FICHA INFORMATIVA SOBRE GESTIÓN AMBIENTAL EN EL SECTOR DE IMPRENTAS I. Descripción de procesos El sector de imprentas y gráficos es muy heterogéneo en sus productos y procesos. Sin embargo, se sabe que en su mayoría, las imprentas usan uno o varios de los siguientes procesos: 1. Offset / Litografía: Esta técnica se basa en la propiedad de que el agua no se mezcla con el aceite. Una placa de metal recubierta con un material fotosensible se torna receptiva a tintas con base de petróleo al exponerse a la luz. Las áreas de no imagen permanecen agua-receptivas y se le aplican soluciones repelentes de tinta con base de agua para aumentar su habilidad para rechazar la tinta en las áreas de no imagen. Estas soluciones generalmente contienen 5 a 10% de alcohol isopropílico, el cual puede generar un impacto ambiental. A esta placa se le aplica tinta por medio de rodillos, haciendo que la tinta se adhiera sólo al área de imagen correspondiente. La imagen se transfiere entonces en primer lugar a un rodillo de goma llamado “blanket”(mantilla) y luego al substrato en cuestión. Las tintas utilizadas contienen solventes para hacer más rápido el proceso de secado. Están apareciendo tintas que permiten un curado mediante luz ultravioleta o haces electrónicos y que no contienen solventes. 2. Fotograbado: Para la impresión por fotograbado se usa un cilindro de cobre que permite transferir la tinta al substrato. El cilindro está grabado con pequeñas indentaciones que se generan en forma electromecánica usando un diamante. Actualmente, casi todas las aplicaciones de grabado usan archivos de imagen digital para controlar el movimiento de este diamante. La tinta se aplica al cilindro de grabado y se limpia su superficie por medio de una cuchilla / espátula. Para ello se usa una cámara cerrada del tipo “doctor blade”. Esta deja tinta sólo en el área de imagen y el sustrato se presiona contra el cilindro con la fuerza suficiente como para coger la tinta que quedó en las depresiones. Las tintas utilizadas deben ser de baja viscosidad para que puedan llenar las pequeñas depresiones del cilindro. Por ello muchas tintas para grabado contienen solventes que pueden dañar el medio ambiente. El sustrato recibe tinta desde el cilindro y pasa luego a hornos para secar la tinta y eliminar el solvente. En los Estados Unidos, el aire cargado de solvente se hace pasar a través de una cama de carbón que lo absorbe. Una vez absorbidos por el carbón, estos solventes se desorben para poder reutilizarlos o para eliminarlos por incineración. Si se utilizan tintas con bajo contenido de compuestos orgánicos volátiles (COV`s) no es necesario el uso de absorbentes. 3. Flexografía: La impresión flexográfica emplea placas con la imagen sobre relieve. La tinta se aplica a la placa, y luego se transfiere al sustrato. El típico sistema de impresión flexográfica tiene cuatro rodillos: dos de ellos son rodillos dispensadores de tinta, otro es la placa cilindro y el cuarto es el cilindro de impresión, que presiona la placa cilindro y permite transferir la imagen desde la placa al sustrato. Las prensas flexográficas tienen varias estaciones, y en cada una se imprime un solo color. Existen secadores después de cada estación de color y un túnel de secado para el substrato, que está sobrepuesto a los cabezales correspondientes para así poder remover todo el solvente después que sale de cada estación. El ancho de las bobinas va de aproximadamente 0.1 a 2.9 metros. Muchas instalaciones ahora están usando sistemas de cámara cerrada del tipo “doctor blade”, para reducir las emisiones generadas por las bandejas de tinta. A su vez, las aplicaciones de bobina angosta mayoritariamente han sido convertidas al uso de tintas que permiten curado por luz ultravioleta. 4. Tipografiado: Tal como la flexografía, la tipografía emplea una placa con una imagen sobre relieve. Hay tres tipos básicos de tipografiado usando prensas de plancha, prensas de cama plana y presas rotatorias. Tanto las prensas de plancha como las de cama plana son más lentas que las prensas flexográficas, litográficas/offset o de grabado. La más común de las prensas tipográficas es la rotatoria alimentada por bobina, que se usa para imprimir diarios. Sin embargo, el uso del tipografiado ha declinado significativamente en Estados Unidos. Ahora los periódicos se están imprimiendo con prensas flexográficas o offset/litográficas. La tipografía se usa principalmente para imprimir libros y publicidad. 5. Impresión por Malla: Como lo indica su nombre, la impresión por malla usa una malla que es muy fina y que se monta estirada sobre un marco. Mediante un proceso fotográfico y de emulsiones fotosensibles se sellan los orificios de la malla que corresponden a las áreas de no imagen, Un rodillo de goma o espátula aplica presión a la tinta, forzándola a pasar a través de la malla y depositarse en el substrato. Hay cinco tipos de tinta que se usan en la impresión por malla: a base de solventes, a base de agua, y de curado UV (luz ultravioleta). Para aplicaciones textiles existen plastisoles y tintas a base de agua. La impresión por malla puede ser usada con una amplia variedad de sustratos. También, en general, las operaciones de impresión comprenden cuatro pasos fundamentales: generación de imagen, preprensa, impresión y terminación (operaciones post-prensa) II. Aspectos de producción más limpia en el sector Generación de Imagen Una oportunidad significativa para la Producción Limpia, en la etapa de generación de imagen, la constituye el uso de dispositivos electrónicos para producir las imágenes. Las cámaras digitales, que generan imágenes a través de un dispositivo del tipo CCD (charged coupled device) o de arreglos CMOS (complementary metal oxide semiconductors), pueden eliminar totalmente los residuos de películas provenientes de las operaciones de generación de imagen. Al presente, la calidad de la foto de las cámaras digitales no es igual a la de las que usan películas, salvo en el caso de cámaras digitales muy caras. Sin embargo, el costo de estas cámaras digitales, como en el caso de los computadores, está bajando rápidamente. Así, cada imprenta debería considerar la posibilidad de generar imágenes por medios digitales, al menos en su planificación de largo plazo. Otra alternativa para el caso que no se pueda usar la fotografía digital es utilizar películas fotográficas sin sales de plata, que se están desarrollando actualmente. Al introducir cambios en las prácticas de trabajo y en las operaciones, se puede alargar la vida útil de los baños para revelado y reducir la cantidad de sustancias químicas utilizadas junto con los residuos líquidos producidos. La EPA (Environmental Protection Agency — Agencia de Protección del Ambiente) en Estados Unidos obtuvo datos de 70 plantas que llevan a cabo operaciones de fotoprocesado. El promedio total de agua usada fue de 156.85 l/m2 de papel y/o película procesada, con un rango que va desde un mínimo de 8.96 l/m2 a un máximo de 570.36 l/m2. Más del 95 % del agua usada en cada organización fue para los procesos de lavado de películas y de papel fotográfico. La EPA también obtuvo datos sobre volúmenes de efluentes ricos y pobres en plata (alta y baja concentración de plata) para empresas del rubro gráfico o imprenta con operaciones de fotoprocesado (ver “ Resumen Preliminar de Datos para la Industria Fotoprocesadora” EPA 821-R97-003, Marzo 1997). Se pueden tomar medidas de control de inventario con el fin de reducir el derrame de los químicos fotoreveladores y de suministros como papel y película fotográfica. Pre prensa - Confección de Planchas El flujo de residuos líquidos provenientes del uso de reveladores y fijadores durante la confección de las planchas de impresión representa una oportunidad significativa para prevenir la contaminación. El volumen de residuos líquidos se puede reducir recuperando y reciclando los reveladores y fijadores. Técnicas como el lavado en contra corriente reducen la cantidad de líquidos generados durante las operaciones de limpieza y enjuague. Un ajuste cuidadoso de la cantidad de agua usada para limpiar cada plancha también puede bajar significativamente la generación de residuos líquidos. Un método de largo plazo para reducir los residuos líquidos es introducir sistemas que procesan las planchas sin “lavarlas”. Son caros de instalar, pero que pueden reducir los residuos líquidos hasta en un 97%. Las planchas y los materiales de las planchas frecuentemente pueden ser reciclados por sus fabricantes. Una medida alternativa es recuperar los metales correspondientes. Para el largo plazo se pueden considerar alternativas para la generación de planchas como sistemas laser que no utilizan películas con sales de plata. La comercialización de estos sistemas se está iniciando en los Estados Unidos y podrían reemplazar al sistema de revelado químico. Operaciones de Prensa Una fuente de contaminación muy significativa en las operaciones de impresión son los compuestos orgánicos volátiles (COV’s). Estos se generan en el proceso de secado de las tintas que contienen estos COV’s. Otra fuente de COV´s son los productos usados para limpiar las prensas. Así, una primera medida para prevenir la contaminación es usar tintas alternativas y productos de limpieza que posean baja emisión de COV’s. Se pueden reducir estas emisiones usando en lo posible tintas a base de aceite o a base de agua (en vez de tintas a base de solventes) y usando soluciones de limpieza con bajo contenido o libres de COV’s. Una tecnología desarrollada recientemente en la industria de la imprenta de Estados Unidos usa tintas con nuevas formulaciones que pueden ser curadas mediante luz ultravioleta —UV- o con haz electrónico. En muchos casos, los sistemas UV y de haz electrónico pueden entregar ganancias sustanciales en productividad, además de la virtual eliminación de las emisiones de COV’s. Estas ganancias en productividad provienen de la más alta velocidad de la línea cuando se usan estas nuevas tecnologías para el curado de las tintas. Su uso se está esparciendo más allá de la imprenta comercial y está abarcando los revestimientos de embalajes y los pisos vinílicos. http://www.epri.com/EPRI_journal/dec_1994/Electech_cure.html. Un problema importante de los sistemas UV es la acumulación de calor, provocada por la alta velocidad de la línea y la energía liberada por las lámparas. Hay una compañía que provee lámparas UV de tipo frío (Cold UV Excimer Lamps) para resolver este problema. http://www.colduv.com Tanto en los procesos de grabado y como en los de flexografía se evaporan solventes de las bandejas del sistema dispensador de tintas y se esparcen en la sala de prensa. Esto puede crear problemas de exposición de empleados a los solventes, junto con un aumento de emisiones fugitivas hacia la atmósfera. Este problema puede solucionarse usando sistemas cerrados del tipo ”Doctor Blade”. Ellos también reducen el uso de los solventes de limpieza del sistema de alimentación de tinta y disminuyen los restos de tinta que quedan al final de la impresión. Los sistemas cerrados “Doctor Blade” también pueden mejorar la calidad de la impresión, generando así una menor cantidad de residuos sólidos debido a productos fuera de especificación. Fuente: Fugitive Emission Reductions due to the Use of Enclosed Doctor Blade Systems in the Flexographic and Rotogravure Printing Industries”, EPA-600/R-98-050, April 1998. Mediante la instalación de pequeños sistemas de destilación instalados en la planta se puede recuperar el solvente usado o el que contienen los huaipes de limpieza. Estos sistemas utilizan calor para evaporar los solventes y luego los recuperan por condensación. Un fabricante de estos sistemas es SRS Environment, con oficinas en Estados Unidos y Canadá. http://srsenv.com Un caso de estudio de una planta recuperadora de solventes a pequeña escala fue ejecutado por Fildes Pty Ltd. Ellos instalaron una cabina de lavado especial y una unidad de destilación, las que permitieron recolectar el solvente sucio de las operaciones de limpieza de los equipos y de los residuos de tintas. Antes de la instalación del sistema, Fildes despachaba cerca de 9.600 litros de solvente al año para su disposición externa. Actualmente se recupera solvente limpio y el residuo sólido inerte (pigmentos de la tinta) se envía a vertedero. El costo de la instalación para Fildes fue de aproximadamente US$26.600.= y el ahorro anual es de aproximadamente US$ 10.000. Esto representa un periodo de retorno de la inversión de aproximadamente 2.6 años. http://kaos.erin.gov.au/portfolio/epg/environet/ncpd/auscase studies/fildes.htm Frecuentemente se puede reacondicionar prensas y operaciones existentes con equipos de limpieza automática. Estos permiten aplicar volúmenes más bajos de formulaciones de limpieza. Así se reduce su contacto con el aire y la volatilización. Además, el diseño de la mayoría de estos sistemas incorpora el reciclaje y la reutilización de las soluciones de limpieza. También se puede reducir la evaporación de tinta usando bombas de tipo diafragma en lugar de las de rotor con paletas. Ellas no calientan tanto la tinta. Usando controladores de nivel automáticos y medidores y controladores automáticos de viscosidad se pueden mantener condiciones óptimas de tinta y así reducir los rechazos de impresión. Se pueden disminuir los rechazos de productos terminados instalando tecnologías que permiten detectar en forma automática fallas en las bobinas. Estos detectores no entran en contacto con los productos y permiten evaluar el desempeño de la prensa. También es posible realizar cambios en los procedimientos de trabajo para prevenir la contaminación generada por las operaciones de impresión. Ejemplos de ellos son los siguientes: • Exhibir índices de eficiencia de la producción y pedir a los empleados que los actualicen. Así es posible medir: la fracción de producto no conforme, el scrap como porcentaje del total de material producido, las emisiones al aire en función de la producción. • Entrenar a los empleados en materia de reducción de residuos y manejo de sustancias peligrosas • Programar la secuencia de los trabajos considerando colores cada vez más obscuros • Tapando los depósitos y contenedores para reducir la evaporación de solvente • Usar los huaipes extendiendo su tiempo de utilización, tanto como sea posible, y controlar su inventario. III. Tratamiento de efluentes y disposición de residuos sólidos y semisólidos Operaciones de Generación de Imágenes y Pre-prensa El residuo líquido de las operaciones de fotoprocesado de pre-prensa ha sido uno de los focos de las regulaciones en Estados Unidos debido a varios aspectos, entre los que se incluyen los metales tóxicos (ej.: plata), los químicos tóxicos, la demanda de oxígeno, el amoníaco y los bionutrientes. Virtualmente todas las operaciones de fotoprocesado de pre-prensa en Estados Unidos usan de alguna forma de recuperación de plata. La forma más usada es la recuperación electrolítica, que se usa en un 80% de los casos Otros métodos de recuperación incluyen los filtros con lana de acero, membranas de intercambio iónico, y la evaporación / destilación. Operaciones de Prensa En los Estados Unidos las operaciones de rotograbado de alta producción para publicaciones, típicamente han usado tintas a base de tolueno. A su vez, los procesos de impresión flexográficos de alta producción han usado tintas a base de alcohol / acetato. Para remover los COV`s de los flujos de secado correspondientes, se usa con frecuencia la adsorción de ellos mediante carbón. Luego estos solventes son desorbidos para volver a usarlos o para destruirlos por incineración. Es posible reducir el costo de los equipos de control de la contaminación del aire a través de la reducción controlada del flujo de aire requerido para capturar los vapores de los solventes. “Microprocessor Control of Rotogravure Airflows”, EPA/600/S2-86/068, November 1986. Operaciones de Post-Prensa Las cantidades de compuestos volátiles emitidos por las operaciones de post-prensa generalmente no justifican un control COV’s. Para proteger a los trabajadores de la exposición a los compuestos volátiles provenientes de los adhesivos usados en las operaciones de post-prensa (en caso de que los compuestos volátiles no puedan eliminarse), se recomienda el uso de campanas locales para extraer los gases, más que una ventilación general de toda la sala. Fuente: Documento “Guia de la Imprenta Chilena”