bisulfito ya que en la situación actual sepierde una buena cantidad por arrastre al ser alta la concentración en la cuba de reducción(del orden de 65 kg/a). Sólo hay que invertir en un rotámetro para medir y controlar elcaudal de agua y en modificar adecuadamente las tuberías entre cubas.

En la siguiente tabla se presenta la valoración económica de la medida.


232


Nuevo trazado de tuberíasRotámetro

25.000 pts10.000 pts

11

25.00010.000


Denominación Precio/unidad Cantidad Costes (pts)Coste de financiaciónCostes de oportunidad (2%)

1.750 pts700 pts

11

1.750700


Denominación Precio/unidad Cantidad Ahorro anualAgua de lavado 113 pts/m3 278 m3 31.414


Tabla 8.5.4: Evaluación económica de la conversión de la técnica actual de lavado de la operación decromado decorativo en un lavado en triple cascada

Valoración

Dado que el ahorro total de la medida es reducido, se considera que una toma de decisión alrespecto depende de la eficacia real del enjuague de las piezas de geometría másdesfavorable del lavado en triple cascada.

Anexo I - Evaluación esquemática comparativa de las medidas de minimización.

233

ANEXO I

9. EVALUACIÓN ESQUEMÁTICA COMPARATIVA DE LAS MEDIDAS DEMINIMIZACIÓN

En las tablas I.1 a I.8 se evalúan de modo esquemático las principales técnicas y prácticas deminimización segregadas por tipos de medidas (prolongación de la vida del baño, reducciónde arrastres, devolución de baño arrastrado, ...).

El objeto de esta valoración esquemática consiste en facilitar una selección de potencialesmedidas de minimización a estudiar, en el marco de la Metodología de Aplicación de laMinimización presentada en el capítulo 7.1. De este modo la empresa podrá descartar desdeun inicio ciertas alternativas por su escasa rentabilidad económica, el bajo grado de aplicaciónen el sector y por consiguiente el riesgo técnico que supone la introducción de la citadatecnología.

Cada práctica o medida de minimización se ha evaluado de modo semicuantitativo en funciónde los siguientes criterios:

- Productos recuperados por incorporación de la medida (electrolito, metal, ...).- Residuos adicionales generados (cartuchos de filtración, eluatos, lodos de limpieza, ...).- Consumibles adicionales por introducción de una tecnología de minimización (energía,

agua desionizada, productos químicos, ...).- Inversión en bienes de equipo.- Costes de explotación.- Relación coste-beneficio.- Grado de implantación en el mercado.- Aplicabilidad o para qué tipo de operaciones es implantable.- Referencia de la tecnología en el capítulo respectivo del “Libro Blanco”.

Las tablas no incluyen la evaluación de las técnicas de lavado puesto que se considera queéstas se han evaluado a detalle en el cap. 5.4.4 del “Libro Blanco”.

Asimismo debe hacerse referencia a la evaluación comparativa sobre “Minimización deArrastres” realizada en el cap. 5.3 y aquella sobre “Devolución de electrolito arrastrado”realizada gráficamente en el capítulo 5.5.

Por último no debe olvidarse que el tratamiento físico-químico de aguas residuales se evalúaasimismo en el capítulo 6.2.4.

Esta evaluación esquemática comparativa sirve exclusivamente para realizar una selecciónpreliminar de medidas a estudiar. Las decisiones podrán tomarse tras el análisis técnico-económico-ambiental, la inclusión de condicionantes propios y específicos de la empresa y laresolución de dudas técnicas con los suministradores o expertos independientes.


234

Tabla I.1: Medidas para prolongar la vida de los baños electrolíticosCriterios Filtración Tratamiento con carbón

activoElectrólisis selectiva Intercambio de cationes Cristalización en frío

Productos recuperados Baño electrolítico u otros Baño electrolítico - Baño electrolítico- Metales

Baño electrolítico - Baño electrolítico

Residuos generados - Torta de filtración- Filtro usado

Carbón activo usado - Eluatos

Consumibles adicionales - Material de filtración- Energía eléctrica

- Carbón activo- Energía eléctrica- Agua oxigenada

- Cátodos- Ánodos- Energía eléctrica

- Resinas- Regenerantes- Energía eléctrica

Energía eléctrica

Inversión en bienes deequipo

Mínima Mínima Media - Baja Media Media

Costes de explotación Mínimos Mínimos Mínimos Medios MínimosRelación coste/beneficio Buena Buena Buena Regular BuenaGrado de implantación Muy frecuente Muy frecuente Limitada 1) Limitada2) FrecuenteAplicabilidad Todos los baños,

especialmente los electrolíticosElectrolitos con aditivosorgánicas (p.ej. níquel)

- Decapantes sulfúricos- Electrolitos níquel

- Electrolito de cromo- Decapado de H3PO4- Pasivados crómicos

- Electrolitos alcalinos y cianurados- Decapados que contienen ácido sulfúrico

Ver capítulo 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.1 5.2.11)

Fundamentalmente para la electrólisis selectiva en electrolitos de níquel2)

Fundamentalmente en electrolitos de cromo.

Tabla I.2: Medidas para prolongar la vida de desengrase y decapadoCriterios Separador de aceite Centrífugas Microfiltración

UltrafiltraciónRetardo iónico Diálisis de difusión

Productos recuperados Baño desengrase Baño desengrase Baño desengrasante Ácido decapado Ácido de decapadoResiduos generados Aceite/grasa residual Aceite/grasa residual Aceite/grasa residual Solución ácida de sales Solución ácida de salesConsumibles adicionales Energía eléctrica Energía eléctrica Energía eléctrica - Agua

- Energía eléctrica- Agua desionizada- Energía eléctrica

Inversión en bienes de equipo Mínima Elevada Elevada Media ElevadaCostes de explotación Mínimos Medios Medios Mínimos MínimosRelación coste/beneficio Buena Regular Regular Regular RegularGrado de implantación Muy frecuente Poco frecuente Frecuente - Frecuente1)

- Poco frecuente2- Poco frecuente1)

- Casi nunca2)

Aplicabilidad Baños de desengrase noemulgente

Baños de desengrase noemulgente

Baños de desengrase noemulgente

- Procesos de anodizado - Procesos de anodizado

Ver capítulo 5.2.2 5.2.2 5.2.2 5.2.3 5.2.31) En procesos de analizado2)

En Decapantes de acero fino (HF/HNO3)


235

Tabla I.3: Medidas de minimización de arrastres

Criterios Optimización del escurrido Adición de tensoactivos albaño

Aumento de la temperaturadel baño

Sacudida bastidor Diseño de bastidores ytambores

Colocación óptima de piezasen bastidor

Ducha sobre el baño de proceso

Productos recuperados Devolución directa (p.ej. tiempode escurrido más largo)

Reducción de la tensiónsuperficial

Reducción dela viscosidad y dela tensión superficial

Desprendimiento de las gotasadheridas

Reducción del volumen dearrastre de bastidor/tambor en sí

Mejor escurrido Devolución directa

Residuos generados Baño Baño Baño Baño Baño Baño BañoConsumibles adicionales - - - - - - -Inversión en bienes de equipo - Tensoactivo (compuestos

orgánicas adicionales!)Energía Energía - - - Agua de lavado

- EnergíaCostes de explotación Modificación del control de la

instalación (programa)- Calefacción y regulación de la

temperatura necesariasInstalar mecanismo de vibración Bastidores y/o tambores nuevos

o reformadosBastidores nuevos Dispositivo de pulverización

Relación coste/beneficio Insignificantes Mínimos (en función del tipo detensoactivo)

Medios Insignificantes Ninguno Ninguno Mínimos

Grado de implantación Muy buena (siempre que novaríe la capacidad de laproducción)

Buena Regular Regular Regular Regular Buena

Aplicabilidad Muy frecuente Muy frecuente Frecuente Poco frecuente Casi nunca Poco frecuente FrecuenteVer capítulo Todas las soluciones de proceso Soluciones de proceso

compatibles con agentestensoactivos 1)

Soluciones de procesoinsensibles al cambio detemperatura

Todas las soluciones de proceso Todas las soluciones de proceso Todas las soluciones de proceso Todas las soluciones de proceso

5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.35.4.2.6

1)Atención!. Posible alteración de las características de la capa.

Tabla I.4: Medidas de devolución de baño o electrolito arrastrado

Criterios Técnica de lavado de bajoconsumo de agua

Inmersión previa y posterior enlavado estanco

Evaporador atmosférico Evaporador Intercambio de cationes

Productos recuperados Baño o electrolito Baño o electrolito Baño o electrolito Baño o electrolito Solución de metales (Sulfatos)Residuos generados - - - - -Consumibles adicionales - - Energía eléctrica Energía eléctrica - Resinas

- Regenerantes- Energía eléctrica

Inversión en bienes de equipo Mínima Mínima Media Media-Elevada ElevadaCostes de explotación Mínimos Mínimos Mínimos Mínimos MediosRelación coste/beneficio Buena Buena1) Buena-Regular Regular MalaGrado de implantación Muy frecuente Frecuente Poco frecuente Casi nunca Casi nuncaAplicabilidad Baños en caliente Todos los baños Electrolito en caliente sin

tensoactivo y necesidad uso aguadesmineralizada

Electrolito en caliente sintensoactivo y necesidad uso aguadesmineralizada

- Electrolitos de sulfato de cobre- Electrolitos de sulfato de níquel

Ver capítulo 5.4.2.25.5.1

5.4.1 5.4.2.1 5.4.2.2 5.4.2.3

1)Siempre y cuando no varíe la capacidad de la instalación


236

Tabla I.5: Medidas para concentrar sustancias valorizables presentes en aguas delavado

Criterios Electrólisis Intercambio de cationesProductos recuperados Metal Solución de sulfato de metalesResiduos generados - -Consumibles adicionales - Cátodos

- Ánodos- Energía eléctrica

- Resinas- Regenerantes- Energía eléctrica

Inversión en bienes de equipo Mediana MedianaCostes de explotación Mínimos MedianosRelación coste/beneficio Buena RegularGrado de implantación Limitada1) Limitada2)

Aplicabilidad Semiconcentrados de plata, oro (y cobre) Oro (otros metales en estudio: ProyectoMetalzero)

Ver capítulo 5.6

1)Fundamentalmente para la recuperación de metales nobles y cobre

2)Fundamentalmente para la recuperación de cobre y níquel

Tabla I.6: Medidas para prolongar la vida de baños de desengrase

Soluciones desengrasantesObjetivo Medida Prioridad Condición Ver cap.Eliminación de partículas - Filtración 1 - Partículas >1µm

- Material de filtración resistente a losálcalis

5.2.1

Eliminación de la mayor parte delas contaminaciones de aceite

- Separador de aceite 1 - Desengrase no emulgente- Espacio para la instalación

5.2.2

Eliminación de emulsiones deaceite

- Centrífuga 1 - Emulsiones débiles 5.2.2

Eliminación de aceite - Microfiltración 1 - Gotitas de aceite (entre 0,1-1µmaprox.)1)

5.2.2

- Ultrafiltración 2 - Gotitas de aceite (entre 0,02-0,3 µm)1) 5.2.2Devolución de baño - Flash de desengrase 1 - Espacio para la colocación de otro

tanque desengrasador--

- Devolución directa 1 - Reposición volumen de evaporacióncon agua de lavado

5.5.1

- Devolución por inmersiónprevia

1 - Modificación del control de lainstalación

5.5.1

- Devolución tras evaporaciónatmosférica o evaporación

2 - Compatibilidad térmica del electrolito 5.5.2

1)Coordinación entre el constructor de la instalación y el suministrador de productos químicos


237

Tabla I.7: Medidas para prolongar la vida de soluciones decapantes y recuperarsustancias valorizables

Soluciones desengrasantesObjetivo Medida Prioridad Condición Ver capítuloEliminación de partículas Filtración 1 - Partículas > 1µm

- Material de filtración resistente alácido

5.2.1

Eliminación de los cationes demetales pesados acumulados

- Cristalización en frío 1 - Los componentes a eliminar debenser mucho menos solubles en frío(sulfatos)

5.2.1

- Electrólisis 2 - Impedir la formación anódica decloro (libre de cloruro o diafragma)- Ion de metal pesado más noble queel ion de hidrógeno- Preferentemente decapados deácido sulfúrico

5.2.1

- Intercambio de iones 2 - Sólo bajas concentraciones demetales pesados- Preferentemente decapados deácido fosfórico

5.2.1

Minimización de la incorporaciónde metal

- Posiciones múltiples dedecapado

1 - Espacio para la colocación de otracuba de decapado

--

Restitución de sustanciasvalorizables

- Devolución directa 1 - Suficiente volumen de evaporacióno suficiente número de fases delavado

5.5.1

- Devolución por inmersiónprevia y posterior en lavadoestanco


5.5.2


2 - Compatibilidad térmica delelectrolito

5.5.2

Devolución del ácido libre - Retardo iónico 2 - Sólo ácidos fuertes- Concentración del ácido librerestante > 10%- Concentración del HNO3 < 40%- Rendimiento > 40 l/h

5.2.3

- Diálisis de difusión 3 - Sólo ácidos fuertes 5.2.3


238

Tabla I.8: Medidas para prolongar la vida de electrolitos y pasivados crómicos

Electrolitos y pasivados crómicosObjetivo Medida Prioridad Condición Ver capítuloEliminación de partículas - Filtración 1 - Partículas > 1 µm

- Material de filtración resistente alelectrolito

5.2.1

Eliminación de impurezasorgánicas

- Adsorción (tratamiento concarbón activo)

1 - Redosificación de los aditivosorgánicos eliminados

5.2.1

- Electrólisis selectiva 2 - A baja densidad de corriente 5.2.1Eliminación de cationes demetales pesados ajenos alelectrolito

- Electrólisis selectiva 1 - Impureza más noble que metal delelectrolito (si no gran pérdida demetal).- Con una gran superficie anódica yalta temperatura es posible en loselectrolitos de cromo oxidar almismo tiempo Cromo (III) y cromo(VI)

5.2.1

- Intercambio de iones 1 - Intercambiadores de cationesfuertemente ácidos.- Baños de cromado

5.2.1

- Electrólisis de membrana- Electrodiálisis

3 - Depuración de aguas de lavado ysubsiguiente restitución

5.2.4

- Precipitación (con aguaoxigenada)

1-2 - Dosificación de aditivos orgánicos

Eliminación de carbonatos - Cristalización en frío 1 - Lo precipitan de otros compuestos 5.2.1Reducción de una concentracióndemasiado alta de metal en la

- Empleo de ánodos inertes 1 - Impedir la formación anódica decloro (p.ej. mediante un diafragma)

5.2.1

solución (baja eficacia catódica) - Extracción de una parte delelectrolito

2 - Recuperación del electrolitoextraído.

Devolución de electrolito - Devolución directa 1 - Suficiente volumen de evaporacióno suficiente número de fases delavado.

5.5.1

- Devolución por inmersiónprevia


5.5.1


2 - Compatibilidad térmica delelectrolito

5.5.2

- Devolución tras intercambio deiones

3 - Conducción del procesocomplicada al haber varias fases deintercambio

5.5.2

Anexo II - Metodología para el cálculo de arrastres.

239

ANEXO II

10. METODOLOGÍA PARA EL CÁLCULO DE ARRASTRES

10.1 INTRODUCCIÓN

La determinación de arrastres tiene sentido en la medida en que sea la vía adecuada paralograr un fin específico de minimización o mejora de calidad. En las empresas con líneas derecubrimientos pueden existir una serie de objetivos que hacen necesario conocer losarrastres como son:

- la optimización de la técnica de lavado. Si se desconoce el arrastre puede resultarproblemático el cálculo de los caudales de lavado. En caso de existir importantesfluctuaciones de arrastres y enjuagarse en cascada, deberá partirse de la situación másdesfavorable (piezas con gran arrastre).

- primera evaluación económica de las pérdidas de electrolito y baño por arrastre.

- medición de la eficacia de las medidas de minimización implantadas, relacionando losvolúmenes de arrastre con la producción.

10.2 CRITERIOS BÁSICOS

Los criterios para la evaluación de los diferentes métodos de arrastre son:

- la precisión de la determinación del arrastre en el promedio anual, de gran interéspara la determinación de costes o ahorros, el seguimiento propio y las relaciones con laadministración.

- la precisión de la determinación del arrastre máximo de las piezas de geometríadesfavorable, que tiene importancia de cara a calcular los caudales en lavados encascada para mantener la calidad adecuada con seguridad.

- la disponibilidad de información sobre la producción. Cuanto menos esfuerzosuponga a la empresa el recopilar la información interna, más interesante parece elmétodo. Así, hay empresas con dificultades de determinación de la adición manual desales a una operación o el conocimiento de la superficie recubierta (talleres a terceros).

- costes de medición reducidos. Las concentraciones de compuestos en aguas de lavado(e incluso lodos) hacen necesarios análisis externos con los elevados costes queconllevan.

- universalidad del método. Algunos métodos son válidos para todas las ocasiones,mientras que otros, son exclusivos para ciertos tipos de operaciones (en ocasionesextrapolables) o empresas con una línea y sistema de tratamiento.


240

10.3 MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE ARRASTRES

Los principales métodos aquí considerados son:

• Determinación del consumo de sales. El principio básico es que las sales añadidas queno se consumen, ni reaccionan, ni precipitan se arrastran en su totalidad. Así, loscloruros, los sulfatos y el ácido básico añadidos a un electrolito de níquel watts (oasimismo el cloruro, potasio y ácido bórico en un baño de cinc ácido) se arrastraníntegramente32. Conociendo la concentración habitual de estos parámetros y aquella delmetal en el electrolito se calcula por simple regla de tres, siempre que se mantenganconstantes las concentraciones, el arrastre33. Determinado el arrastre en la operación deniquelado o cincado ácido de una línea por este método podría extrapolarse éste a otrasoperaciones de la misma línea.

• Determinación del contenido metálico del lodo. La determinación del contenidometálico de lodo exige analítica externa y permite conclusiones claras cuando, además detratarse adecuadamente las aguas residuales, no se tienen diferentes líneas con losmismos acabados.

• Estimación de arrastres en función de la producción. Los arrastres por unidad desuperficie se sitúan en un rango de 50 a 200 ml/m2 para piezas en bastidor y de 0,5 a 2,5l/tambor para piecerío. Si se establece un arrastre medio para piezas de bastidor de 150ml/m2 y para tambor de 1,5 l/tambor, pueden realizarse unos primeros cálculosestimativos de arrastres, siempre y cuando no existan piezas de geometría muydesfavorable y se conozcan las cifras de producción.

• Determinación de arrastres por conductividad. Para determinar los arrastres porconductividad, debe realizarse en primer lugar una recta de calibrado o regresióndiluyendo el baño (tras la analítica periódica de control) progresivamente y midiendo laconductividad. Posteriormente, se vacía o diluye el primer lavado, se mide laconductividad inicial, se deja pasar un número determinado de bastidores de superficiedefinida o tambores (5-30), y se vuelve a medir. Ambos valores se traducen enconcentración con ayuda de la recta de calibrado o regresión y posteriormente se trasladael resultado a volumen de arrastre.

• Determinación de arrastre por medición de concentraciones. Al igual que en elmétodo anterior, se cierran las posiciones de lavado y se dejan pasar una serie debastidores o tambores para medir antes y después la concentración de uno o variosparámetros.

32 Posibles volúmenes de baño perdidos por limpieza de baños o purgas de los mismos estaría incluios enla cuantificación, aún y cuandono deben ser elevados33 Si el consumo de NiCl2 6·H2O es de 1.300 kg/año (390 kg/año Cl-) y la composición estable de electrolito es [Ni]=55 g/l; [Cl]=35 g/lse puede considerar una pérdida por arrastre de 613 kg/a de níquel en solución, que suponen 11.143 l/año de arrastre.

Anexo II - Metodología para el cálculo de arrastres.

241

Medición conductividad

Estimación producción

Composición de lodos

Consumo de sales

Método de determinación de arrastresPrecisiónarrastremáximo

Disponibilidadinformaciónproducción

Costesmedición

Universalidadmétodo

Desfavorable

Neutro

Favorable

Precisiónarrastreanual

Medición concentraciones

IHOBE, S.A.

Figura II.1: Valoración de los principales métodos para la determinación de arrastres en función de loscriterios previamente definidos

10.4 VALORACIÓN

Se considera que:

- el método más sencillo, seguro y económico para determinar el arrastre anual conprecisión es la determinación del consumo de sales. Sin embargo, puede tenerlimitaciones en líneas sin cincados ácidos ni niquelados.

- el método más rápido para realizar una primera estimación de caudales de lavado esla estimación de arrastres unitarios en función de las cifras de producción, para locual es positivo tener un mínimo de intuición práctica.

- el método más sencillo y económico para determinar con exactitud los arrastres depiezas determinadas es la determinación por conductividad.

- el resto de los métodos descritos son menos económicos y se depende en mayor medidade consultores, gestores o suministradores externos.


242

ANEXO III

11. DATOS TÉCNICOS Y MEDIOAMBIENTALES DE ELECTROLITOSGALVÁNICOS

En las tablas III.1 - III.11 se recogen las características de los electrolitos más utilizados. Losdatos se han dividido en dos grupos:

- Datos técnicos- Datos medioambientales

En el bloque “Datos técnicos” se especifican las composiciones y las condiciones deoperación de los electrolitos durante su utilización.

- Las concentraciones se indican por lo general en un rango. Los contenidos de metal y lasconcentraciones de aniones se indican en g/l.

- La concentración para las sustancias orgánicas está expresada de manera semicuantitativa(diferenciando entre +, ++ y +++). Su concentración oscila entre mg/l (+) y g/l (+++).

- En caso de que una sustancia no se emplea en todos los electrolitos de un grupo deelectrolitos, figurará en la tabla entre paréntesis.

- En la columna “Aspiración” se indica mediante “+” que el aire sobre ese electrolitodebería ser aspirado.

En el bloque “Datos medioambientales” se aportan datos importantes sobre el potencial deriesgo medioambiental de los electrolitos.

- En la columna “Potenciales riesgos ambientales” se indican mediante símbolos lapeligrosidad de los electrolitos.

- Las denominaciones “Potencial de AOX” y “Potencial de DQO” significan que en elagua residual puede aparecer un contenido relevante de AOX (Compuestos orgánicoshalogenados) y/o materia orgánica (DQO = Demanda Química de Oxigeno).

- En la columna “Toxicidad acuática” se indica la toxicidad piscícola del respectivoelectrolito.

Anexo III -Datos técnicos y ecológicos de electrolitos galvanotécnicos.

243

Tabla III.1: Electrolitos de cobre

Datos Técnicos Datos MedioambientalesTipo deelectrolito

Complejo del metal(contenido de cobre en g/l

Anión fundamental (g/l pH Aditivos orgánicos(semicuantitativo;+, ++)

Aditivos inorgánicos (g/l) TemperaturaºC

Aspiración Posiblespeligros

Acomplejanteactivo en aguaresidual

Potencial DQO PotencialAOX

Otros metalespesados

Toxicidadacuática (GF)

Electrolitoscianurados

Cianuro de cobre (20-55) Cianuro (libre) (5-20) >12 (+) Carbonato alcalino (15-120),Tartrato (0-90), Potasio oSodio

20-75 + T+, C CN- +

Electrolito desulfato

Sulfato de cobre (20-60) Sulfato (20-100) <1 (+) Cloruro (15-100 mg/l) 20-50 C (+)

Electrolito depirosulfato

Pirofosfato de cobre (40) Pirofosfato (300) 8,5 (+) (Citrato 10-30) Potasio (80)Amonio (1)

50-70 + Xn P2O74- (+) (+) (+)

Electrolito defluoroborato

Fluoroborato de cobre (60-120)

Fluoroborato (2) 0,5-1,5 (+) Ácido bórico (15-30) 25-50 (+) C BF4- (+)

T+ - muy tóxico; C - corrosivo; Xn - dañino para la salud; GF - toxicidad acuática.

Tabla III.2: Electrolitos de níquel

Datos Técnicos Datos Medioambientales

Tipo deelectrolito

Complejo delmetal(contenido deníquel en g/l

Anión en exceso(g/l)

pH Aditivos orgánicos(semicuantitativo; +,++)

Aditivosinorgánicos (g/l)

Temperatura ºC Aspiración Posibles peligros Acomplejanteactivo en aguaresidual

Posible CSB Posible AOX Otros metalespesados


Electrolito deWatts (níquelbrillante)

Sulfato deníquel (50-80)

- 3-4,5 + Ácido bórico(25-40)Cloruro (15-25)

40-70 + Xn (+) (+) +

Electrolito basecloruro

Cloruro deníquel (30-60)

(Ácidoclorhídrico) (20-100)

1-2 - Sulfato de níquel(0-100), Ácidobórico (0-50)

20-65 + C +

Electrolito desulfamato

Sultanato deníquel (110-140)

3-4 (+) Cloruro deníquel (0-30),Ácido bórico(30-40)

30-50 + Xn (+) (+) +


Fluoroborato deníquel (100-150)

Fluoroborato(5-40

2-3,5 10-80 + C BF4- +

Xn - dañino para la salud; C - corrosivo; GF - toxicidad acuática


244

Tabla III.3: Electrolitos de cromo


Portador delmetal(contenido decromo en g/l

Anión en exceso(g/l)






Electrolito basesulfúrico

Ácido crómico(130-220)

- <1 - Ácido sulfúrico(2,5-4)

40-60 + C - +

Electrolitocatalizadorfluorado


- <1 - Sulfato (0,3-1,1),Fluorosilicato(0,3-4,5)

33-65 + C - +

Electrolitocatalizadorexento flúor


- <1 Ácido sulfónico Sulfato (3-4) 30-40 + C - +

C - corrosivo; GF - toxicidad acuática

Tabla III.4: Electrolitos de cinc


Portador delmetal(contenido decinc en g/l

Anión en exceso(g/l






Electrolitoscianurados (alta,media cinc)

Cianuro de cincy sodio, cincatosódico (30-50)

Cianuro (total)(40-90),hidróxido (25-70)

>12 + 18-25 + T+, C + +

Electrolitosbajos en cianuro

Cincato sódico,cianuro y sodio(7-15)

Hidróxido (30-70), cianuro(total) (5-20)

>12 + 18-25 + T+, C + +

Electrolitosalcalinosexentos decianuro

Cincato sódico(5-15)

Hidróxido (30-70)

>12 + 18-25 C (+( +

Electrolitosácidos exentosde amonio

Cloruro de cinc(15-30)

Cloruro (100-500) (Sulfato)

4,5-6 ++ Ácido bórico(cloruro deníquel)

20-40 Xn + (+) Trazas de Ni2+

T+ - muy tóxico; C - corrosivo


245

Tabla III.5: Electrolitos de estaño


Portador delmetal(contenido deestaño en g/l







Electrolito desulfato

Sulfato deestaño (10-20)

Sulfato (40-70) <1 ++ 20-30 C + +

Electrolito deestannato

Estannatoalcalino (30-150)

Hidróxido (4-10)

13-14 (+) exento 60-80 C (+) +


Fluoroborato deestaño (40-80)

Fluoroborato(40-200),Borato (10-30)

<1 ++ 18-25 C BF4- + +

C - corrosivo; GF - toxicidad acuática

Tabla III.6: Electrolitos de plata


Portador delmetal (plata eng/l







Electrolitocianurado

Cianuro de platay potasio (15-30)

Cianuro (libre)(15-30)

11-12,5 + Hidróxido depotasio,Carbonatopotásico (30-60)

18-25 + T+, C CN- + (Sb3+ 0-5 g/l) +

Electrolito librede cianuro

Nitrato de plata Yoduro (sulfito) 8-10 + Sulfito sódico 18-25 C + +

T+ - muy tóxico; C - corrosivo; GF - toxicidad acuática


246

Tabla III.7: Electrolitos de oro


Portador delmetal (oro en g/l







Electrolitoalcalino

Cianuro de oroy potasio (2-20)

Cianuro (libre)(6-30)

11-12 (Carbonato) (0-20), (fosfatos)(0-20)

45-70 + T+, C Cianuro +

Electrolitoneutro


Citrato, Fosfato 6-7 Ácido cítrico Mezcla defosfato potásico

65-75 + T+ Citrato + (As3+ 0-20) +

Electrolitoligeramenteácido


Citrato 4,5-5 Citrato potásico,Ácido cítrico

(Sulfato deníquel o decobalto)

30-45 + T Citrato + (TI+ 0-50) +

Electrolitofuertementeácido

Tetracianoaurato de potasio

Fosfato 1-2 - Ácido fosfórico,Sulfato decobalto

20-25 C (Co++ 0-5) +

T+ - muy tóxico; C - corrosivo; GF - toxicidad acuática

Tabla III.8: Electrolitos de aleaciones


Portador delmetal

Acomplejante enexceso






Electrolito delatón

Cianuro decobre alcalinoCianuro de cincalcalino

Cianuro (libre) 9,5-11 (+) Carbonatoalcalino

20-60 + T+, C CN- +

Electrolito decinc-níquel

Sulfato de cincSulfato deníquel

Amonio 5,9-6,0 + Eventualmentecloruro en vezde sulfato

30-40 + Xn +

Electrolito decinc-hierro

Cincato sódico Hidróxido >12 + Hierro (40-80mg/l)

18-25 C (+)

Electrolito decinc-plomo

Fluoroborato deestaño,Fluoroborato deplomo

Fluoroborato <1 + Ácido bórico 20-65 + C BF-4 (+)

T+ - muy tóxico; C - corrosivo; Xn - dañino para la salud; GF - toxicidad acuática


247

Tabla III.9: Electrolitos para la deposición química de metales


Portador delmetal

Acomplejante pH Aditivos orgánicos(semicuantitativo; +,++)





Electrolito decobre químico

Sulfonato decobre, Clorurode cobre

EDTA,Tartrato,Cuadrol

12-13,5 Formaldehído Hidróxidosódico

20-65 + C EDTA + +

Electrolito deníquel químico(electrolito dehipofosfito)

Sulfato deníquel

Ácido acético,Ácidopropiónico

4-6 + Hipofosfito 25-100 + Xn + (Zn2+)(Cd2+)

(+)

Electrolito deníquel químico(electrolito dehidruro de boro)

Cloruro deníquel

Etilenodiamina 12-14 + Borhidruro desodio, Hidróxidosódico

50-97 + C Etilmodiamina + (+)

Electrolito deplata química(pulverizacióndos fases)

Nitrato de plata Amoniaco - - Sulfato dehidrazina

20-25 + T, C NH4+ + (+)

T - tóxico; C - corrosivo; Xn - dañino para la salud; GF - toxicidad acuática

Tabla III.10: Pasivados crómicos

Datos Técnicos Datos MedioambientalesTipo de electrolito Sustancia principal Aditivos inorgánicos

(g/lTemperatura ºC Aspiración Posibles peligros Acomplejante activo

en agua residualPosible CSB Posible AOX Otros metales

pesadosToxicidad acuática(GF)

Amarillo, Verde,Negro (Azul)

Cromato, nitrato,fluoruro, sulfato,cloruro, fosfato

Plata (pasivadonegro)

15-30 - - - Ag+ +

GF - toxicidad acuática


248

Tabla III.11: Electrolitos de desmetalizado

Datos Técnicos Datos MedioambientalesTipo de electrolito(modo defuncionamiento)

Materiales derecubrimiento

Materialesbase

Oxidantes (g/l) Acomplejantes(g/l)

pH Aditivos orgánicos(semicuantitativo: +,++)

Aditivosinorgánicos(g/l)

TemperaturaºC

Aspiración Posiblespeligros

Acomplejanteactivo en aguaresidual

Posible CBS Posible AOX Toxicidadacuática (GF)

Químico Ni, Cu, Zn,Cd, Ag, Au,Co, Sn, Ni/P

Acero, FeNi Nitroaromático(60)

NaCN (120-180)

>10 ++ 60-75 + T+, C CN- + +

Químico Cu Acero NaCN (200-400)

20-50 + T+ CN- +

Químico Cr, Zn, Cd Ni, Acero, Cu >1 (+) HCl (180-300)SbCl3 (15)

20 + C + +

Químico Pb Acero H2O2 (20) Ácido acético(350)

>1 ++ 20 + C (+) (+)

Electrolítico 4-6V Cr Acero, Cu, Ni >12 NaOH (100) 20 + C Posibleformulación deCromo (VI)

+

Electrolítico 6V Ni, Cr Acero, Cu >1 + H2SO4 (1000-1100)

20 C +

Electrolítico Ag FeNi NaCN (120) <12 Na3PO4 (45)NaOH (8)

20-50 + T+, C CN- +

Anexo IV-Valoración de la rentabilidad económica de las medidas de minimización de residuos.

249

ANEXO IV

12. VALORACIÓN DE LA RENTABILIDAD ECONÓMICA DE LAS MEDIDASDE MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES


La valoración de las repercusiones económicas derivadas de inversiones o modificacionesdel proceso para la minimización o valorización de residuos puede efectuarse mediantemétodos estáticos o dinámicos del análisis de inversiones. Los métodos estáticos tienen laventaja de que siendo fáciles de realizar ofrecen resultados bastante útiles en comparacióncon los métodos dinámicos que resultan menos exactos.

Los métodos dinámicos del análisis de inversiones son más complicados, pero ofrecen laposibilidad de contemplar diferentes evoluciones de precios de otras tantas clases de costeso de confrontar diferentes escenarios de precios. Esto es algo muy interesante para la gestiónde los residuos, ya que permite examinar p.ej. la influencia que el aumentodesproporcionado de los precios de eliminación ejerce sobre la rentabilidad de las medidasde minimización y valorización en comparación con otros tipos de costes (p.ej. materiasprimas, sustancias auxiliares, energía).

12.2 CÁLCULO COMPARATIVO DE COSTES (ANÁLISIS ESTÁTICO)

A continuación vamos a mostrar paso a paso el modo de realizar el análisis estático de lasinversiones.

En primer lugar deberán especificarse todas las inversiones.

Inversiones:I.1 Evaporador al vacío 8.000.000 pts.I.2 Cubas de lavado 160.000 pts.I.... ...... .... pts.I Suma de todas las inversiones 8.160.000 pts.

En el análisis de las inversiones se contraponen los costes adicionales y las reducciones decostes corrientes anuales, por lo que es necesario consignar el coste de financiación (p.ej.intereses) como una carga media anual (Coste de Financiación CF en pts/año), siendoirrelevante el hecho de si la inversión se financia total o parcialmente con capital propio oajeno. El coste de financiación equivale en el caso de financiación con capital ajeno a lospagos de intereses a efectuar, suponiéndose una amortización anual ascendente. En el casode la financiación con capital propio, equivale el coste de financiación a los pagos deintereses no ingresados y que se hubieran obtenido p.ej. en caso de haber depositado en unbanco la suma de la inversión. La conversión se efectúa mediante una aproximación, en laque se incluyen la suma de la inversión I y un tipo de interés calculatorio p. El tipo de interésadoptado suele ser de un 10%.


250

CF I p pts pts añ o= = =12 100

8160 0002

10100

408 000• • . . • . /

A continuación se especifican todos los costes adicionales (CF, C-1, C-2 ...) y lasreducciones en los Costes corrientes (R-1, R-2 ...) ocasionados por las inversiones.

Costes adicionales:CF Coste de financiación 408.000 ptsC-1 Mantenimiento evaporador atmosférico 80.000 pts.C-2 Demanda energética evaporador atmosférico 400.000 pts.C-... .... ... pts.C Suma de todos los costes adicionales 888.000 pts.

Reducciones de costes corrientes:R-1 Electrolito 2.240.000 pts.R-2 Eliminación 96.000 pts.R-3 Canon de agua residual 208.000 pts./añoR-.... ... ... pts.R Suma de todas las reducciones de costes

corrientes2.544.000 pts.

De la diferencia entre la suma de los costes adicionales C y la suma de reducciones de costescorrientes R, resulta el siguiente Ahorro de Costes (AC).

AC R C pts añ o pts añ o pts añ o= − = − =2 554 000 888 000 1 656 000. . / . / . . /

El Periodo de Amortización (PA) de la inversión puede calcularse a partir del total de lainversión I y del Ahorro de Costes (AC), comprobando cuanto tiempo es necesario paraliquidar el total de la inversión:

PA IR C

IAC

ptspts añ o

añ os=−

= = =8160 0001656 000

4 9. .. . /

,

12.3 ANÁLISIS DINÁMICO DE INVERSIONES

A los modelos se aplicaron también métodos dinámicos del análisis de inversiones,constatándose que del cálculo comparativo de costes estático resultan por lo general unasreducciones de costes algo superiores, y con ello unos plazos de amortización algo másbreves. Los métodos dinámicos se emplearon sobre todo para comprobar la influencia que elaumento desproporcional de los costes de eliminación tendría sobre la rentabilidad de lasmedidas de minimización y valorización propuestas. Para ello se adoptó un incremento delos costes de eliminación del 5% anual, manteniéndose los precios de las materias primas,sustancias auxiliares y de la energía a un nivel constante.

Anexo V-Legislación: Anexos Metodológicos.

251

ANEXO V

13. LEGISLACIÓN: ANEXOS METODOLÓGICOS

13.1 DECLARACIÓN ANUAL DE PRODUCTORES DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS

Para esta declaración existe un impreso que facilita la Administración Ambiental. Estedocumento consta de varios cuerpos, donde se debe cumplimentar diferente información dela empresa.

Seguidamente se va a describir cómo se cumplimenta34, pero sólo la parte correspondiente alos residuos, no la que pide información general de la empresa. Se va a utilizar letra cursivapara lo que corresponde a texto del formulario, letra negrita para lo que se debe poner porparte del productor y letra normal para los comentarios y aclaraciones.

Comenzando a partir del epígrafe B-2,

Actividad de acuerdo a la tabla 6 ..............................................................................A 243¿Realiza algún tipo de almacenamiento temporal de residuos tóxicos y peligrosos?. Señalecon una X lo que proceda

SÍ Duración media en días _____NO

(Se debe señalar los días que pasan desde que se produce el residuo hasta que se lo lleva elgestor (un valor medio))

Número total de procesos productores de residuos tóxicos y peligrosos....... _____

(Indicar el número total de procesos productores, no sólo los de las líneas galvánicas)

Después vienen datos del responsable de la gestión de residuos35, por lo que pasaremos alapartado C, del que se debe cumplimentar una copia para cada proceso productor de RTPque haya en la empresa. Lo vamos a hacer con un ejemplo concreto en el que se van a ponerunos valores ficticios, en este caso para una línea de cromado decorativo.

Documentación para cada uno de los procesos productores de residuos tóxicos y peligrososen cada uno de los centros (Cumpliméntese una copia del apartado C por proceso)

C.1 Datos generales NIF/NC/NP(Aquí hay que poner el NIF de la empresa, el NC es el número de orden del centro productorde la empresa (cuando hay varios) y en caso de haber sólo uno se pondría 1 y el NP es elnúmero de orden del proceso (cuando hay varios))

Denominación del proceso Cromado decorativo

34 Debe aclararse que esta es una guía orientativa y que para resolver cualquier duda lo mejor es ponerse en contacto con laViceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco como órgano competente en la materia.35 Con respecto a esto hay que decir que la responsabilidad de la gestión es personal. Lapersona que figure como responsable debe conocer esto al aceptar la designación


252

Número de orden del proceso (NP) 1

En caso de importación, partida arancelaria _____________(En caso de importación, pase al bloque C.3)

Código del proceso Grupo B 300Subgrupo B 3301

Número total de empleados asignados al proceso 12Número total de empleados de mantenimiento y otros servicios generalesasignados al proceso 2Potencia instalada (Kw) 50Potencia consumida anual por el proceso (Kwh) 175.000Número de horas reales anuales de operación 3.500Número de horas posibles anuales de operación 5.400

C.2 DATOS ESPECÍFICOS (INPUT-OUTPUT)

Materias primas consumidasCódigo Descripción Cantidad anual Unidades típicas Factor

conversión atoneladas/año

Ácido crómico (Cro3) 4.000 kg 0,001Ácido sulfúrico 200 l 0,00183Ánodo de níquel 2.000 kg 0,001Ánodo de cobre 1.000 kg 0,001Sulfato de níquel 700 kg 0,001etc.

Productos o subproductos finales del procesoCódigo Cantidad Unidades Factor conversión Observaciones

Renta anual Teórica anual típicas a toneladas/año descripción500.000 800.000 piezas 0,00015 (1) Piezas variadas

(1) El peso medio de una pieza es de 150 g

C.3 RESIDUOS PRODUCIDOS EN EL PROCESO O IMPORTACIÓN (TÓXICOS YPELIGROSOS)

Número total 6Número de orden Descripción Código1 Lodos de depuración de efluentes de lavado Q-9//D-5//P-28//C-21//H-6/12//A-243//B-33012 Baños agotados de decapado Q-7//D-9//L-27/C-23//H-6/8//A-243//B-32453 Baños agotados de desengrase Q-7//D-9//L-27//C-24//H-6//A-243//B-33014 Envases vacíos de cianuros Q-16//D-5//S-37//C-21//H-6/12//A-243//B-33015 Envases vacíos de ácido sulfúrico Q-16//D-5//S-37//C-23//H-8//A-243//B-33016 Envases vacíos de ácido crómico Q-16//D-5//S-37//C-3//H-8//A-243//B-3301

(El código “D” lo determinará el gestor y hay que poner lo que él indique)

D.1 Datos de cada residuo(NIF/NC/NP/NR)


253

(Cumpliméntese un formulario por residuo)Número de aceptación (NIF*/NC*/NP*/NR* del gestor)_____________ / ____ / ___ / ___ (Este número lo habrá dado el gestor cuando haautorizado el gestor)Número de autorización (si el productor está autorizado para la gestión de este residuo(Esto es irrelevante para el caso que se está analizando, puesto que va a ser transferido a ungestor y no gestionado por el propio productor)Partida arancelaria (si se importa): (Tampoco es relevante)

D.1 Datos generalesNúmero de orden del residuo (NR) 1(Se ha puesto el 1 porque el ejemplo que se está cumplimentando va a ser el del residuo quetiene ese número de orden. Habría que hacer una hoja igual para cada residuo, con sus datosespecíficos y su número de orden)Descripción: Lodos obtenidos en la depuradora de las aguas residuales de las líneasgalvánicasCódigo 300Subcódigo: 3301Cantidad producida anual: 4.800Período de producción (en horas): 3.500Unidades típicas kgFactor de conversión a toneladas/año 0,001Almacenamiento temporal (meses) 2Tipo de recipiente Contenedor cerradoTipo de almacenamiento (señale con una X y añada las observaciones necesarias):

IntemperieNaves abiertas XNaves cerradasEnterradoContenedores XOtros

¿Realizan algún tipo de pretratamiento o acondicionamiento del residuo? (Señálese conuna X lo que proceda):

SíNo X

En caso afirmativo, de qué tipo Código


254

D.2 Detalle del código y subcódigoCódigo Subcódigo

1. Razones por las que los residuos deben ser gestionadosResiduos de procesos de control de la contaminación Q 92. Operación de gestión prevista.

Para eliminación (D) D 5Para recuperación (R)

3. Tipos de residuosResiduos de tratamiento de descontaminación P 28

Estado físico de presentación P4. Constituyentes peligrosos:Los cianuros inorgánicos C 21Peligrosidades:Tóxico H 6En contacto con un ácido desprende un gas muy tóxico H 126. Actividad generadora del residuo A: 2437. Proceso productivo generador B: 3301

D.3 Datos específicosDatos específicos para conocimiento de la administración (Nada relevante que poner)


255

13.2 DOCUMENTO DE SEGUIMIENTO Y CONTROL DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS

Los impresos de este documento se consiguen de la Administración Ambiental. Son seishojas en papel autocopiante y con diferente color cada una. El espacio reservado para lafirma del responsable por parte del productor no es autocopiante, por lo que hay que firmarlas seis hojas. La copia 2, de color rosa es para guardar en el archivo del productor y la debeconservar por un tiempo no menor de cinco años. La copia número 3, de color amarillo hayque remitirla a Medio Ambiente del Gobierno Vasco y el original (hoja número 1) a laDirección General de Medio Ambiente de la Administración Central (quizá ahora se envíe alMinisterio de Medio Ambiente, de reciente creación). Las otras tres copias se entregan altransportista para que acompañen el envío y sean entregadas por éste al destinatario(normalmente, el gestor). Hay una parte de datos a cumplimentar por el destinatario quequedará sin poner nada y el destinatario pondrá lo que haya que poner en las tres copias querecibirá con el residuo.

Seguidamente se va a hacer un ejemplo de cómo cumplimentar este documento. Si lacantidad de residuo es tal que necesita más de un transporte, hay que hacer una hoja deseguimiento por cada uno, pero no será el caso de los residuos generados en esta actividad,porque no son cantidades tan grandes. Por ello el ejemplo se va a hacer en el supuesto deque es un solo transporte y será para el mismo residuo que se ha rellenado la declaración deproductores (capítulo 13.1), es decir, los lodos de la depuradora de los efluentes de lavadode las líneas galvánicas).

Se va a escribir con letra cursiva lo que corresponde al impreso, con letra negrita lo que elproductor tiene que escribir en el impreso y con letra normal todo lo que sean comentarios yaclaraciones.


256

DOCUMENTO DE CONTROL Y SEGUIMIENTO DE RESIDUOS Firma del respons. INDUSTRIALESA. DATOS A CUMPLIMENTAR POR EL REMITENTE (Productor)Nº de serie del remitente: NIF/NC/NP/NR _________ / ___ / __ / __ (en el punto x.x. deeste Anexo se puede encontrar la aclaración de lo que son estos códigos)A.1 DATOS DE IDENTIFICACIÓN DEL CENTROEste bloque del impreso no necesita aclaración)A.2 DATOS ESPECÍFICOS DEL RESIDUO QUE SE TRANSFIEREDescripción del residuo Lodos de depuradora de los efluentes de las líneas galvánicasNúmero de aceptación (NIF/NC/ NP/NR del gestor) _________ / ___ / __ / __Este dato lo habrá dado el gestor cuando aceptó el residuoEstado físico: ___Sólido ___Pulverulento _X_Pastoso ___LíquidoNúmero de orden del proceso Número de orden del residuo(NP) 1 (NR) 1Características remarcables para su transporte y manejo (Aquí se debe poner algo, siprocede)Código del residuo Q-9//D-5//P-28//C-21//H-6/12//A-243//B-3301Cantidad (toneladas netas) 1,2 (toneladas brutas, incluso recipientes) 1,4Nº de orden del envío (correlativos para cada nº de aceptación) (no procede poner nada)

A.3 DATOS DEL GESTOR AL QUE SE ENVÍANAquí hay que rellenar todos los datos que ha tenido que facilitar el gestor

A.4 DATOS DEL TRANSPORTE COMPLETO PREVISTOEste apartado está pensado para que sirva incluso cuando se van a utilizar en el envío más deun transporte. Lo normal es que haya un solo transporte, desde el productor hasta su destinofinal, por lo que sólo habría que cumplimentar la parte donde los datos se refieren al primertraslado o al primer transportista. Los datos a rellenar habrán sido facilitados por eltransportista y por el gestor. Conviene recordar que es obligación del productor asegurarseque el transportista está autorizado, por lo que previamente al envío se habrá pedido almismo que lo demuestre con una copia del documento que le autoriza a este tipo detransporte.

A.5 DATOS DE LA PERSONA RESPONSABLE POR EL REMITENTENo necesita explicación para rellenarlo. Lo que sí es importante reseñar es que no se debeponer un nombre a la ligera ya que la responsabilidad del residuo es personal y recae en lapersona que figure en este apartado. Es la persona que firma en la cabecera del documento.

Después se pasa a los apartados B, que no hay que cumplimentar.

Nota: Para aclarar cualquier duda deberá ponerse en contacto con la Viceconsejería de Medio Ambiente delGobierno Vasco como organismos competente en la materia.


257

13.3 TRAMITACIÓN PARA CONSEGUIR UNA AUTORIZACIÓN DE USO PRIVATIVO DE AGUA

1.- Caudal no superior a 7.000 m3/a

Por lo que se refiere a las aguas subterráneas, lo primero que hay que dilucidar es de quiénes la competencia y ello va a depender de la situación del punto donde está la toma de agua.Hay unas cuencas de la C.A.P.V. cuya competencia en aguas ha sido transferida al GobiernoVasco y otras para las que permanece en la Administración Central, dependiendofundamentalmente de que estén (las cuencas) íntegramente en la comunidad (para el primercaso) o que estén compartidas por más de una para el segundo.

Independientemente de ante quién hay que realizar la gestión, la tramitación es similar. Haydos casos posibles:

- El consumo anual es inferior a 7.000 m3, que a su vez tiene diferente tratamiento segúnsea inferior o no a 3.000 m3.

- El consumo anual es superior a 7.000 m3

Si el consumo anual es inferior a 7.000 m3 no es necesaria la concesión administrativa. Esteconsumo se refiere a la totalidad de todos los pozos que tenga la empresa, no a cada uno porseparado. La tramitación consiste en la “Solicitud de aprovechamiento de uso privativo” yhay que cumplimentar un formulario, donde hay una serie de datos relativos al solicitante yotros a las características de la toma de agua. Donde dice caudal máximo instantáneo, hayque poner el caudal real de la bomba que extrae el agua, en litros por segundo (Si fuera de10 m3/h, equivaldría a 10.000/3.600 = 2,8 l/s). Otro dato que pide es el caudal medioequivalente, es decir, siguiendo con el ejemplo anterior, la bomba funcionaintermitentemente, de forma que al día sólo está en servicio 2 horas, lo que llevaría alcálculo siguiente: 10.000 x 2 = 20.000 l/d; 20.000/86.400 = 0,23 l/s. En cuanto a si existevertido, hay que responder que sí en la mayoría de los casos; sólo se respondería que nocuando se utiliza únicamente para usos en los que se incorpora a algún producto, se evapora(reponer agua a circuitos de refrigeración), se utiliza, después de tratarla, para alimentar auna caldera, etc., es decir, que realmente no acaba convirtiéndose en un agua residual.

La solicitud debe ir acompañada de ciertos documentos y ha de presentarse porcuadruplicado. Los documentos son:

• Poderes del que represente a la empresa• Documentos de propiedad de la finca donde está el pozo• Memoria descriptiva del aprovechamiento, es decir, la descripción de la obra para hacer

el pozo, del propio pozo y de los elementos para extraer el agua y almacenarla. Hay queindicar la cantidad anual de agua a extraer y si es más de 3.000 m3, justificar el uso que sele va a dar y que la necesidad de agua de este uso se corresponde con la que se pretendesacar, además de indicar de qué forma se va a controlar la cantidad extraída.

• Plano para situar la empresa a escala 1:50.000• Plano a escala muy ampliada donde se situarán el pozo o los pozos.• Si el agua fuera a dedicarse a consumo humano, análisis químico y bacteriológico

expedido por el Servicio correspondiente de la C.A.P.V. (esto no será relevante en lamayoría de los casos)


258

2. Caudal superior a 7.000 m3/a

Este caso ya requiere concesión administrativa y es igual que si se pretende una captación deaguas superficiales (de un río o arroyo, por ejemplo).

La tramitación es bastante complicada, por lo que ha de estar muy justificado el beneficiopara decidirse a emprenderla. Parece más lógico consumir agua de red y estudiar todas lasformas posibles para reducir al mínimo su consumo. En caso de seguir adelante, los pasosfundamentales son:

• Presentar una instancia solicitando la iniciación del trámite de competencia si procede yen la que se hace constar:

− Peticionario (persona física o jurídica)− Destino del aprovechamiento− Caudal de agua solicitado− Corriente de donde se han de derivar las aguas− Términos municipales donde radican las obras

• El Organismo de cuenca redacta el anuncio conforme a la petición para su publicación enel Boletín Oficial de la provincia donde radican las obras, dando un plazo para lapresentación del resto de documentación al peticionario y a otros que tengan el mismoobjeto o sean incompatibles con la primera.

• La documentación adicional a presentar es un proyecto por cuadruplicado, suscrito portécnico competente, en el que se determinan las obras e instalaciones necesarias, sejustifican los caudales a utilizar y se fijan los plazos de ejecución. Se deberá incluirtambién la hoja del Instituto Geográfico Nacional donde se señala el punto o los puntosde toma de agua y el esquema del resto de las instalaciones. La documentación sepresenta precintada. (Ya se puede ver que este es un trámite que abarca todos los posiblesusos de más de 7.000 m3/a y no distingue ni simplifica los pequeños de los grandes. Poreso se decía más arriba que es una tramitación complicada, lo cual no quiere decir quesea difícil de conseguir para casos de caudales relativamente pequeños)

• Según los casos y a juicio de la Administración, se podrán solicitar estudioscomplementarios a lo que se ha presentado. (Por los ejemplos que se citan en lanormativa, se deduce que se refieren a casos de mucha envergadura).

• La Administración, una vez desprecintada la documentación, sigue una serie de pasospara ver que no entra en competencia con el Plan Hidrológico, etc., y una vez superadotodo ello, lo somete a información pública por medio de la publicación en el BoletínOficial de la provincia y se expone en los Ayuntamientos afectados por las obras o queutilicen las aguas afectadas. Al mismo tiempo se informa a otros organismos por si sevieran afectadas sus competencias.

• Si se supera todo lo anterior, cosa que será fácil que ocurra en casos de caudalespequeños y pequeñas obras, emitirá un informe favorable a la concesión, con lascondiciones que considere pertinentes.

• El peticionario acepta la concesión con las condiciones impuestas y desde ese momentose considera concedida. Posteriormente se inscribe en el Registro de Aguas delOrganismo de Cuenca correspondiente.


259

13.4 TRAMITACIÓN PARA CONSEGUIR AUTORIZACIÓN DE VERTIDO

Los vertidos que se originan en cualquier actividad industrial pueden ir a cauce público o acolector para su tratamiento conjunto con otros en depuradoras comunales. Las empresas delsector galvánico de la C.A.P.V., según donde se encuentren ubicadas, tendrán que optar poruna de estas dos modalidades. Si el vertido es a colector, habrán de cumplir las condicionesparticulares del caso, pero si el vertido es a cauce público, los límites a cumplir están fijadosen el Reglamento del Dominio Público Hidráulico y también el hecho de que habrá queobtener previamente de la Autoridad competente una autorización de vertido. Seguidamentese va a exponer cómo es la tramitación para conseguir dicha autorización.

Hay que presentar una solicitud, por parte del titular de la actividad, que debe contener:

• Una descripción detallada de las características de la actividad causante del vertido• Localización exacta del punto donde se produce el vertido de aguas residuales• Descripción de las características cuantitativas y cualitativas de los vertidos: caudal,

concentraciones de las substancias más características en base a la actividad a la quecorresponden

• Descripción de las instalaciones de depuración y de las medidas de seguridad para evitarvertidos accidentales

• Proyecto, suscrito por técnico competente, de las obras e instalaciones de depuraciónadecuadas para que el grado de depuración sea consecuente con el grado de calidadestablecido para el medio receptor (río, arroyo, lago, etc.).

• Documentación que acredite la propiedad de los terrenos donde van a ir las instalacionesde depuración.

Después de esto viene la parte de la tramitación que corresponde a la Administración(someterlo a información pública, pedir informes de diversos organismos competentes, etc.),hasta que se dicta una resolución concediendo o denegando la autorización. Lo normal esque se conceda la autorización, pero hay que tener en cuenta que la autoridad competentepuede haber estimado que las medidas de depuración que se proponen son insuficientes, conlo que incluiría medidas adicionales en la propia autorización.

De cualquier forma, la autorización siempre contendrá todos los aspectos relativos a lasinstalaciones de depuración necesarias y a los elementos de control de su funcionamiento ylos límites que se imponen a la composición del efluente. Estos límites serán como máximolos de la tabla 1 (ver capítulo 13.5), salvo en casos muy excepcionales de vertidos que por suescasa entidad justifique un menor rigor. Otro aspecto que también contendrá la autorizaciónes el importe del canon de vertido, calculado tal como se establece en el anteriormentecitado Reglamento.


260

13.5 DIVERSOS LÍMITES A LOS VERTIDOS

En las tablas que se reproducen seguidamente se presentan los límites de vertido a caucepúblico (las tres tablas) y los de aceptación en alguno de los colectores de la C.A.P.V. Sólose han incluido aquéllos parámetros que pueden tener relevancia para las empresas del sectorgalvánico, pero están regulados muchos más parámetros.

Parámetro Unidades Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Gran Bilbao Durangoaldea VitoriapH 5,5 a 9,5 5,5 a 9,5 5,5 a 9,5 6 a 9,5 6 a 9,5 6 a 10Sólidos suspensión mg/l 300 150 80 700DBO5 mg O2/l 300 60 40 600DQO mg O2/l 500 200 160 1.000Bario mg/l 20 20 20 20Boro mg/l 10 5 2 5Cadmio mg/l 0,5 0,2 0,1 1,5 1,5 0,2Cromo III mg/l 4 3 2 7,5 7,5 6Cromo VI mg/l 0,5 0,2 0,2 0,5Hierro mg/l 10 3 2 150 150 (?) 10Níquel mg/l 10 3 2 5 5 2Plomo mg/l 0,5 0,2 0,2 3 3 0,7Estaño mg/l 10 10 10 10Cobre mg/l 10 0,5 0,2 7,5 7,5 0,5Cinc mg/l 20 10 3 15 15 5Cianuros mg/l 1 0,5 0,5 2 2 1Cloruros mg/l 2.000 2.000 2.000 2.000Sulfatos mg/l 2.000 2.000 2.000 1.500 1.500 2.000Fluoruros mg/l 12 8 6 10Amoniaco mg/l 50 50 15 364 364 30Aceites y grasas mg/l 40 25 20 500 500 75Aceite mineral mg/l 50 50

Anexo VI-Direcciones de interés.

261

ANEXO VI

14. DIRECCIONES DE INTERÉS

14.1 DIRECCIONES DE LA ADMINISTRACIÓN

IHOBE, S.A.Ibañez de Bilbao 28-8ª48009 Bilbao (Bizkaia)Tlfno: (94)423-07-43Fax: (94)423-59-00

SERVICIO DE RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS DE LA VICECONSERÍA DE MEDIOAMBIENTE. GOBIERNO VASCODuque de Wellington 201010 Vitoria-Gasteiz (Araba)Tlfno:(945)18-99-11Fax:(945)18-99-11

DELEGACIÓN TERRITORIAL DE ORDENACIÓN DEL TERRITORIO, VIVIENDA Y MEDIOAMBIENTE DEL GOBIERNO VASCO EN ARABADuque de Wellington 201010 Vitoria-Gasteiz (Araba)Tlfno:(945)18-99-19/18-98-10Fax:(945)18-98-08

DELEGACIÓN TERRITORIAL DE ORDENACIÓN DEL TERRITORIO, VIVIENDA Y MEDIOAMBIENTE DEL GOBIERNO VASCO EN BIZKAIAGran Vía 85-7º48011 Bilbao (Bizkaia)Tlfno: (94)488-13-00Fax: (94)488-13-09

DELEGACIÓN TERRITORIAL DE ORDENACIÓN DEL TERRITORIO, VIVIENDA Y MEDIOAMBIENTE DEL GOBIERNO VASCO EN GIPUZKOAAndía 1320004 Donostia-San SebastiánTlfno: (943)41-28-36Fax: (943)41-28-11

DIRECCIÓN DE AGUAS. DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES Y OBRAS PÚBLICAS DELGOBIERNO VASCODuque de Wellington 201010 Vitoria-Gasteiz (Araba)Tlfno:(945)18-97-97Fax:(945)18-97-42

SERVICIO TERRITORIAL DE AGUAS DE BIZKAIA


262

Avda. Lehendakari Agirre 9-6º48014 Bilbao (Bizkaia)Tlfno:(94)475-33-00Fax:(94)476-30-02

OSALAN. DPTO. DE TRABAJO Y SEGURIDAD SOCIALCamino La Dinamita s/n48903 Barakaldo (Bizkaia)Tlfno:(94)485-61-42/43/44/45/46Fax:(94)485-01-68

CONSORCIO DE AGUAS, ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTOS DEL GRAN BILBAOSan Vicente 8 - Edif. Albia I-4º48001 Bilbao (Bizkaia)Tlfno:(94)487-31-00Fax:(94)487-31-10

SERVICIO DE MEDIO AMBIENTE DEL AYUNTAMIENTO DE VITORIA-GASTEIZDato 11-1º01005 Vitoria-Gasteiz (Araba)Tlfno:(945)16-16-65Fax:(945)16-17-60

CONSORCIO DE AGUAS DE LA MERINDAD DE DURANGOBruño Mauricio Zabala nº 948200 Durango (Bizkaia)Tlfno:(94)620-24-86Fax:(94)620-24-86

AGUAS TXINGUDI - TXINGUDI URAK S.A.Juncal nº 26 bajo20304 Irun (Gipuzkoa)Tlfno:(943)63-26-22/62-26-20Fax:(943)63-14-25

CONSORCIO DE AGUAS DE GIPUZKOAPortuetxe 14-2º puerta 3ªEdificio Ibaeta20009 Donostia-San SebastiánTlfno:(943)21-97-24/31-18-01Fax:(943)21-19-59

CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL NORTE (GIPUZKOA)Paseo Rotaburu 1-8º20071 Donostia-San Sebastián (Gipuzkoa)Tlfno:(943)31-18-75/31-18-19Fax:(943)31-19-64

CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL NORTE (BIZKAIA)

Anexo VI-Direcciones de interés.

263

Gran Vía 57-7º48011 Bilbao (Bizkaia)Tlfno:(94)441-17-00Fax:(94)441-50-19

14.2 RECICLADORES Y GESTORES DE RESIDUOS

- Recuperación de lodos metálicos conteniendo cobre

Elmet, S.L.Bº Arene 2048940 Berango (Bizkaia)Tlfno:(94)668-91-00Fax:(94)668-91-17

- Recuperación de baños de decapado

AcidekaGran Vía 42-1º48011 Bilbao (Bizkaia)Tlfno:(94)423-68-99Fax:(94)423-16-98

SaderCamino del Arsenal 1948013 Bilbao (Bizkaia)Tlfno:(94)490-58-11Fax:(94)490-34-07

- Tratamiento de baños ácidos y alcalinos

TraderisaTrinidad 948990 Algorta-Getxo (Bizkaia)Tlfno:(94)491-19-04Fax:(94)491-21-79

Borg ServiceAvda. Iparraguirre 80-1º48940 Leioa (Bizkaia)Tlfno:(94)480-27-85Fax:(94)480-27-22


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- Tratamiento de baños con cromo VI o cianurado

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Anexo VII-Diccionario

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ANEXO VII

15. DICCIONARIO

Abrillantador: Mezcla de compuestos químicos, por lo general orgánicos, cuya adiciónpermite dar al depósito metálico un aspecto brillante.

Acabado: Operación de fin de tratamiento destinado a conferir un aspecto particular.Ejemplo: pasivado, cromatizado, etc.

Acomplejante: Compuesto químico capaz de formar un ión complejo con un ión metálico.Ejemplo: La sal de Rochelle es un acomplejante del cobre.

Activación: Tratamiento destinado a destruir una pasivación superficial. Podemosactivar la superficie tanto con un ácido diluido como con un compuestoalcalino.

Adherencia: Propiedad de un depósito de permanecer ligado a la superficie sobre a laque ha sido depositada.

Aerómetro: Instrumento que sirve para medir la densidad de los líquidos. también seles llama densímetros.

Agentes de adición o aditivos: Compuestos químicos que añadidos al baño modifican lascaracterísticas del depósito. Ejemplo: Humectantes, nivelantes, etc.

Aleación: Sustancia que posee propiedades metálicas y contiene dos ó máselementos en su formulación. Ejemplo: Latón.

Amperio: Unidad de intensidad de corriente. Ejemplo: en el caso de la plata, unamperio es la intensidad de corriente cuyo paso a través de una solución deplata provoca por segundo el depósito de 1,118 mg de plata ( suponiendoque el rendimiento sea del 100 % ).

Anión: Ión cargado negativamente. Ejemplo: anión cloruro (Cl-)Anodizado: Tratamiento electrolítico del aluminio y sus aleaciones que provocan un

reforzamiento de la película de óxido de aluminio por acción del oxígenonaciente de un electrolito bajo corriente eléctrica adecuada, haciendo lapieza de ánodo.

Ánodo: Electrodo positivo en donde se descargan los iones negativos.Anti-pit: Producto químico cuya misión es disminuir la tensión superficial de la

solución ó del electrolito. Ejemplo: Los tensoactivos.Arenado: Decapado de superficie por la acción de un chorro de arena.

Baño electrolítico: Término al que en nuestro lenguaje denominamos al electrolito.Ejemplo: Baño de cobre, níquel, etc.

Bicromatado: Ver cromatizado.Bivalente: Elemento que posee dos valencias. Ejemplo: El cobre en un baño de cobre

ácido es bivalente (Cu2+)Bombos o tambores: Aparatos en los cuales se introducen en masa las piezas a tratar y se

someten a rotaciones.Brillante: Cualidad de un electrodepósito de presentar un aspecto exterior que posee

un poder de reflexión de la luz, que se opone al aspecto mate. Esto notiene nada que ver con el pulido, cuyo fin es igualar las superficies, aunqueesto también conduzca a una superficie brillante.


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Calamina: Óxido producido en la superficie de las piezas metálicas por untratamiento a elevada temperatura en contacto con el aire.

Capa: Sustancia aplicada sobre otra.Carbonitruración: Proceso de difusión de carbono y nitrógeno en aleaciones de hierro.Cataforesis: Ver electroforesis.Catálisis: Acción de determinados cuerpos químicos que, por su sola presencia,

permiten ó aceleran determinadas reacciones químicas. Ejemplo: El ácidosulfúrico tiene una acción catalítica en el cromado.

Catalizador: Sustancia que provoca la catálisis.Catión: Ión cargado positivamente. Ejemplo: Ni2+.Cátodo: Electrodo negativo en donde se descargan los iones positivos.Cementación: Modificación superficial de la composición de un metal ó de una aleación,

combinándola con una sustancia, generalmente carbono a temperaturaelevada.

Cianurización: Cementación con ayuda de una mezcla de sales fundidas que contienenesencialmente cianuros, de piezas en aleaciones ferrosas y formaciónsuperficial de carburo de hierro.

Cianuro complejado: Concentración de radical cianuro combinado con cianuro metálico.Ejemplo: El cianuro de cobre lo acomplejamos con cianuro sódico ópotásico,

Cianuro libre: Concentración de radical cianuro ( CN ) ó cianuro alcalino ( CNNa ó CNK) no combinado.

Cianuro total: Suma del cianuro libre y el acomplejado.Complejo: Ión complejo de varios radicales capaces cada uno de existencia

independiente. Ejemplo: Cianuro doble de oro y potasio utilizado en losbaños de oro.

Conductividad: Propiedad conferida a un conductor de dejar pasar la corriente eléctrica.Conductora (sal): Compuesto añadido a un electrolito para aumentar la conductividad.

Ejemplo: el sulfato de sodio es el conductor que se adiciona al sulfato decinc en los electrolitos ácidos de cincado.

Corriente anódica: Corriente que atraviesa uno ó más ánodos.Corriente catódica: Corriente que atraviesa uno ó más cátodos.Criterio de Calidad de Lavado (CL): Dilución de la última etapa de lavado respecto al

baño. Es el cociente entre la concentración en el baño y aquella en elúltimo lavado previo a la siguiente operación.

Cromatado: Tratamiento químico en una solución crómica de piezas previamenterecubiertas electroliticamente de cinc, cadmio, aluminio......ó susaleaciones.

Cubriente ( poder ó poder de penetración): Cualidad de un electrodepósito de cubrir elmetal electrodepositado en las concavidades de la pieza.

Decapado: Limpiar de una superficie metálica los óxidos que la recubren.Decarburar: Eliminar una parte del carbono que contiene una aleación ferrosa.Densidad de corriente electrolítica: Cantidad de corriente por unidad de superficie que

atraviesa un punto de un electrodo.Desengrasar: Limpiar una superficie metálica desembarazándola de las grasas que la

recubren.

Anexo VII-Diccionario

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Desmineralización: Proceso de purificación del agua por eliminación de cationes.Diferencia de potencial: Cociente de la potencia eléctrica disponible entre dos puntos de un

circuito eléctrico por la intensidad de corriente.

V voltios = W vatios / A amperios

Diluir: Añadir un liquido a una solución para disminuir su concentración.Diodo: Conjunto que no permite pasar más que en un sentido la corriente eléctrica

alterna.Dúctil: Calidad de lo que puede estirarse.Duplex (depósitos): Electrodepósitos constituidos por dos capas diferentes, que pueden

estar constituidas por un mismo metal electrodepositado bajo condicionesdiferentes.

Dureza: Cualidad de un cuerpo de oponer una reacción a toda presión ejercidasobre su superficie.

Electrodeposición: Proceso que permite a una sustancia depositarse sobre un electrodogracias a un fenómeno de electrÛlisis.

Electrodepósito: Depósito catódico obtenido por el paso de la corriente eléctrica en unacélula electrolítica.

Electrodo: Sustancia conductora a través de la cual entra ó sale la corriente eléctricaen una célula electrolítica, y a nivel de la cual los iones pierden su cargaeléctrica.

Electroforesis: Movimiento producido por la aplicación de una corriente continua en unasolución coloidal, cuyas partículas en suspensión están cargadaseléctricamente.

ElectrÛlisis: Operación que permite una modificación química por el paso de corrienteeléctrica a través de un electrolito.

Electrolito: Solución que contiene por lo menos un cuerpo ionizado.Estalagnómetro: Aparato que sirve para determinar la tensión superficial.

Filtro: Aparato que permite separar las partes sólidas en suspensión en un líquido.Flash: Depósito ó electrodepósito de débil espesor.Floculación: Acción de agregar en pequeños trozos, a fin de aumentar el tamaño de las

partículas en el momento de su precipitación.Fosfatación: Transformación de una superficie metálica en fosfatos más ó menos

complejos.

Galvanizado: Acción de depositar cinc sobre un metal, generalmente hierro. Sedistingue:

- Galvanizado en caliente: cincado por fusión.- Electrogalvanizado: cincado por electrÛlisis.

Granallado: Decapado superficial de las superficies metálicas por la acción de unchorro de granalla de fundición ó de acero.

Hidrófobo: Cuerpo que tiene la propiedad de desplazar las moléculas de agua.Humectante: Ver anti - pit.


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Inhibidor: Sustancia que retarda ó para una reacción.Intercambiador de iones: Compuestos sólidos insolubles en medio liquido que se

presentan en forma de partículas susceptibles de intercambiar de formareversible los iones que encierran contra los iones que se encuentran enuna solución con la que se ponen en contacto.

Nitruración: Tratamiento térmico que tiene por fin la difusión del nitrógeno en lasuperficie de determinados aceros especiales, y que tiene por finconferirles una gran dureza.

Nivelación: Poder que poseen ciertos electrodepósitos de producir una superficie másplana que la del metal base.

Pasivación: Estado que toman ciertas superficies metálicas bajo el efecto de untratamiento químico ó electrolito.

pH: Medida que nos indica la acidez ó basicidad de una sustancia. La escala vadesde 0 a 14.

Polarización: Fenómeno por el cual las reacciones provocadas por una corriente queatraviesa un baño electrolítico producen una fuerza electromotriz, desentido opuesto al que genera la corriente.

Técnica de lavado: Modo de enjuagar a partir de las diferentes posiciones de lavadoexistentes.

Tensión superficial de un líquido: Es la fuerza que se opone al aumento de su superficie.Se expresa en dinas por centímetro, lo que corresponde a la fuerzanecesaria medida en dinas, para abrir en la superficie una fisura lineal de 1cm de longitud. Se mide por medio del estalagnómetro.Cuando los reductores de tensión superficial tienen una acción potente condosis ligera, se denominan humectantes.

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