HAQ-Taladrinas agotadas - Portal Prevención de riesgos

LURRALDE
ANTOLAMENDU,
ETXEBIZITZA ETA
INGURUGIRO SAILA
DEPARTAMENTO DE
ORDENACIÓN DEL
TERRITORIO,
VIVIENDA Y
MEDIO AMBIENTE
TALADRINAS
AGOTADAS:
UN RESIDUO
A REDUCIR
LURRALDE ANTOLAMENDU, ETXEBIZITZA
ETA INGURUGIRO SAILA
DEPARTAMENTO DE ORDENACION DEL
TERRITORIO, VIVIENDA Y MEDIO AMBIENTE
3.º EDICION 1999
Gobierno Vasco.
Departamento de Ordenación del Territorio, Vivienda y Medio Ambiente.
ELABORACION
IHOBE. Sociedad Pública Gestión Ambiental
TIRADA
2.000
DISEÑO
MARRA. Diseño Gráfico
FOTOCOMPOSICON E IMPRESION
Imprenta BEREKINTZA, S.L.
TRADUCCION AL EUSKARA
I.V.A.P.-H.A.E.E.ko Itzulpen-Zerbitzu Ofiziala
FOTOGRAFIAS
Cedidas por Kenci
DEPOSITO LEGAL
BI-1987-93
Este catálogo se ha impreso en su interior sobre papel reciclado de 90 grs.
y sus portadas en couché arte no clorado de 350 grs.
OFICINA TECNICA
PARA LA MINIMIZACION
XUMETZE
BULEGO TEKNIKOA
S
u
m
a
r
i
o
INTRODUCCION.......................................................................................................................................................................................................................................................
4
LAS TALADRINAS AGOTADAS SON RESIDUOS PELIGROSOS...................................................................................
4
FUNCION LUBRICANTE Y REFRIGERANTE DE LAS TALADRINAS ..........................................................................
5
TIPOS DE TALADRINAS SEGUN SU COMPOSICION ...................................................................................................................
6
MODO DE EMPLEO DE LAS TALADRINAS .........................................................................................................................................................
8
¿POR QUE SE GENERAN TALADRINAS AGOTADAS? ...............................................................................................................
8
UN CASO REAL DE MECANIZADO: BALANCE DE MATERIAS .................................................................................
9
Descripción de la empresa .....................................................................................................................................................................................................
9
Balance de materias: conclusiones ...........................................................................................................................................................................
9
SITUACION ACTUAL EN LA C.A.P.V. ................................................................................................................................................................................. 10
LA C.A.P.V. GENERA IMPORTANTES CANTIDADES DE TALADRINAS AGOTADAS.......... 10
EL POTENCIAL DE REDUCCION DE ESTOS RESIDUOS SE ACERCA AL 50%................................ 10
REDUCCION EN ORIGEN ES AHORRAR DINERO........................................................................................................................................ 11
ALARGAR LA VIDA DE LA TALADRINA. OBJETIVO ECONOMICO Y ECOLOGICO
PRIORITARIO ...................................................................................................................................................................................................................................................... 11
Reposiciones: sólo con agua desionizada ................................................................................................................................................. 12
Contaminantes: evitarlos, reducirlos, o al menos... extraerlos .............................................................................. 12
Un diseño óptimo favorece el mantenimiento del baño.................................................................................................... 13
Imprescindible: el control de calidad del baño ................................................................................................................................ 13
ARRASTRES Y DERRAMES ORIGINAN UN CONSUMO INNECESARIO .................................................. 14
NUEVOS DESARROLLOS ....................................................................................................................................................................................................................... 14
TRATAMIENTO DESTRUCTIVO, INEVITABLE ............................................................................................................................................................ 15
FACILITAR UN TRATAMIENTO OPTIMO .................................................................................................................................................................. 15
ELEGIR EL TRATAMIENTO MAS ADECUADO ................................................................................................................................................ 15
CONCLUSIONES ...................................................................................................................................................................................................................................................... 18
RESUMIENDO ............................................................................................................................................................................................................................................................ 18
LA REDUCCION DE RESIDUOS: SOLO CON SU COOPERACION .................................................................... 19
TALADRINAS: ¿QUE MAS PUEDO HACER EN MI EMPRESA? ..................................................................................... 20
3
TALADRINAS AGOTADAS:
UN RESIDUO A REDUCIR
La presentación pública de la Oficina Técnica de Minimización - Xumetze Bulego Teknikoa (XUME), va
acompañada de este primer documento dedicado íntegramente a la problemática de las taladrinas agotadas,
un residuo muy extendido en la CAPV por la estructura del tejido industrial vasco, en la que los procesos de
mecanizado y transformación del metal cobran especial relevancia. La reducción de los volúmenes de taladrinas agotadas constituirá por ello uno de los objetivos prioritarios de la citada Oficina.
INTRODUCCION
LAS TALADRINAS AGOTADAS
SON RESIDUOS PELIGROSOS
Las taladrinas agotadas tienen cualidades
irritantes y ecotóxicas debido a que contienen
metales pesados, biocidas, gérmenes nocivos y
productos de descomposición de carácter maloliente y/o tóxico, nitrosaminas, compuestos de
boro, etc., que en caso de contacto con la piel
pueden causar irritaciones y daños en los operarios.
Por estas razones, la normativa española clasifica este residuo como peligroso. La Ley
(20/1986) y el Real Decreto (833/1988) de Residuos Tóxicos y Peligrosos regulan la manipulación
y la gestión de estos residuos.
Pese a la clasificación de las taladrinas agotadas como residuos tóxicos y peligrosos, una gran
cantidad de ellas continúan siendo vertidas tanto
a cauces como a colectores de saneamiento.
La evacuación de taladrinas agotadas por
colector, puede ocasionar serios problemas de
operación en una planta de tratamiento de aguas
residuales, originados básicamente por los aceites
y emulgentes. Además, la acumulación de metales
pesados en los lodos contribuye a elevar el costo
de los tratamientos de aguas.
En caso de vertido a cauce, las taladrinas agotadas pueden causar una importante mortandad
en la fauna piscícola debido a los numerosos
componentes tóxicos que contienen, tales como
nitritos y fenoles. Las emulsiones aceitosas dificultan aún más el intercambio de oxígeno entre aire
y atmósfera, contribuyendo a la desoxigenación
de las aguas con los consiguientes efectos negativos. Además, compuestos persistentes como las
parafinas cloradas y los metales pesados se acumulan en organismos de consumo humano con los
consiguientes riesgos para la salud.
RIESGOS MEDIOAMBIENTALES O DE SALUD LABORAL QUE PUEDE GENERAR
UN VERTIDO INADECUADO DE TALADRINA
C A U C E
• Mortandad piscícola
por nitritos, fenoles
y aceite
• Dificultad de
oxigenación
por aceite
• Acumulación de
metales y compuestos
clorados en organismos
E D A R - D E P U R A D O R A
S A L U D
L A B O R A L
• Problemas operativos por aceites, emulgentes y compuestos clorados
• Acumulación de metales en los lodos
4
• Irritaciones por
nitritos, biocidas
y boro
FUNCION LUBRICANTE
Y REFRIGERANTE DE LAS TALADRINAS
Las taladrinas, un producto que pertenece al
grupo de los fluidos de corte y mecanizado, se
aplican al contacto pieza-herramienta para mejorar la operación en la que participan, esto es,
para lograr un mejor acabado superficial, una
producción más elevada y una vida más larga de
la herramienta o la instalación.
Las taladrinas, como todos los fluidos de mecanizado, se emplean básicamente en la transformación del metal y en menor medida en la del
vidrio. Las funciones principales de los fluidos utilizados en la fabricación de piezas metálicas son:
– La lubricación, con objeto de prolongar la
vida de las herramientas y reducir la energía de fricción.
– La refrigeración, con el fin de evitar un
sobrecalentamiento de las piezas y herramientas.
EFECTO REFRIGERANTE Y LUBRICANTE
DE LOS DIFERENTES FLUIDOS DE MECANIZADO, INCLUIDAS LAS TALADRINAS
EFECTO REFRIGERANTE
AGUA
T
SOLUCIONES
SINTETICAS
A
L
A
D
R
EMULSIONES
SEMISINTETICAS
I
N
A
S
EMULSIONES
DE ACEITE
ACEITE
DE
CORTE
EFECTO LUBRICANTE
– La evacuación de limaduras, indispensable
para evitar el efecto abrasivo de las mismas
y poder proseguir con la actividad en cuestión.
La composición de las taladrinas se elige en
función del objeto básico de la operación teniendo siempre en cuenta que el mejor lubricante es
el aceite y que el mejor refrigerante es el agua.
Procesos que generan importantes fricciones
(extrusión de tubos, laminación) emplearán fluidos
con alto poder lubricante, es decir, aceite o taladrinas emulsionables. Al contrario, procesos que
generan mucho calor (taladrado, fresado, rectificado...) se refrigerarán con agua o taladrinas de
alto contenido en agua.
5
TIPOS DE TALADRINAS SEGUN SU COMPOSICION
Como ya se ha mencionado, la composición
de las taladrinas varía básicamente en función de
la finalidad de la aplicación y el material a transformar.
Las taladrinas pueden contener todas o parte
de las sustancias que se enumeran a continuación:
COMPUESTOS TIPICOS CONTENIDOS EN GRAN PARTE EN LAS TALADRINAS
TIPOS
COMPUESTOS
DE COMPUESTOS
MAS EMPLEADOS
Refrigerantes
Agua
Lubricantes
Aceite mineral (nafténicos, parafínicos...)
Aceite vegetal/animal (aceite de colza...)
Aceite sintético (glicoles…)
Emulgentes
Aniónicos (sulfonatos...)
No iónicos (nonilfenoles, óxidos de etileno...)
Inhibidores de corrosión
Aminas (monoditrietanolamina)
Boratos
Nitritos
Otros (ácido butilbenzoico...)
Alcoholes (poliglicoles)
Humectantes/estabilizantes
Fosfatos (fosfatos de aminas)
Formoles (triacinas y precursores)
Biocidas
Fenoles
Aditivos extrema presión
Azufrados
Clorados (parafinas cloradas)
Otros (grasas, aditivos fosforados...)
Antiespumantes
Siliconas (alquil-aril polisiloxanos)
Complejantes
Orgánicos (EDTA...)
Colorantes
Diversos
Metales pesados
Molibdeno, cinc
6
Las taladrinas se comercializan como concentrados que posteriormente son diluidos “in situ”
con agua. Existen numerosos productos estándar
de las diferentes empresas suministradoras, aunque en ocasiones se realizan formulaciones específicas para cada cliente.
Las taladrinas pueden clasificarse, de modo
simplificado, en tres tipos:
– Taladrinas en base a emulsiones de aceite.
El concentrado se aplica al 5% (variando
del 3 al 10% según la clase) y contiene un
60 a 80% de aceites minerales o vegetales,
un 20% de emulgentes, hasta un 10% de
agua y un 10% de aditivos varios como
anticorrosivos, bactericidas y aditivos de
extrema presión. Se emplean en operaciones en las que la función lubricante de la
taladrina es prioritaria, como es la laminación y la embutición.
COMPOSICION APROXIMADA DE LOS DIFERENTES TIPOS DE TALADRINA
Y OTROS FLUIDOS DE MECANIZADO
TIPO
DE FLUIDO
COMPOSICION EN CONCENTRADOS
(% VOL.)
DISOLUCION EN
(% VOL.)
AGUA
DE MECANIZADO
Aceite de corte
Taladrina
• Emulsión aceite
• Emulsión semisintética
• Solución sintética
Agua
AGUA
ACEITE
EMULG.
ADITIV.
RANGO
USUAL
0
96
0
4
–
–
<10
20-50
40-60
60-80
10-40
<5
20
10-30
>0
10
10-30
40-60
3-10
2-6
2-5
5
2-6
2,5
100
–
–
–
– Taladrinas semi-sintéticas.
El concentrado se aplica entre el 2 y el 6%
y contiene como base entre un 20 y 50% de
agua, un 10 a 40% de aceite mineral o sintético, un 10 a 30% de emulgentes y un 10
a 30% de aditivos varios, básicamente anticorrosivos. Su uso se extiende a operaciones en las que la lubricación y refrigeración
son importantes, como es el mecanizado (taladrado, fresado...) y el rectificado.
– Taladrinas sintéticas.
El concentrado se aplica de media al 2,5%
(entre el 2 y el 5%). Su composición incluye
un 40-60% de agua y aditivos varios como
humectantes en un 20%, un 15 a 40% de
anticorrosivos y un 10% de otros aditivos,
COMENTARIOS
Arrastre alto
Descomposición
Descomposición
Descomposición
Corrosión alta
pudiendo contener reducidas proporciones
de aceite.
Se emplea en operaciones en las que la función refrigerante de la taladrina es prioritaria, como es el mecanizado a alta velocidad y el rectificado.
7
MODO DE EMPLEO DE LAS TALADRINAS
Básicamente el modo de operar de las máquinas-herramientas que utilizan taladrinas es
muy similar. Esto es, las instalaciones, como
por ejemplo el taladro, la rectificadora, etc.,
disponen de un depósito adosado en el cual se
introduce la taladrina diluida a partir del concentrado.
La taladrina se inyecta desde el depósito hasta la zona de contacto entre la herramienta y la
pieza a trabajar, y desde ahí escurre nuevamente
hasta la citada cuba de almacenamiento de taladrina.
Analizando el destino de la taladrina se observa que parte de ella se arrastra con las virutas y
piezas, parte se pierde en derrames o salpicaduras y un elevado porcentaje de la taladrina se
evapora. Aun así, el factor que más influye en el
consumo de taladrina lo representa el vaciado
periódico de los depósitos de las instalaciones
adosados a la máquina.
ESQUEMA DE UN PROCESO HABITUAL DE MECANIZADO CON TALADRINAS
EN CIRCUITO CERRADO
TALADRINA
CONCENTRADA
EVAPORACION
PREMEZCLA
(2%)
AGUA
DEPOSITO DE
TALADRINA
(6%)
INSTALACION
DE
MECANIZADO
CAMBIO
DEL BAÑO
DERRAMES
Y SALPICADURAS
ARRASTRE
VIRUTAS
ARRASTRE
PIEZAS
¿POR QUE SE GENERAN TALADRINAS AGOTADAS?
Durante el proceso de aplicación, la taladrina
pierde cualidades, es decir, envejece. Existen dos
causas fundamentales para ello. Por un lado el
“stress” mecánico y térmico del proceso sobre la
taladrina y por otro la acumulación de sustancias
contaminantes importadas, como aceites parásitos, partículas sólidas y bacterias.
Las taladrinas se desechan, considerándose
agotadas cuando:
– El resultado del mecanizado no es óptimo
(calidad superficial de piezas, precisión,
corrosión de herramientas).
– La composición inicial ha sufrido alteracio-
nes importantes (p.e. disminución de concentración de aditivos) que dificultan una
redosificación.
– Se inicia el proceso de descomposición
microbiológico, con los consiguientes olores.
– La concentración de sustancias contaminantes como nitritos, nitrosaminas, gérmenes,
metales pesados... es elevada y puede causar problemas de salud laboral.
En numerosos casos, como profundizaremos
posteriormente es posible adoptar medidas para
frenar el agotamiento de las taladrinas.
8
UN CASO REAL DE MECANIZADO:
BALANCE DE MATERIAS
Descripción de la empresa
Se han estudiado en profundidad los procesos
de mecanizado de una empresa modélica. La presentación simplificada del balance de materias,
puede permitir un análisis comparativo con ciertos
casos, cuyas prácticas habituales sean similares.
La producción de la sección de mecanizado,
totalmente automatizado, se limita a piezas de
acero del tipo vástagos y engranajes. Se realizan
varias operaciones que emplean taladrinas, como
el taladrado, el fresado, el torneado y el rectificado. Las instalaciones de mecanizado están
encapsuladas y recirculan la taladrina en ciclo
cerrado.
La citada empresa dedica importantes esfuerzos al mantenimiento de los baños y la reducción
de consumos como son los controles semanales de
calidad del baño, la desionización del agua para
la reposición de taladrina, el soplado de piezas
con aire para reducir arrastres, la centrifugación
periódica de los baños para retirar partículas
metálicas, el drenaje de las virutas recogidas y la
retirada de los aceites parásitos.
BALANCE ANUAL DE MATERIAS DE UNA SECCION DE MECANIZADO EN LA QUE SE CAMBIAN
LOS BAÑOS DOS VECES AL AÑO Y SE REALIZA UN SEVERO MANTENIMIENTO DE LOS MISMOS
TALADRINA
(4,6)
CONCENTRADA 4,6
DILUCION
TALADRINA AL 2%
PIEZAS
ACERO 1.300
ACEITES >4
PESADOS (>4)
DESIONIZACION
PERDIDAS
EVAPORACION
134,1
(>0)
PIEZAS MECANIZADAS
AGUA RED
250
1.080 (>0)
EMULSION
254,6
(4,6)
248 (1,6)
INSTALACIONES
DE MECANIZADO
• Taladrina al 6%
• Depósitos:
82 inst. x 0,56 m.3/inst. = 46,5 m.3
93 (5,6)
DRENAJE
7 (0,4)
RETIRADA ACEITES FLOTANTES
VIRUTAS
241 (1,2)
EMULSIONES
AGOTADAS
100 (6)
~3,5 (~1,4)
NOTAS: • Cantidades en toneladas anuales.
• Cifras en color y paréntesis corresponden al balance del aceite.
Balance de materias:
Conclusiones
El balance simplificado de materias para toda
la sección de mecanizado en la citada empresa
que se representa gráficamente a continuación
permite concluir:
– Las medidas preventivas practicadas se reflejan en una elevada vida del baño de taladrina, que sólo se cambia cada medio año.
– Los costes económicos de la gestión de los
residuos casi corresponde al consumo de la
materia prima (taladrina concentrada).
– El consumo de taladrina está básicamente
originado por los cambios de los baños y en
menor grado por los arrastres en las virutas.
– Las cantidades evaporadas corresponden
casi exclusivamente al agua contenida en la
taladrina.
– La contaminación por aceites parásitos procedentes de las fugas de sistemas hidráulicos (80% del aceite hidráulico consumido se
pierde en fugas) y los arrastres en piezas
dificulta alargar la vida de los baños, o
incluso su posible recuperación.
9
SITUACION ACTUAL EN LA C.A.P.V.
LA C.A.P.V. GENERA IMPORTANTES CANTIDADES
DE TALADRINAS AGOTADAS
La utilización de taladrinas para las operaciones de mecanizado es una práctica muy extendida en la C.A.P.V., estimándose que más de la
mitad de las empresas, en gran medida pequeñas
industrias, de la Comunidad emplean taladrinas
en alguno de sus procesos.
OBJETIVO DE REDUCCION DEL VOLUMEN
DE TALADRINAS AGOTADAS EN LA CAPV
HASTA EL AÑO 2000
100%
PREVENCION
ELIMINACION
Según el Plan de Gestión de Residuos Especiales, el consumo de taladrina concentrada supera las 2.200 toneladas anuales en la C.A.P.V.,
que tras su utilización, dan lugar a un total de
31.500 toneladas de residuos de taladrinas agotadas. Nada más que el 42% de estos residuos se
tratan de modo adecuado en la empresa misma o
entregándose a un gestor autorizado. El porcentaje restante se vierte directamente a los colectores de saneamiento o a cauces de los ríos. Es
objetivo prioritario en la política de residuos conseguir a corto plazo una gestión correcta de la
totalidad de las taladrinas agotadas.
50%
VERTIDO INCONTROLADO
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
NOTA: 100% = 31.500 Tm/a.
EL POTENCIAL DE REDUCCION
DE ESTOS RESIDUOS SE ACERCA AL 50%
El objetivo de reducción de la cantidad generada de taladrinas agotadas en la C.A.P.V. se
sitúa en un 52% para el año 2000. Esta meta,
contemplada en el Plan de Gestión de Residuos
Especiales de la C.A.P.V. procede de la posibilidad de implantación real de numerosas medidas
y tecnologías limpias en la Industria Vasca.
La promoción de la implantación de medidas
y tecnologías limpias que faciliten este objetivo se
contempla como uno de los aspectos fundamentales del Plan de Gestión de Residuos Especiales de
la C.A.P.V.
10
La legislación comunitaria en materia de residuos (91/156/CE), de pronta aplicación en el
Estado, apuesta por la reducción en origen: “Los
Estados miembros tomarán las medidas adecuadas para fomentar en primer lugar la prevención
o la reducción de la producción de residuos y de
su movilidad (...)”. Numerosas empresas vascas
ya han iniciado los primeros pasos, reduciendo
las cantidades de residuos y ahorrando así importantes gastos de tratamiento y de consumos de
materias primas.
REDUCCION EN ORIGEN
ES AHORRAR DINERO
La generación de taladrina agotada, es decir,
el cambio del baño por contaminación o descomposición del mismo, se puede evitar en numerosas
ocasiones por adopción de medidas adecuadas.
Para ello es fundamental implicar y formar a
los operarios del proceso, clave del éxito de cualquier medida correctora.
Las medidas preventivas van básicamente dirigidas a:
– Alargar la vida de los baños.
– Reducir derrames y arrastres.
– Implantar procesos de escasa generación
de residuos.
ALARGAR LA VIDA DE LA TALADRINA.
OBJETIVO ECONOMICO Y ECOLOGICO PRIORITARIO
El mayor potencial de reducción de residuos lo
constituye el alargamiento de la vida de los baños
de taladrina. La vida media suele situarse entre 2
y 3 meses, pudiendo variar de menos de cuatro
semanas a dos años, en caso de depósitos centralizados optimizados.
Los principales parámetros que condicionan la
vida de las taladrinas son:
– Entrada y salida de contaminantes del baño.
– Calidad del agua empleada para la dilución y reposición.
– Arrastre de compuestos de la taladrina
(aceite, aditivos).
– Descomposición por stress térmico y mecánico.
– Diseño de la instalación.
– Temperatura del baño.
– Circulación del baño.
CONSUMOS DE TALADRINA Y GENERACION DE RESIDUOS
EN FUNCION DE LA VIDA DE UN BAÑO DE 1 m.3 DE VOLUMEN
60
50
Consumos Taladrina (5%)
Residuos Taladrina (5%)
m3/año
40
30
20
10
0
1
2
4
13
26
39
Vida del baño (semanas)
11
52
78
104
REPOSICIONES:
sólo con agua desionizada
La dilución inicial de una taladrina concentrada, p.e. al 6%, con agua de una calidad adecuada, garantiza un procesado óptimo y alarga la
vida del baño. Una dureza de 10 a 20 grados alemanes (un grado alemán equivale a 2,8 mmol/l)
evita la posible formación de espuma, frecuente en
formulaciones con agua blanda o la desestabilización de la emulsión, en caso de emplearse agua
de dureza superior a los 30 grados. Los contenidos en cloruros y sulfatos, no deberían sobrepasar
los 100 mg/l; los de materia materia sólida, los
500 mg/l y los nitratos los 50 mg/l. Igualmente
cobra relevancia la prevención de la proliferación
de hongos y bacterias, al evitar aportar más de
10 gérmenes por mililitro en el agua de dilución.
Por otro lado, la reposición de taladrina, p.e. al
2-3%, para compensar las pérdidas, básicamente de agua por la evaporación y en menor grado
los arrastres en viruta, deberían realizarse preferiblemente con agua desionizada, para evitar la
acumulación paulatina de iones de calcio, cloruros, nitratos y metales pesados, que inciden negativamente en la estabilidad de la taladrina. En
varios casos se ha podido hasta triplicar la vida
del baño de taladrinas por el pretratamiento, a
través de resinas desionizadoras, del agua de reposición, conllevando un importante ahorro económico.
CONTAMINANTES:
evitarlos, reducirlos, o al menos… extraerlos
Los principales contaminantes que reducen la
estabilidad y la eficacia de las taladrinas son
básicamente:
– Los aceites parásitos, procedentes de las
fugas de los sistemas hidráulicos y del aceite de engrase de piezas y máquinas.
– Las soluciones para evitar problemas van
dirigidas a:
– • Mantenimiento preventivo y empleo de
juntas óptimas que reduzcan las fugas.
– • Empleo del mismo aceite base para la formulación de taladrinas, los sistemas
hidráulicos y el engrase.
– • Separación de los citados aceites por
“skimmers” (decantadores), centrifugadoras o microfiltración. Los separadores centrífugos constituyen uno de los mejores sistemas.
– Las partículas sólidas metálicas, como virutas
y lodos de rectificado procedentes del
mecanizado. El poder abrasivo y reactivo
de las mismas es alto, por lo que el tiempo
de contacto con la taladrina debe ser mínimo.
12
– Los principales sistemas de retirada manual
o automática de estas partículas son:
– • La decantación.
– • Los filtros de papel o los tamices.
– • Las centrifugadoras (separadores centrífugos...).
– • Los separadores magnéticos.
– Siempre se pueden combinar varios sistemas de separación aunque hay que tener en
cuenta que cierto tipo de sistemas, como los
filtros de papel, generan nuevas cantidades
de residuos especiales a gestionar, con los
gastos que ello conlleva.
– Microorganismos (bacterias, hongos) procedentes del aire y del personal. Se reducen
encapsulando total o parcialmente las instalaciones y evitando el contacto directo de
los operarios con las taladrinas.
– La limpieza general y la redosificación de
biocidas frena el proceso de degradación.
– Otros contaminantes, como sólidos diversos
(trapos...) provenientes de un mal uso de los
baños. Una formación adecuada de los
operarios permite evitar la problemática.
Un diseño óptimo
favorece el mantenimiento del baño
La elección de una instalación de mecanizado
debería tener en cuenta, qué influencia tiene su
estructura sobre la vida de la taladrina. Condiciones como la simplicidad de la operación de reti-
rada de lodos, la no existencia de espacios muertos y la facilidad de las operaciones de limpieza
son la base de partida.
IMPRESCINDIBLE:
el control de calidad del baño
El control de calidad de los baños de taladrina es fundamental para detectar a tiempo síntomas de degradación y tomar las medidas necesarias para estabilizarlos, como por ejemplo
añadir sales de cobre.
En este sentido las instalaciones centralizadas
permiten un control mucho más sencillo que las
instalaciones con depósitos individualizados y en
consecuencia permiten también un mantenimiento
más adecuado de los baños.
Los parámetros a medir periódicamente son los
que se presentan a continuación. Ciertos parámetros como el pH y la concentración pueden controlarse fácilmente en la misma empresa.
PARAMETROS A MEDIR DURANTE EL CONTROL DE CALIDAD DEL BAÑO
VALOR
VALOR
METODO
MEDICIONES
HABITUAL
LIMITE
MEDICION
SEMANALES
E INDICACIONES
2-10%
±0,5%
Refractómetro
2
• Reposición con taladrina +/– concentrada
∼9
<<9
Papel pH
1
• Dosificación de pasivante
Nitritos
0-10 mg/l
20 mg/l
Papel indicador
nitritos
1
• Empleo de taladrina
sin nitritos
Conductividad
10-100 µS
>1.000 µS
0,5
• Reposición con agua
desionizada; control
pH
<104 ger/ml
>106 ger/ml
1
• Dosificación de biocidas
PARAMETRO
Concentración
pH
Gérmenes
Conductímetro
Indicador de
gérmenes
13
MEDIDAS
CORRECTORAS
ARRASTRES Y DERRAMES
ORIGINAN UN CONSUMO INNECESARIO
Las virutas generadas en las operaciones de
mecanizado, y las propias piezas en menor medida, arrastran consigo parte del fluido de mecanizado utilizado.
Los arrastres de taladrinas en virutas y piezas pueden reducirse de modo importante (al
menos en un 25%), tras un drenaje de varias
horas. La taladrina drenada se puede reutilizar tras comprobar la calidad de la misma. En
el caso de utilizar aceites en lugar de taladrinas
los arrastres en viruta son más elevados. Una centrifugación adecuada permite recuperar el 90%
del aceite contenido en la viruta. La reutilización del aceite y las taladrinas incide claramente de forma positiva en la economía de la empresa.
Por otro lado, otro consumo innecesario de
taladrinas se debe a las pérdidas por derrames y
salpicaduras. Los derrames de taladrina dependen básicamente de la velocidad de rotación de
las instalaciones de mecanizado y del modo de
aplicación del chorro de taladrina. Por instalación
de paredes protectoras es posible evitar los derrames prácticamente en un 100%.
PAY-BACK DEL CENTRIFUGADO DE VIRUTAS CON ACEITE DE CORTE
ANTES
COMPUESTO
CANTIDAD
PTAS./KG
ANUAL
Consumo aceite de corte
Consumo energía centrífuga
DESPUES
COSTE
CANTIDAD
ANUAL
ANUAL
8 Tm/a
33 Tm/a
105
3.465.000
–
–
–
TOTAL
3.465.000
INVERSION (ptas.)
PTAS./KG
105
COSTE
ANUAL
840.000
20.000
860.000
4.000.000
PAY-BACK (años)
1,53
NUEVOS DESARROLLOS
Los recientes desarrollos en el campo de las
taladrinas van dirigidos tanto a la reducción de
los consumos como a la disminución de su toxicidad. Existen en la actualidad sustitutos para
numerosos aditivos de carácter tóxico o peligroso
como es el caso de los nitritos, los fenoles y las
parafinas cloradas son problemáticas y estas últimas por el coste económico adicional originado a
la hora de gestionar los residuos. Tanto la seguridad laboral como la protección medio ambiental
demandan la sustitución de los compuestos antes
citados. De hecho, la mayoría de los suministradores de taladrinas ya han desarrollado productos exentos de aditivos tóxicos.
14
El redescubrimiento de las taladrinas con base
de aceite vegetal supone un avance desde el punto de vista económico-ambiental por conseguir un
acabado superficial óptimo de las piezas, alargar
la vida del baño, “cuidar” las herramientas y
poder reutilizar los lodos del tratamiento.
El desarrollo de tecnologías limpias como la
lubricación del mecanizado por neblinas de taladrina o la aplicación optimizada del chorro pieza-herramienta están en fase de finalización. Además, la optimización de la cantidad precisa de
taladrina para cada operación es una medida
que conlleva a menudo la reducción del consumo
de la misma.
TRATAMIENTO DESTRUCTIVO,
INEVITABLE
La generación de baños agotados de taladrina
es hoy por hoy reducible pero no evitable. Por
ello es necesario conocer las ventajas y desventa-
jas de las tecnologías de tratamiento más empleadas, tanto si se hace en la propia fábrica como
si se envía a gestor autorizado.
FACILITAR UN TRATAMIENTO OPTIMO
Tal como se ha señalado anteriormente, la
taladrina se descompone y contamina paulatinamente hasta considerar necesario un cambio del
baño. La composición de la taladrina agotada
varía de la inicial, en función del metal mecanizado, el proceso aplicado...
Así, se han detectado en muestras específicas,
concentraciones elevadas de metales pesados
provenientes del material de las piezas mecanizadas, como cinc (>60 ppm), cobre (hasta 1.200
ppm), hierro (>160 ppm). Por otro lado se pueden medir en ocasiones hasta 1.000 ppm de nitritos y con frecuencia más de 100 ppm de boro,
compuestos originarios de la formulación inicial.
Ante la gran variedad de taladrinas agotadas
y compuestos contenidos en ellas, debe enfatizarse que cualquier tratamiento resultará más eficaz
y económico si se cumplen unas condiciones previas mínimas tales como:
– La segregación de las taladrinas agotadas
de otros flujos residuales, como desengrases, aceites usados y disolventes sucios. De
otro modo se dificultaría o incluso se imposibilitaría el tratamiento correcto de los residuos mezclados. Por la misma razón es también recomendable la segregación de las
diferentes corrientes de taladrina en función
de su composición.
– Etiquetado preciso del bidón o depósito conteniendo residuo (fecha, caracterización,
origen).
– Reducción del contenido en aditivos clorados de extrema presión, que impiden la
valorización energética de la fase aceitosa.
ELEGIR EL TRATAMIENTO MAS ADECUADO
El proceso de tratamiento de taladrinas agotadas consta básicamente de varias etapas, como
se observa a continuación:
– Pre-separación de aceites parásitos.
– Pre-separación de partículas, fundamentalmente metálicas.
– Tratamiento principal.
– Postratamiento de efluentes (físico-químico
y/o biológico).
El tratamiento principal, en el que se incidirá
posteriormente, consiste en general en una rotura
de emulsiones, que para poder llevarse a cabo
eficazmente, necesita un pretratamiento que separe aceites parásitos no emulsionados y partículas finas. Asimismo, debido a altos contenidos en
materia orgánica (DQO) en el efluente del tratamiento principal, es imprescindible aplicar al
menos un postratamiento biológico, que podría
llevarse a cabo en una depuradora municipal, y
en ocasiones un tratamiento físico-químico para
precipitar los metales disueltos hasta los límites a
colector establecidos.
15
ESQUEMA BASICO DE UN TRATAMIENTO DESTRUCTIVO DE TALADRINAS
VALORACION ENERGETICA
ACEITES
PARASITOS
SEPARACION
ACEITES
ACEITE Y
EMULGENTE
SEPARACION
PARTICULAS
TRATAMIENTO
PRINCIPAL
TRATAMIENTO
FISICOQUIMICO
Y BIOLOGICO
PARTICULAS
METALICAS
LODOS
METALICOS
RECUPERACION
INERTIZACION
PRE-TRATAMIENTO
TRATAMIENTO
Durante el tratamiento principal, así como
durante los diferentes pre- y postratamientos se
generan nuevamente residuos que deben gestionarse de modo adecuado. Los lodos aceitosos de
la rotura de emulsión y de los aceites parásitos,
en caso de no contener cloro ni metales pesados,
se valorizan energéticamente, tras un pretratamiento. Las partículas metálicas y los lodos del tratamiento físico-químico se inertizan, en caso de
resultar inviable una recuperación. Los efluentes
de depuración se vierten en el colector para posterior tratamiento biológico.
Habitualmente, las taladrinas agotadas que
aún se generan, se envían a un gestor autorizado
para su tratamiento destructivo, aunque algunas
grandes empresas generadoras traten ellas mismas sus taladrinas residuales.
En ambos casos interesa conocer las ventajas
y desventajas de las diferentes tecnologías de tratamiento destructivo principal, entre ellas:
– La rotura ácida de emulsiones con floculación posterior con sales inorgánicas de hierro. Un método tradicional y versátil que genera grandes cantidades de fangos oleosos
con metales.
– La rotura neutra de emulsiones con floculantes orgánicos. Tecnología reciente, de coste
y nivel de tecnificación más elevado.
– La ultrafiltración. Tecnología de separación
16
COLECTOR
POST-TRATAMIENTO
por membranas que requiere un elevado
grado de pretratamiento y tecnificación y
tiene resultados globales muy positivos.
– La osmosis inversa. Tecnología de separación por membranas con alto consumo energético y resultados positivos.
– La evaporación. Tecnología de separación
de alto consumo energético y elevados costes de inversión. En algunos casos resulta la
única alternativa, dada su universalidad.
– La electrofloculación. Tecnología en desarrollo que rompe las emulsiones con ayuda
de corrientes eléctricas.
Los criterios de evaluación son básicamente,
como se observa en la tabla a continuación los
siguientes:
– Costes de inversión.
– Costes de explotación, entre los cuales destacan los aditivos necesarios (floculantes...),
la energía, la gestión/valorización de los
lodos y aceites residuales, la gestión de las
aguas residuales y el mantenimiento.
– Simplicidad de los pre-tratamientos en función de los condicionantes técnicos impuestos por el tratamiento principal.
– Simplicidad de los post-tratamientos en función de la calidad del agua residual del tratamiento principal en cuanto a salinidad,
materia orgánica y metales se refiere.
– Posibilidad de valorización de los lodos
aceitosos obtenidos.
– Versatilidad o universalidad de la tecnología para tratamiento de taladrinas residuales de diferentes composiciones.
– Estado de desarrollo de la tecnología.
Debe destacarse que un postratamiento físicoquímico y/o biológico de los efluentes es necesario en la práctica totalidad de los casos.
Debe indicarse que cabe la posibilidad de
combinar varias tecnologías para conseguir un
resultado óptimo. A veces se combina una rotura
de emulsión neutra con una ultrafiltración posterior o una destilación con una unidad de ultrafiltración previa. En caso de emplear tratamientos
destructivos por membranas, es indispensable un
pretratamiento de alta calidad que separe la totalidad de las partículas y los aceites parásitos.
EVALUACION DE LAS PRINCIPALES TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO DE TALADRINAS
Costes explotación
Tecnología
de tratamiento
Costes
inversion
Aditivos
ManteniEnergía
miento
TrataTratamiento miento
residuos efluentes
Rotura ácida-salina
Rotura neutra
Ultrafiltración
–
Osmosis inversa
–
Destilación
–
Electrocoagulación
–
Valoración:
Favorable
Medio
Desfavorable
17
Simplicidad
pretrata
miento
Simplicidad
posttrata
miento
Posibilidad
valorización
lodos
Versatilidad
Estado
desarrollo
tecnológico
CONCLUSIONES
RESUMIENDO
Las medidas más importantes para reducir los
consumos de taladrinas con sus efectos corres-
pondientes son, en síntesis, los que se citan a continuación:
MEDIDAS PREVENTIVAS
EFECTOS
➡
Reducción de consumos de materias primas.
➡
Reducción de generación de residuos.
➡
Optimización de aplicación, higiene, mantenimiento, control y tratamiento.
➡
Simplificación del balance de materias.
➡
Reducción de riesgos medio ambientales y
de salud laboral.
➡
Reducción de gastos de tratamiento.
d. Reducir la entrada de aceites parásitos
y otros contaminantes.
➡
➡
Alargamiento de la vida del baño.
e. Recuperar taladrinas arrastradas.
➡
Reducción de arrastres que contaminan
procesos posteriores.
➡
Reducción ligera de consumos de taladrina.
f. Implantar instalaciones con depósito
centralizado.
➡
➡
Optimización del mantenimiento y control
g. Formar al personal.
➡
➡
Motivación por parte de los operarios.
➡
Reducción de las cantidades a aplicar al
contacto herramienta-pieza.
➡
Mecanizado en seco.
a. Alargar la vida del baño por mantenimiento y control.
b. Estandarizar las taladrinas.
c. Prescindir de compuestos clorados, nitritos y otros aditivos tóxicos.
h. Incorporar procesos que eviten residuos.
De todas estas medidas preventivas, alargar la
vida del baño de taladrinas se muestra claramen-
18
Reducción de los consumos de aceite hidráulico.
Alargamiento de la vida del baño.
Mantenimiento mejor de los baños.
te como el factor de ahorro económico más importante en una sección de mecanizado.
a
a
a
LA REDUCCION DE RESIDUOS:
SOLO CON SU COLABORACION
La Oficina Técnica para la Minimización Xumetze Bulego Teknikoa (XUME) centraliza la
información referente a las experiencias de la
industria vasca en materia de reducción de consumos y residuos de taladrina por cambios en las
prácticas de operación o los procesos productivos.
En la actualidad existen numerosos vacíos de
información técnica que impiden evaluar con
seriedad las diversas prácticas y tecnologías limpias a aplicar en los procesos de mecanizado.
XUME considera, por ello, prioritario profundizar
en los flujos de materiales y valorar nuevas tecnologías implantadas en las empresas más innovadoras de la CAPV para suplir este vacío y promocionar en base a experiencias extrapolables,
actuaciones específicas dirigidas a la minimización del volumen de taladrinas agotadas.
Los profesionales del mecanizado en las empresas conocen mejor que nadie las medidas que
han dado resultados satisfactorios. La transferencia de esos conocimientos a las restantes empresas, a través de una entidad pública e imparcial
como IHOBE, es imprescindible para la consecución de nuestra meta: la reducción de residuos de
taladrina.
El objetivo de reducir el 52% de los residuos
de taladrina hasta el año 2000 por implantación
de tecnologías limpias y medidas preventivas sólo
será posible con la cooperación de Vd., el profesional de la empresa.
aa
19
TALADRINAS:
¿QUE MAS PUEDO HACER EN MI EMPRESA
Rellene el siguiente cuestionario y descubrirá nuevas posibilidades que le permitan minimizar consumos y gestionar óptimamente sus residuos.
SI
NO
¿Sabe Vd. que las taladrinas agotadas son por ley un residuo peligroso que no
debe verterse al colector?
¿Conoce el destino de las taladrinas agotadas en su empresa?
¿Ha prescindido del uso de compuestos clorados y nitritos en su taladrina?
¿Puede reducir la diversidad de taladrinas utilizadas en su empresa?
¿Reduce las fugas de aceites hidráulicos por mantenimiento y reposición de juntas?
¿Controla la calidad del agua para la dilución y reposición de taladrina?
¿Ha intentado formar al personal para conseguir un mantenimiento óptimo?
¿Sabe a quién dirigirse en caso de desear información adicional?
¿Conoce el coste de consumo de concentrado y de tratamiento de taladrinas agotadas en su empresa?
¿Realiza un control periódico de la calidad de la taladrina diluida (pH y refractómetro)?
¿Retira los aceites parásitos flotantes periódica o continuamente?
¿Retira (al menos semanalmente) las virutas y los lodos de rectificado del depósito
de taladrina?
¿Evita tener baños de taladrina frecuentemente en desuso?
¿Puede optimizar la aplicación del chorro de taladrina al contacto herramienta-pieza?
¿Ha tomado medidas para reducir derrames y salpicaduras de taladrina?
¿Recupera parte de las taladrinas contenidas en las virutas por drenaje o centrifugación?
¿Evita mezclar taladrinas agotadas con aceites usados o disolventes?
¿Segrega en bidones las taladrinas agotadas según el tipo?
¿Etiqueta sus bidones con residuos indicando la fecha, composición y proceso de
generación?
20