2. Impacto ambiental y medidas de protección

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2.1 Plantas de sinterización y pelletización

En las instalaciones de sinterización se aglomera el mineral fino antes de su introducción en el alto horno y se reciclan los residuos ricos en hierro (materiales de desecho). El proceso de sinterización es el procedimiento clásico para el tratamiento de los residuos de las plantas metalúrgicas. Las posibilidades de reciclaje vienen limitadas, entre otros factores, por el contenido en cinc, pues éste contribuye al depósito de incrustaciones en el alto horno con interferencias en la circulación de los gases.

Las plantas de sinterización producen las siguientes emisiones:

Gases residuales y polvo con los componentes potencialmente relevantes para el medio ambiente:

SO₂, NO_x, CO₂, HF, HCl, As, Pb, Cd, Cu, Hg, Tl, Zn

Entre los componentes del polvo, los metales pesados plomo, cadmio, mercurio, arsenio y talio, en la medida en que estén presentes en los materiales iniciales, tienen importantes efectos negativos sobre el medio ambiente. La importancia de las emisiones antropógenas de metales pesados no se debe tanto a su tasa global de emisión como a la elevadas densidad sobre una superficie o a su concentración a nivel local. Las fábricas de la industria del hierro y el acero se encuentran entre las industrias en cuyos alrededores se dan las mayores tasas de inmisión de metales pesados en el aire y en el suelo.

El polvo es interceptado por las instalaciones de depuración de gases - normalmente filtros eléctricos - y devuelto al proceso de sinterización. En condiciones normales de funcionamiento las cargas de polvo en el gas depurado oscilan entre 75 y 100 mg/m³. Como consecuencia de la devolución continua al proceso, se puede producir una concentración de metales pesados como p. ej. de plomo en el polvo de las plantas sinterizadoras. Los polvos con fracciones muy elevadas de cinc y plomo deberían conducirse a los procesos de reciclaje de estos metales. Durante las detenciones por avería de la cinta de sinterización se debe procurar que la depuradora de gases siga funcionando al máximo rendimiento posible. Además del despolvoramiento de la cinta, las instalaciones de sinterización modernas tienen también sistemas de despolvoramiento de los compartimentos, en los cuales se depura el aire con polvo de las zonas de descarga, de descenso de la carga, de la machacadora, etc. por filtración en caliente.

En razón de la composición de los materiales iniciales se emiten compuestos inorgánicos de flúor y cloro, así como dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. Hay que reducir drásticamente la emisión de dióxido de azufre utilizando coque con menor contenido de azufre. La emisión de sustancias tóxicas gaseosas se puede reducir también aumentando la dosificación de cal. De esta forma se trasladan las sustancias problemáticas al polvo filtrado. En el caso de que las condiciones locales y la técnica de proceso no permitan adoptar estas medidas primarias, se puede recurrir a instalaciones de desulfuración en húmedo como medidas paliativas; en este caso se trasladan algunas sustancias problemáticas al agua residual. Debido a los grandes volúmenes de gases residuales - hasta 10⁶ m³/h - sólo se puede realizar una desulfuración parcial. Por esta razón deberían aplicarse preferiblemente medidas primarias. Las concentraciones de dióxido de azufre en los gases depurados rondan los 500 mg/m³

Respecto a los efectos del ruido, se diferencia entre la inmisión de ruido procedente de las factorías en las comunidades vecinas y los efectos sobre las personas en los puestos de trabajo.

Una de las fuentes principales de ruido en las instalaciones de sinterizado son los grandes ventiladores que aspiran el aire a través de la torta de sinterizado, con el objeto de refrigerar el aglomerado de sinterización y de atrapar el polvo. Las estaciones machacadoras y de cribado deberían instalarse en edificios de construcción maciza que limiten la propagación del ruido. Como medidas para la reducción del nivel acústico se ofrecen amortiguadores sonoros en las tuberías del aire entrante y del aire de escape, así como el aislamiento de cada grupo electrógeno. Para valorar los ruidos irradiados al espacio por una planta se utiliza la potencia acústica de inmisión efectiva. La potencia acústica de una fuente sonora es un parámetro independiente de la distancia. Esta asciende a 133 dB (A) en las plantas de sinterización sin amortiguadores sonoros en los canales de aire, y a 124 dB (A) en aquellas instalaciones con insonorizadores. Realizando una muy buena planificación y ejecución acústica puede conseguirse un nivel de inmisión sonora de 40 dB(A) a 1000 m de las fuentes de ruido. De no ser posible conseguir este objetivo, las zonas habitadas en las cercanías de la planta de sinterización sólo se pueden proteger mediante medidas contra la propagación como, p. ej., terraplenes o vallas antirruido. Las reflexiones sobre las medidas óptimas de protección acústica deben realizarse paralelamente a la concepción de la unidad de producción.

Mediante el blindaje y la separación de las fuentes de ruido se protegen también los lugares de trabajo. El nivel acústico típico en una nave de sinterización es de 83-90 dB(A). Debe prestarse atención a que el personal use protección antirruido, puesto que una potencia acústica superior a los 85 dB(A) durante largos períodos de tiempo conduce a serios daños del sistema auditivo. A fin de restringir el número de accidentes de trabajo, deben llevarse cascos protectores y calzado de seguridad. El personal que trabaja en zonas muy expuestas a polvo, gases, ruido y calor debe someterse periódicamente a revisiones médicas de carácter preventivo.

En las instalaciones de pelletización, los minerales menudos son mezclados con agua y sustancias adicionales y convertidos en pellets verdes, los cuales se cuecen luego en los quemadores de pellets, sobre parrillas móviles. Los gases de escape, ricos en polvo, son depurados en instalaciones de despolvoramiento - generalmente filtros eléctricos -. El polvo filtrado vuelve a utilizarse. Las plantas de pelletización producen menos polvo y gases que las de sinterización. A diferencia de la sinterización, la pelletización se realiza por regla general en la mina del metal.

2.2 Altos hornos

Los altos hornos son reactores de flujo invertido, que se llenan por arriba en capas, con carga y coque, retirándose por abajo el hierro bruto fundido y la escoria. En la parte inferior del horno se inyecta aire caliente en flujo invertido. Como sustancias de desecho, se aplican, después de su sinterización, virutas metálicas y cascarilla de laminación manchadas con aceites.

Importantes emisiones, sustancias sobrantes y residuos son:

- gas de alto horno con los siguientes componentes potencialmente de relevancia ambiental:

CO, CO₂, SO₂, NO_x, H₂S, HCN, CH₄, As, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn

- polvo del gas (seco), rico en hierro (35 - 50 %), procedente de las instalaciones depuradoras de gas

- escoria con los componentes principales

SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO

- lodo de la depuración de gas

- agua residual procedente de la depuración de gas, con las sustancias tóxicas: cianuros, fenoles, amoníaco

- polvo de los colectores de las naves de fundición.

Los gases residuales del alto horno son tratados en una etapa previa con colectores de gravitación (botellón o ciclón clasificador de aire seco) y en una segunda etapa sometidos a un tratamiento final con lavadores a alta presión o con filtros eléctricos húmedos. De esta forma se consiguen concentraciones en el gas depurado de 1 a 10 mg/m³.

Pero también otras emisiones de polvo en la zona del alto horno, principalmente las procedentes de la homogeneización de la carga, de la desulfuración del hierro bruto y de la nave de fundición deben absorberse para su tratamiento.

La formación de polvo ("humo marrón") en la nave de fundición contamina no solamente las inmediaciones, sino también los lugares de trabajo. Potentes recolectores de aire en las naves de fundición alcanzan, mediante la absorción de los gases residuales de proceso y de las emisiones periféricas en la piquera, en el canal de colada y en los puestos de seccionamiento, y su depuración con filtros eléctricos horizontales, concentraciones claramente inferiores a 50 mg/m³ en el gas depurado (los valores óptimos obtenidos con 7 y 12 mg/m³ y factores de emisión de polvo entre 0,020 y 0,028 kg/t de hierro bruto en altos hornos con un rendimiento de 4000 a 6000 t/día).

Actualmente se ensaya la supresión de la formación del "humo marrón" mediante inerciación con nitrógeno como alternativa a la absorción y la depuración convencionales.

Respecto a la depuración de los gases resultantes de la desulfuración del hierro bruto, se pueden obtener valores de concentración de polvo en los gases depurados de 50 mg/m³, tanto aplicando la desulfuración con carburo cálcico, como con soda, con depuradores de corriente radial o con filtros eléctricos.

El gas de alto horno contiene de 10 a 30, como máximo 60 mg/m³ de polvo con un 35 hasta un 50 % de fracción fina, es decir, aproximadamente 30 hasta 80 kg/t de hierro bruto; en instalaciones más antiguas 50 hasta 130 kg/t. El polvo seco interceptado en los colectores, generalmente de varias etapas, es devuelto a la instalación de sinterización y de allí al alto horno.

Los lodos de las aguas de lavado del gas de alto horno deben depositarse en vertederos debido a su contenido en cinc y plomo, a menos que se prevea una separación especial mediante hidrociclones. Si los contenidos de los metales citados son elevados, los lodos deberían entregarse a factorías de metales no ferrosos. Si se puede aprovechar esta posibilidad de reutilización, el proceso del alto horno transcurriría prácticamente libre de desechos. En el caso de que se depositen, existe el peligro de lixiviación y con ello, de infiltración en el suelo y en las aguas subterráneas de combinaciones de Zn, Pb y otros metales pesados. El vertedero tiene que estar impermeabilizado de forma duradera y controlable y el agua de filtración debe recogerse para su tratamiento químico. Los requerimientos especiales para un vertedero de este tipo deben exponerse en la planificación del proyecto.

Cerca del 50 % de los desechos de la producción de hierro y acero es escoria procedente del proceso en el alto horno. Esta se destina casi siempre a la construcción de redes viales y de caminos. Una parte de la escoria líquida a altas temperaturas es enfriada bruscamente en agua y de esta forma granulada. Esta denominada arena de escoria se utiliza también en la construcción de caminos. Una parte es transformada en cemento Portland y de alto horno. Durante el enfriamiento brusco y la granulación se liberan monóxido de carbono y ácido sulfhídrico. El agua residual presenta reacción alcalina y contiene pequeñas cantidades de sulfuros.

Los depósitos de escoria originan aguas de infiltración con elevadas concentraciones de sulfuros disueltos y fuerte reacción alcalina, lo que supone un peligro para las aguas subterráneas. Se debe planificar la impermeabilización de los montones de escoria y el tratamiento de las aguas de infiltración recogidas.

Durante el lavado del gas de alto horno y el despolvoramiento húmedo que se realiza al mismo tiempo, se produce agua residual. Ésta es aclarada normalmente en tanques de decantación y eventualmente mediante circulación a través de un lecho de grava y circula en circuito. El agua residual contiene sustancias en suspensión (polvo) y entre otros compuestos, sulfuros, cianuros, fenoles y amoníaco disueltos. A fin de eliminar las tres últimas sustancias del agua residual deben proyectarse los correspondientes procesos de tratamiento físico-químicos de la tecnología de depuración.

La elevada proporción de monóxido de carbono que se da en el gas de alto horno, consecuencia de la atmósfera reductora existente en éste, es la razón de su aprovechamiento térmico interno en la factoría como gas de combustión. Durante este proceso es inevitable la generación de dióxido de carbono, con los conocidos efectos negativos para el clima.

Si el contenido en dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno es demasiado alto, se puede contribuir a reducir la proporción de estos compuestos gaseosos tóxicos mediante la desulfuración y la eliminación del nitrógeno del gas de humo.

Las concentraciones de monóxido de carbono suponen un problema especial en los lugares de trabajo. Si las tuberías de gas no están completamente impermeabilizadas, existe el peligro de que al permanecer en la zona de la boca del horno se produzcan intoxicaciones que pudieren provocar la muerte. Al realizar trabajos de reparación y mantenimiento en hornos parados o en instalaciones depuradoras de gases, debe prestarse especial atención a la concentración de CO realizando mediciones y llevando protección respiratoria.

A la seguridad laboral en los altos hornos pertenecen, dependiendo del puesto de trabajo, ropas refractarias, aparatos de protección respiratoria, protección auditiva; el uso de cascos protectores y calzado de seguridad es obligatorio en todas las secciones.

En las instalaciones de altos hornos se producen emisiones sonoras procedentes principalmente de los sopladores de comburente y de la boca de carga, así como ruidos de expansión al cambiar de la fase de ventilación a la de calentamiento. Como medidas de reducción de ruidos pueden utilizarse amortiguadores de sonido, protección del cargadero, blindaje, p. ej., de todas las válvulas y apantallamiento. La potencia acústica de la instalación de alto horno es de 110 a 125 dB(A); en las inmediaciones directas, el nivel de ruido de fondo puede alcanzar de 75 a 80 dB(A). Las posibles medidas antirruido a adoptar deberían elegirse ya en la etapa de planificación del alto horno. Su efecto puede determinarse mediante cálculo previo. Para ello hay que determinar la significancia de las fuentes de emisión (maquinaria y procesos). Debería darse prioridad a la insonorización o a la eliminación de los sucesos y fuentes sonoras periódicos.

2.3 Plantas de reducción directa

Las instalaciones de reducción directa trabajan con técnicas de procedimiento muy diversas como, p. ej., con hornos de cuba, similares al alto horno, o con hornos tubulares giratorios. En el primer caso el gas de horno se enriquece con gas natural después de ser depurado por lavado y se utiliza para calefacción. En el segundo caso el gas de horno no se aprovecha, a no ser que se disponga para este fin de acerías y de factorías de laminación. En este último caso, si el contenido de CO es suficientemente elevado, debería exigirse su combustión. La corriente de gas residual es depurada mediante un separador por gravitación (cámara colectora de polvo) como separador preliminar y luego a través de un filtro textil. En los procesos de reducción de materiales sólidos pueden producirse emisiones de dióxido de azufre, dependiendo del contenido de azufre del carbón utilizado.

2.4 Producción de acero bruto

El contenido demasiado alto de carbono, que interfiere en la transformación ulterior del acero bruto, así como los componentes que afectan a la calidad del acero bruto,como p. ej., silicio, fósforo y azufre, son o bien eliminados en estado gaseoso durante la producción del acero, o bien escorificados. En una acería se producen las emisiones siguientes:

- gases residuales con los componentes potencialmente relevantes para el medio ambiente:

CO, NO_x, SO₂, F, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Si, Tl, V, Zn

Dependiendo del procedimiento se presentan amoníaco, fenol, hidróxido de azufre, y compuestos cianógenos.

- Polvo procedente de la depuración de los gases residuales,

- escoria.

El mayor desprendimiento de polvo en las acerías se produce a consecuencia de la insuflación de oxígeno necesaria para la oxidación. El contenido de partículas sólidas en los gases residuales de los convertidores de oxígeno oscila entre 5 y 50 g/m³. Estos contienen productos de evaporación, finamente dispersos, de óxidos de hierro y del óxido inicial ("humo marrón"). Cuando se trabaja con fundentes presenta, además, compuestos de azufre y de fósforo, así como de flúor y tetrafluoruro de silicio.

Las masas de polvo específicas ascienden a aproximadamente:

- Hornos eléctricos 2 - 5 kg de polvo por tonelada de acero bruto

- Convertidor de soplado

- Convertidor de soplado

Entre las sustancias gaseosas se forman además de monóxido de carbono, compuestos inorgánicos del flúor cuando se añade fluorita, así como pequeñas cantidades de dióxido de azufre y de óxidos de nitrógeno. La producción de óxidos de nitrógeno es considerablemente mayor en los hornos eléctricos que en aquellos con convertidor de soplado.

La absorción y la depuración de los gases de proceso procedentes del convertidor son técnicamente posibles. Una cúpula rebajable o montada fija impide que penetren importantes cantidades de aire infiltrado o que salgan gases del convertidor. Después el gas es depurado del polvo en seco o por lavado. El despolvoramiento húmedo se realiza en dos etapas mediante la combinación de lavadores y filtros eléctricos húmedos. Para el despolvoramiento en seco se aplican filtros secos diseñados para resistir presiones internas de hasta 2 bares (peligro de explosión). Las concentraciones del gas de depuración son inferiores a 50 mg de polvo/m³ y 500 mg de dióxido de carbono/m³. Un valor inferior a 400 mg de óxidos de nitrógeno/m³ no puede mantenerse constantemente. El mantenimiento de las instalaciones colectoras es importante, a fin de conseguir de forma constante un grado de depuración suficiente. El despolvoramiento en seco ofrece la ventaja de que el polvo interceptado puede devolverse al convertidor después de su briqueteado en caliente.

Las actividades de trasvase, carga y mezcla generan emisiones difusas de polvo que pueden originar importantes molestias en los alrededores. Mediante una instalación recolectora de gases residuales con un grado de absorción de aproximadamente el 90 % y un mecanismo separador basado en filtros textiles o en filtros eléctricos acoplado, pueden conseguirse contenidos de polvo en el gas depurado de 10 mg/m³.

Las propuestas de aplicación de un sistema de mando y control en dependencia del proceso con objeto de reducir la cantidad específica de gases residuales deben examinarse eventualmente en relación a posibles requerimientos como robustez, detección de errores y fácil mantenimiento del sistema.

Debido a que la captación de los gases residuales en los hornos Siemens-Martin que se encuentran en funcionamiento es problemática, la solución al problema está en la reconversión en hornos eléctricos. Cuando se aplican hornos eléctricos para la producción de aceros finos, aparecen, además de plomo y cinc, entre otras sustancias, también cromo, níquel y vanadio en el polvo. Determinados compuestos de cromo en forma de polvo respirable han resultado ser cancerígenos.

A fin de alcanzar un porcentaje de captación de los gases residuales producidos durante la carga, fundición y colada del 95 % en el horno eléctrico es necesaria una protección de obra completa. Para la separación del polvo se aplican filtros textiles, con los cuales se pueden alcanzar concentraciones de polvo inferiores a 20 mg/m³ en el gas depurado.

Durante el funcionamiento del convertidor se produce monóxido de carbono en grandes cantidades, el cual debería ser dirigido a la combustión controlada en un quemador de gas sobrante o en una caldera con transformación de energía, con el fin de evitar contaminaciones demasiado altas de la atmósfera (inmisiones). Entre las fuentes potenciales, aunque según los conocimientos actuales menos importantes, de emisión de dibenzodioxinas y dibenzofuranos polihalogenados, se cuenta también la utilización de chatarra de hierro en las acerías eléctricas. La causa de la formación de estas sustancias reside en la contaminación de la chatarra con compuestos halógenos y las condiciones de funcionamiento del proceso. En primeros estudios, basados en pruebas puntuales se encontraron concentraciones de emisión en nanogramos. En la actualidad se está preparando un amplio programa de mediciones. Una cuidadosa selección y clasificación previas de la chatarra es una posibilidad practicable hoy en día a fin de emitir tan pocas sustancias cancerígenas como sea posible. Actualmente se encuentran en fase de desarrollo procedimientos de filtración de dioxinas y furanos. Los filtros de adsorción basados en carbón activo, que en estos momentos se encuentran en la fase de experimentación técnica, y las posibilidades de su disposición deberían seguirse con atención.

Las aguas residuales de la despolvoración húmeda son aclaradas en hidrociclón o en tanques de decantación y dirigidas en circuito. El lodo separado es deshidratado en filtro de tambor al vacío y, después de pasar por la instalación de sinterización, devuelto al alto horno. Al devolver el lodo hay que tener en cuenta el contenido de cinc. La escoria producida en la acería es acondicionada para la construcción de caminos o transformada en fertilizantes.

En las factorías de acero soplado, los sopladores de alta potencia y las instalaciones depuradoras del polvo son importantes fuentes de ruido; en los hornos eléctricos lo son el arco voltaico y el transformador. El nivel acústico en las acerías eléctricas sin medidas antirruido está entre 117 y 132 dB(A), con tales medidas es de aproximadamente 100 dB(A).

Como medidas antirruido pueden utilizarse, entre otras:

- medidas en el arco voltaico,
- reducción de las aberturas en la envoltura del horno,
- blindaje del horno,
- separación acústica de la nave del horno de las vecinas,
- refuerzo de la insonorización de los muros de las naves,
- insonorizadores en las bocas de entrada y salida del aire,
- ventiladores de refrigeración lentos,
- protección de los agregados individuales,
- evitar la caída de chatarra durante la carga y la distribución.

Durante la refundición, especialmente de chatarra mojada, pueden presentarse niveles sonoros máximos muy altos. En instalaciones modernas ampliamente automatizadas hay estaciones de control, las cuales se pueden proteger fácilmente contra los influjos sonoros en el lugar de trabajo. Las medidas de protección citadas en el apartado 2.2 también son aplicables a los lugares de trabajo en las acerías.

2.5 Laminación del acero

Durante el proceso de transformación del acero bruto en acero laminado se producen en las plantas laminadoras las emisiones y los desechos siguientes:

- cascarilla de laminación, manchada de aceite
- gases residuales de los hornos
- aguas residuales, contaminadas con aceite
- aguas residuales de la depuración de aguas.

Durante la producción de chapa de acero se forman:

- agua residual, contaminada con aceites
- aire de escape de los baños de decapado
- decapante usado
- ácido sulfúrico y ácido clorhídrico
- o ácido nítrico y ácido fluorhídrico
- mezclas.

En los trenes laminadores en caliente, el desecho más importante en cantidad es la cascarilla de laminación. La masa específica oscila entre 20 y 30 kg/t de acero acabado. La cascarilla está formada en su mayor parte por óxidos de hierro (70 - 75) y por eso puede ser reutilizada en el alto horno. Las partes más finas tienen que ser previamente sinterizadas o pelletizadas. La cascarilla que contenga aceite procedente de las grasas de lubricación de los agregados puede limpiarse mediante quemado o lavado alcalino en húmedo. La cascarilla que contenga aceites no debería depositarse en vertedero, con objeto de evitar una potencial infiltración de estas sustancias en el subsuelo.

En los trenes laminadores en caliente se producen aguas residuales a consecuencia del:

- transporte de la cascarilla a las intalaciones de depuración de aguas resi-duales,
- lavado alcalino de la cascarilla manchada con aceite.

La mezcla cascarilla-agua es separada en instalaciones de decantación y lechos de grava (bajo determinadas circunstancias, con adición de agentes floculantes). El aceite de laminación flotante y las grasas son separados por raspado, la cascarilla sedimentada o filtrada es escurrida y llevada a la instalación de sinterización. El agua residual depurada circula en circuito.

El agua alcalina del lavado de la cascarilla contiene aceites en emulsión, los cuales deben ser disociados con sustancias químicas. El agua resultante contiene todavía restos de aceite y de productos químicos, por lo cual debería ser dirigida a una estación depuradora biológica. El aceite separado puede ser tratado y bajo determinadas condiciones utilizado de nuevo en las laminadoras.

En las laminadoras en frío, las chapas de acero son descascarilladas en un baño decapante previo a su transformación posterior. Por lo tanto, en la laminación en frío propiamente dicha no se producen residuos sólidos (cascarilla).

Las aguas residuales resultan de la contaminación del agua con aceites de laminación (aceites minerales, aceites de palma) tanto durante la laminación en frío como en el baño de decapado. Antes de la estañadura y de la galvanización, las chapas son decapadas de nuevo con ácido y desengrasadas electrolíticamente.

Los requerimientos relevantes para el tratamiento de las aguas residuales en instalaciones de laminación dependen del tipo e importancia del aprovechamiento múltiple y de la calidad del canal emisario. Es necesario realizar controles periódicos de los valores de estas aguas.

Las emulsiones de aceite en agua procedentes del proceso de laminación en frío deben tratarse químicamente (floculación con sales de hierro y cal). Los lodos con aceites deberían quemarse, dirigiendo las cenizas a la instalación de sinterización. El aceite separado de la emulsión se puede aprovechar para lubricaciones secundarias.

En lo relativo a emulsiones, mezclas de productos de aceite mineral y lodos de aceite mineral, debería llevarse un registro de comprobantes de su deposición y/o reutilización, a fin de proteger el suelo y el agua subterránea de infiltraciones indeseadas.

Los decapantes usados contienen principalmente sales de hierro. Estas pueden precipitarse y venderse (elaboración de pigmentos, precipitantes para la depuración de aguas, producción de ácido sulfúrico). El decapante usado sobrante debe neutralizarse con aguacal. Los lodos de hidróxidos resultantes se depositan en bancales de secado o mejor todavía, son deshidratados en filtros de presión. Previamente a su depósito en un vertedero se debe comprobar si estos residuos son aptos para su depósito definitivo en lo relativo al peligro de lavado y a su estabilidad. Si el contenido en sustancias sólidas sobrepasa el 40 %, entonces deberían llevarse a la instalación de sinterización.

Las aguas ácidas de lavado del decapado tienen que neutralizarse, separando los lodos de hidróxidos floculantes. El agua residual depurada puede volver a utilizarse (previa neutralización con ácido). Los lodos deben almacenarse en un vertedero impermeabilizado y apto para este fin.

Para eliminar el aceite pulverizado en los trenes de laminación, se aplican construcciones especiales en cúpula para la captación y la separación, una combinación de separador preliminar y de filtro eléctrico acoplado.

Cuando los trenes de laminación en caliente y en frío producen un nivel de ruido de 95 - 110 dB(A), puede decirse que se alcanza un grado de inmisión que afecta al entorno. En la laminadora, el nivel de ruido asciende a 106 dB(A) 5 m antes del tren laminador de barras abierto, y en el tren laminador de tubos, al lado de la máquina enderezadora, a 124 dB(A) como máximo.

Con el objeto de proteger los lugares de trabajo del ruido, la instalación está automatizada en gran parte y equipada con las correspondientes estaciones de control. Éstas se pueden aislar bien contra el ruido. En los lugares de trabajo con elevado nivel de ruido debería llevarse protección auditiva.

2.6 Plantas de fundición y de forja

La fundición se realiza en hornos de cuba y en hornos de fundición eléctrica. Las emisiones gaseosas resultantes de la fundición están constituidas por monóxido de carbono, dióxido de azufre, compuestos de flúor, óxidos de nitrógeno y las resultantes de la colada, por un corto espacio de tiempo, por fenol, amoníaco, aminas, compuestos de cianuro e hidrocarburos aromáticos (trazas).

En las factorías de fundición se forma polvo durante la preparación de la arena para moldes y para machos, la fabricación de los moldes y los machos, la colada, el enfriamiento de las piezas fundidas, el vaciado de las formas y el tratamiento de la superficie de las piezas, el denominado desbarbado, entre otros procesos. Para la reducción de las emisiones de polvo, los filtros textiles han dado buenos resultados, permitiendo alcanzar concentraciones inferiores a 10 mg/m³ en el gas depurado de las instalaciones de despolvoramiento de la preparación de arena. Una filtración óptima del polvo fino con filtros textiles puede contribuir a reducir emisiones tóxicas, p. ej., níquel procedente del desbarbado de las piezas de fundición.

El polvo formado en el horno de cuba durante la fundición es retenido mediante desempolvadores húmedos o con filtros. En los hornos con viento frío, con rendimientos de fundición por debajo de 10 t/h, se sustituyen cada vez más desempolvadores húmedos por filtros textiles con separador preliminar. Con estos se mantienen concentraciones de polvo en los gases depurados inferiores a 20 mg/m³. Mediante absorción en seco con ayuda de hidróxido de calcio se puede conseguir una disminución de la emisión de fluoruros.

Lo fundamental es que las emisiones sean captadas en cada fase del proceso, es decir, también durante la inyección de aire y la fundición.

En los hornos de viento caliente con rendimientos de fundición de más de 10 t/h, los desempolvadores húmedos en combinación con medidas primarias, pudieron optimizarse de tal manera, que también en la fase de inyección de aire y de fundición se consiguen mantener concentraciones de polvo en el gas depurado de 20 mg/m³. Una nave cerrada de suministro del antecrisol contribuye asimismo a reducir las emisiones durante el funcionamiento.

Cada vez se utiliza más el horno de crisol por inducción. En este caso las emisiones de la boca del crisol son absorbidas por un sistema aspirador.

Aplicando hornos eléctricos, que generan considerablemente menos polvo que los hornos de cuba, las emisiones de polvo se pueden reducir hasta 20 mg/m³ con la ayuda de separadores de filtro. Si se funden grandes cantidades de chatarra mezclada con aceite, pinturas y plásticos, se originan emisiones adicionales de ácido clorhídrico, hollín y trazas de compuestos orgánicos (dioxinas?). En tales condiciones de funcionamiento debe instalarse un lavador húmedo de gran potencia.

En las plantas de fundición para piezas pequeñas, para las cuales los moldes se fabrican según los procedimientos de caja fría, de caja caliente o Croning, aparecen sustancias de olor penetrante, como formaldehído, fenoles y amoníaco. Además de las molestias acasionadas por el olor, estas sustancias son peligrosas para la salud. Existe la sospecha de que el formaldehído y altas concentraciones de amoníaco pueden producir cáncer. Por ello es necesario adoptar medidas para reducir su concentración. Mediante lavado en flujo invertido con una solución de ácido fosfórico puede reducirse la emisión de estos compuestos. El líquido de lavado circula en circuito y se vuelve a tratar continuamente.

Los gases residuales generados en la fabricación de los machos, inclusive la mezcla de la arena, el secado y el endurecimiento, contienen compuestos orgánicos. Estos gases deben depurarse con lavadores en húmedo, siendo especialmente importante que la fracción de aminas en el gas expulsado no supere los 5 mg/m³

. La mezcla lodo-agua que resulta del despolvoramiento húmedo, la cual puede contener sustancias peligrosas para la salud y el medio ambiente, como cadmio, plomo y cinc, se neutraliza. Las sustancias precipitadas se separan del agua por sedimentación. El agua de lavado circula en circuito. Previamente al depósito de los sedimentos, los cuales, además de los metales pesados anteriormente citados, también pueden contener fenoles procedentes de los aglomerantes de la arena de moldeado, se debe llevar a cabo un control adecuado del riesgo de lixiviación y en caso necesario realizar el correspondiente tratamiento. En una técnica de proceso correspondientemente modificada, una parte de la corriente del agua residual puede evaporarse y el circuito puede ser prácticamente cerrado. De este modo se reduce considerablemente la cantidad de agua de lavado.

Los moldes están formados por arena y aproximadamente entre un 4 y un 10 % de sustancias aglomerantes (arcillas, cemento, sustancias orgánicas, plásticos termoendurecibles, soda, silicatos, etc.). Estos se utilizan generalmente sólo una vez y después se rompen. Las arenas usadas se pueden tratar y utilizar para la elaboración de moldes ligados por arcilla.

El nivel acústico efectivo de inmisión en las factorías de fundición puede elevarse hasta 120 dB(A). Como fuentes de ruido hay que citar los trabajos de carga, la mezcla, los desempolvadores, el taller de desbarbado, el tratamiento de arena, la maquinaria de transporte y los sopladores. Entre las medidas antirruido se incluyen naves cerradas, instalación de los ventiladores en espacios cerrados, así como insonorizadores para la entrada y la salida del aire. También se requieren modificaciones de las máquinas para contribuir a la protección contra el ruido en el lugar de trabajo, sobre todo en el taller de moldeado, en la fabricación de machos y en el taller de desbarbado. Los niveles acústicos en los lugares de trabajo son, tomando como nivel acústico de valoración el de un turno de trabajo de 8 horas, de 106 dB(A) en el taller de moldeado, de 99 dB(A) en la fabricación de machos y de 103 dB(A) en el taller de desbarbado. Las principales fuentes de ruido que afectan al lugar de trabajo son: máquinas de moldeo por vibración, parrilla vibrante, canal de colada vibrante, máquinas de desbarbado, herramientas neumáticas golpeantes, lijadoras, sopladores, compresores y maquinaria de transporte.

El blindaje de máquinas ruidosas, la separación de máquinas de este tipo de las partes normales de las naves y el evitar el uso de máquinas manuales son medidas adecuadas de protección en los lugares de trabajo. El uso de protección acústica personal debería darse por supuesto, pero es imprescindible que se controle el cumplimiento de este requisito.

En las herrerías aparecen gases residuales procedentes de los hornos. Si se utiliza gas como combustible se pueden mantener las emisiones bajo control. Las herrerías deben tratarse, en lo relativo a las aguas residuales y los residuos, como instalaciones artesanales.

El grado de inmisión sonora relevante para el entorno se inicia, p. ej., en una herrería con 6 martillos (energía de impacto 0,6 a 1,3 Mpm) al alcanzar los 112 dB(A). El nivel básico de ruido producido por los hornos calentadores, ventiladores, etc. es ya de 90 a 100 dB(A); a ésto se añaden los ruidos intermitentes de las máquinas de forja, siendo los martillos de forja más ruidosos que las prensas mecánicas o hidráulicas. Es importante que se respete una distancia de protección entre la herrería y las zonas de viviendas. Si mediante la reducción de las emisiones en los procesos no se consigue un nivel de ruido aceptable a corta distancia, hay que calcular y tener en cuenta esta distancia protectora ya en la planificación. El nivel máximo de ruido en el puesto de un martinete de caída (peso de la maza 1500 kg) es de 120 dB(A) y en el de un martillo de forja eléctrico (peso de la maza 275 kg), de 97 dB(A). El nivel acústico en el interior de las naves de forja es en la mayor parte de los casos superior a 90 dB(A).

Entre las posibles medidas de insonorización se encuentran la reducción de la energía sonora propagada por estructuras sólidas mediante la modificación de la trayectoria de la fuerza de la forja, la reducción de la conducción de la energía sonora propagada por estructuras sólidas, el blindaje de las aberturas de los compartimentos de trabajo, la reducción de los ruidos del control neumático, instalación de amortiguadores de sonido en los canales de distensión del aire y la aplicación de toberas multitubo para el descascarillado. Debería ser obligatorio que el personal use protección auditiva y que ésta sea controlada.

Además de las emisiones sonoras, en las herrerías se producen vibraciones. Entre las medidas para su reducción se cuentan el diseño en la fase de planificación de cimientos adecuados y en la etapa de construcción, el correspondiente aislamiento antivibratorio. Las vibraciones en la vecindad deben estar por debajo del umbral sensitivo.

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