Manejo de Residuos Peligrosos (página 4)

Tabla 4.58. Residuos generados del subgiro "Fármacos, plaguicidas y productos especiales", que se consideran peligrosos según las leyes alemanas, pero en la legislación mexicana no están especificados

Medidas para evitar o minimización la generación de residuos

A continuación se presentan diferentes medidas para prevenir o minimizar la generación de residuos según el nivel de tecnología actual o de acuerdo al estado del arte. Estas medidas sirven como base para que las empresas puedan, por sí mismas, enfrentar el problema de la contaminación ambiental y contribuir a su solución. Posteriormente, los generadores de residuos en colaboración con las autoridades, asociaciones, empresas prestadoras de servicios de manejo y reciclaje de residuos y los fabricantes, pueden lograr soluciones integrales o parciales para evitar o bien minimizar la generación de residuos.

Las medidas de minimización de residuos no solamente se refieren a aspectos técnicos. También deben considerarse los costos y potenciales de ahorro, en comparación con los costos reducidos de disposición o la generación de costos adicionales, por ejemplo, por inversiones.

La mayor parte de las medidas para prevenir la contaminación dentro de la industria química se enfocan en medidas de optimización de los procesos, reuso de solventes usados y en la reducción de los residuos sólidos municipales (como cartón). Las medidas para evitar o minimizar la generación de residuos que a continuación se enuncian se han clasificado en:

• ? Medidas relativas a la organización

• ? Medidas relativas a materiales

• ? Medidas relativas a los procesos

• ? Medidas relativas al control o manejo de emisiones y/o residuos

Algunas medidas pueden encontrarse en más de un rubro debido a que, por ejemplo, pueden implicar cambios en el proceso y como posible consecuencia en la materia prima utilizada.

Dentro de las medidas que a continuación se recomiendan, las marcadas con un asterisco (*) se tomaron de los Conceptos Empresariales de Manejo y Minimización de Residuos, elaborados durante las visitas a empresas representativas del giro químico; es decir, son medidas que éstas industrias reportan estar aplicando o por aplicar. Las demás medidas son recomendaciones de expertos mexicanos y alemanes en la materia.

Aunque el objetivo principal de éstas medidas es minimizar la generación de residuos, muchas de ellas tendrán, además, un efecto positivo en el aumento de productividad y/o ahorro de materiales, agua, energía y otros recursos, así como la protección de los recursos naturales a través de un uso eficiente.

Debe hacerse notar que no todas estas medidas se instrumentan en cada empresa visitada, ni son aplicables a todos los establecimientos de la industria química. El objetivo es que sirvan como base y puedan ser adaptadas según las necesidades de cada caso particular.

Medidas relativas a la organización

Como medidas organizativas se incluyen medidas para evitar o minimizar la generación de residuos, las cuales no implican necesariamente cambios en los procesos, sustitución de materiales o tratamiento de emisiones. Dentro de estas medidas se incluyen actividades dirigidas a la verificación y control de calidad, al manejo de materiales, al almacenamiento, a la inspección y mantenimiento, y a la seguridad e higiene en la planta. Estas medidas organizativas tiene como objetivo reducir el volumen de los residuos y en general implican una reorganización de la planta.

Verificación y control de calidad

• ? Instrumentación de los estándares ISO-9000 (o un sistema de control de calidad similar) e ISO-14000 para asegurar la calidad de los productos y reducir el volumen de productos fuera de especificación y por lo tanto la generación de residuos. (*)

• ? Llevar un control de los consumos de materia prima mediante la compra mínima necesaria, mejorar la localización de los materiales y el seguimiento de su calidad y caducidad y modificar el tamaño de los lotes de compra. (*)

• ? Modificar los procedimientos utilizados en la manipulación y el almacenamiento de los materiales y residuos peligrosos, con el fin de concientizar a los empleados respecto al riesgo de manipularlos.

• ? Adoptar procedimientos que disminuyan la posibilidad de fugas en la planta. Contener las fugas instalando charolas de goteo y protección contra salpicaduras. Evitar la contaminación del agua de lluvia y por consiguiente, evitar la necesidad de tratarla.

Almacenamiento

Se recomienda contar con un almacén de residuos peligrosos que cumpla con las características especificadas en la normatividad ambiental mexicana, entre ellas cabe destacar las siguientes:

• ? Requisitos de seguridad específicos (p. ej. acceso restringido)

• ? Muros y fosa de contención para soportar posibles derrames

• ? Canales de recolección

• ? Piso con sellado adecuado (p. ej. impermeabilizado con resinas)

• ? Extintores compatibles con las sustancias manejadas en las distintas áreas

• ? Area techada o recipientes cubiertos de la intemperie (aún los vacíos utilizados para el manejo de materias primas y residuos peligrosos)

Deberán almacenarse por separado los distintos tipos de residuos según su peligrosidad, estado líquido o sólido, o principales contaminantes, para aumentar su potencial de reciclaje y recuperación.

Asegurarse que los tambos donde se almacenan los residuos estén tapados, sellados y etiquetados con los datos básicos de su composición y precauciones para su manejo.

Instalar tarimas de madera para prevenir la corrosión en la base de los tambos por la humedad del suelo.

Inspección y mantenimiento

El mantenimiento preventivo consiste en la inspección y limpieza periódica de los equipos, incluyendo la lubricación, comprobación y reemplazo de las piezas y constituyentes. El mantenimiento preventivo reduce la cantidad de residuos y emisiones generados debido a fugas, averías y productos fuera de especificación. Además, aumenta la vida útil de los equipos, disminuye el tiempo de parada debido a fallas y averías y mejora la productividad.

A pesar de sus ventajas, no sólo en el ámbito de la minimización, no es fácil implantar este programa de mantenimiento preventivo del equipo y generalmente se prefiere esperar hasta que suceda una avería mayor. Un programa de mantenimiento típico puede empezar abordando uno o dos grupos de equipos críticos, en particular aquellos que generen mayor cantidad de residuos y emisiones.

El momento adecuado para iniciar un programa de mantenimiento preventivo es en la fase de diseño del proceso, pues es cuando resulta más fácil tener en cuenta el acceso a equipos y tanques para su limpieza e inspección. En el momento en que se implanta un nuevo proceso o se adquiere un equipo conviene diseñar su programa de mantenimiento, con ayuda del fabricante.

A continuación se mencionan algunas prácticas en el mantenimiento preventivo que contribuyen a la minimización de residuos y emisiones:

• ? Utilizar hojas de instrucciones para los equipos

• ? Inspeccionar periódicamente los equipos y las operaciones

• ? Crear tarjetas de datos o informatizar el historial de los equipos

• ? Realizar un seguimiento de la evolución de costos de mantenimiento para cada equipo, incluyendo los residuos y emisiones generados

Seguridad e higiene en la planta

Mejorar las condiciones de seguridad e higiene en el almacén de materia prima y de producto, tanto para prevenir incendios y explosiones, como para evitar posibles derrames.

Proveer a los operadores con equipo de protección y seguridad adecuados (p. ej. protectores contra ruido, guantes, mascarillas, botas, lentes de protección, cascos, etc.), los cuales deben estar disponibles en todo momento.

Contar con las hojas de seguridad de todas las materias primas que se utilizan. Estas deben estar a la mano y contener la información necesaria sobre acciones a seguir en caso de accidente.

Medidas relativas a los materiales

Como medidas relativas a los materiales se incluyen solamente aquellas que implican un control o una sustitución, de las materias primas y sustancias auxiliares utilizadas, por materiales menos dañinos al ambiente, a la salud humana, con menor peligrosidad o que puedan ser manejados con mayor facilidad.

Adquisición de materias primas

Incorporar una política de compra responsable de materias primas: trabajar conjuntamente con los proveedores para dar preferencia a materias menos contaminantes o peligrosas. El departamento de compras también debe trabajar conjuntamente con los departamentos de producción, investigación y desarrollo y finanzas para estudiar la viabilidad de sustituir materiales peligrosos. (*)

Realizar análisis de las materias primas en cuanto entran a la planta para evaluar su efecto en los distintos procesos y prevenir así costosos errores de producción (p. ej. resultantes de una variación en la composición de las materias primas).

Acordar con los distribuidores que las materias primas sean distribuidas en contenedores retornables y reusables, que no deban ser lavados en las instalaciones. Con esta medida se puede eliminar materiales de empaque y reducir los costos de manejo. (*)

La estandarización de los materiales, es decir, utilizar el menor número posible de compuestos diferentes para un mismo propósito, tiene múltiples ventajas. La implantación de esta medida, disminuye la variedad de materiales utilizados, simplifica el control de inventario, reduce los costos de compra y mantenimiento, mejora el seguimiento y la utilización de los materiales, aumenta el potencial de reciclaje y reduce la cantidad de residuos que se tienen que manejar adecuadamente.

Muchas veces, la decisión de utilizar un material en lugar de otro se basa simplemente en la preferencia del operario, su experiencia en procesos anteriores, la costumbre, etc., más que un requerimiento técnico, ambiental o económico.

A continuación se dan algunos ejemplos de materiales sustitutos para algunos de los procesos empleados en la industria química.

• ? En la elaboración de resinas, los ácidos ftálico y maléico, se pueden utilizar en forma de anhidros en lugar de ácidos, a fin de evitar el manejo de estos en forma de líquidos. (*)

• ? En el caso de los suavizantes de telas, el cloruro de distearildimetilamonio puede sustituirse por derivados de imidazolina, que tienen propiedades más favorables, en relación con el medio ambiente.

• ? Al fabricar algunos productos de plaguicidas se utiliza tetreclorometano como diluyente, éste se deberá sustituir por otros solventes menos tóxicos, la selección de un solvente alterno dependerá del tipo de producto a elaborar.

Medidas relativas a los procesos

Como medidas relativas a los procesos se incluyen solamente aquellas que implican cambios en los procesos de producción, incluyendo la sustitución de maquinaria. Esto puede implicar no solamente un incremento en la eficiencia de producción y disminución en los requerimientos de materia prima, sino también una reducción de los volúmenes de residuos generados y/o un cambio en las características de los mismos (p. ej. disminución de su toxicidad).

En un proceso de producción que ya está funcionando, se debe intentar:

• ? Maximizar el tamaño de las cargas para disminuir la frecuencia de limpieza de los equipos, ya que estas operaciones normalmente generan grandes volúmenes de residuos.

• ? Dedicar un equipo de proceso a un solo producto, siempre que el espacio disponible y las posibilidades económicas lo permitan, para disminuir la necesidad de mantenimiento, inspección, control y limpieza.

• ? Procurar disminuir la apertura de mezcladores y reactores, que emiten vapores.

• ? Alterar la secuencia de las operaciones en el proceso de producción para minimizar la generación de residuos. Por ejemplo, cuando un mismo reactor se emplee para preparar distintos productos, es recomendable espaciar lo más posible las operaciones de limpieza.

• ? Estudiar el ajuste de los parámetros de control, tales como temperatura del proceso, tiempo de estancia en el reactor, presión, etc., que contribuyen a la pérdida de materiales, con esto se puede aumentar la eficiencia del proceso y reducir en la fuente la generación de residuos.

A continuación se mencionan algunas medidas relacionados con los mezcladores y reactores que generalmente se utilizan en la industria química.

Mezcladores y reactores en la industria química

Los mezcladores y reactores que se utilizan en las empresas que se visitaron en México son de los modelos muy variados, tienen un volumen de entre 60 litros y 3 m3 y se encuentran equipados, con instrumentos de control para obtener la información necesaria sobre el proceso de reacción.

La mayoría de las empresas requieren de mezcladores y reactores de gran eficiencia en aspectos tales como, agitación y control de la temperatura. Esto principalmente para las empresas productoras de resinas, sintéticos o productos fitosanitarios; sin embargo, resulta conveniente elegir el equipo más adecuado de acuerdo a las características particulares del proceso a realizar, con la finalidad de optimizar los procesos reduciendo costos, evitando pérdidas de tiempo y minimizando la generación de residuos. Es por esto que el presente capítulo muestra las características técnicas generales de estos equipos para auxiliar en su mejor selección.

• Mezcladores

El objetivo de la operación de mezclar es la unión homogénea de diferentes materias bajo la acción de herramientas mecánicas o campos de fuerza. Las mezclas, soluciones, emulsiones, suspensiones, pastas, y aerosoles pueden ser productos finales o introducirse y apoyar reacciones químicas así como procesos físico-químicos. Durante las reacciones químicas, muchas veces se necesita mezclar constantemente para distribuir uniformemente los componentes de reacción y los productos de transformación generados, y para mantener las temperaturas de reacción requeridas.

De acuerdo con el estado del arte actual, los mezcladores y mezcladores-secadores están integrados en el diseño de instalaciones que en gran medida trabajan automáticamente. Aunque generalmente el mezclador forma el núcleo del equipo, además de la sola tecnología de mezclado, también son importantes los equipos auxiliares adecuados.

En la mayoría de los casos, los mezcladores son operados a temperatura ambiente o temperaturas poco elevadas. En algunos casos están equipados de un sistema de enfriamiento "de cuello" para recuperar solventes. Los mezcladores para producir preparados en forma de polvo cuentan a menudo de un separador de polvo.

Agitadores

La agitación mecánica produce homogeneidad material y térmica en líquidos, soluciones, dispersiones o suspensiones. En su mayoría, los procesos de agitación transcurren en forma discontinua. Los tipos de agitadores se enlistan en la siguiente tabla.

Tabla 5.31. Tipos de agitadores

Se distinguen: agitadores de movimiento lento (agitadores de paletas planas y de ancla) y los más recientes agitadores de movimiento rápido (de hélice y de turbina). La siguiente tabla presenta un panorama de la corriente predominante en el perímetro del agitador correspondiente.

Tabla 5.31. Forma de corriente en el perímetro del agitador

La superposición de corrientes en el recipiente hace que todas las formas de corriente mencionadas en la tabla se presenten al mismo tiempo con diferente fuerza. Los agitadores de gran superficie cuyas superficies alcanzan 20 – 30% del diámetro del líquido ubicado en el nivel del eje agitador, mueven el líquido en un flujo laminar, en ellos el efecto agitador puede llegar a cero. La incorporación de elementos rompecorrientes o una configuración excéntrica del agitador evitan este arrastre del líquido. Los líquidos de mayor viscosidad actúan en sí como freno, por lo tanto no se necesitan elementos rompecorrientes más allá de una viscosidad dinámica de 50 Pa.s.

Tanques agitadores

Los tanques agitadores, también llamados calderas agitadas o máquinas agitadoras, se encuentran entre los equipos básicos para la combinación de sustancias. Las condiciones de proceso y de operación que se necesitan en la industria química y que difieren mucho entre sí, tienen un rango de variación bastante amplio al que corresponden las diversas formas de tanques. La siguiente tabla presenta un panorama de las diferentes características.

Tabla 5.32. Requerimientos para diferentes tipos de tanque

• Reactores

Los reactores son más complejos en comparación con los mezcladores, ya que pueden estar diseñados para temperaturas mayores y también para la operación a presión mayor o menor de la normal. Según el producto a fabricar, existen diferentes modelos. El calentamiento indirecto funciona con vapor o, en la mayoría de los casos, con aceite térmico y la refrigeración indirecta se realiza con agua. El suministro de las materias primas se lleva a cabo a través de tuberías o del llenado directo desde tambos o sacos de plástico. En el caso de carga manual, de las materias primas de baja presión de vapor, por ejemplo en solventes existe el riesgo de contaminación del ambiente y de afectación a los trabajadores a causa de los vapores; por lo que se debe dar preferencia a la carga automática de materiales por medio de sistemas cerrados con sistema de extracción y control de emisiones. Además a los trabajadores se deben proveer con el equipo correspondiente (mascarillas, guantes, overoles, etc.). La descarga del producto se puede realizar bombeándolo a través de tuberías hacia los tambos o directamente hacia los contenedores u otros depósitos, antes de su empaque para su distribución al cliente.

Al seleccionar el tipo de reactor adecuado y su equipo mezclador se deben observar los siguientes criterios:

• ? Las propiedades químicas y físicas de las materias primas a emplear y los productos de reacción:

• ? solubilidad

• ? tamaño de las partículas

• ? estructura molecular de las partículas

• ? corrosión

• ? volatilidad

• ? Condiciones de reacción

• ? tiempo promedio de reacción

• ? temperatura

• ? presión

• ? transporte de materia

• ? Modo de operar

• ? continuo

• ? discontinuo

• ? Flexibilidad (p. ej. programa de tipos)

• ? Características reológicas de la mezcla de reacción

• ? viscosidad

• ? susceptibilidad al corte

• ? Rentabilidad

• ? costos de adquisición

• ? costos de operación

• ? costos de mantenimiento

• ? Seguridad

• ? propensión para fallas

• ? problemas de arranque y paro

• ? hermeticidad

En la tabla 5.3-3 se listan los tipos de reactores de polimerización más importantes, incluyendo algunas de sus especificaciones, características y ejemplos de uso.

El reactor de tanque agitado es el más difundido de todos los reactores por su adaptabilidad respecto a equipamiento, modo de operar y condiciones de operación. En caso de una operación continua y estrecha distribución del tiempo de permanencia, muchas veces se usan tanques agitados en cascadas. Estas ofrecen opciones adicionales para la dosificación posterior y para ajustar la presión y la temperatura. Para presiones elevadas y pequeños volúmenes de reactor, a menudo conviene más la formación de cascadas a través de equipamientos interiores.

Los reactores tubulares son fáciles de fabricar para altas presiones y por su gran relación entre superficie y volumen ofrecen las mejores condiciones para un intercambio térmico intenso. Un reactor de paso sencillo de producto sólo permite tiempos de permanencia cortos (como máximo algunos minutos). Para lograr los tiempos de permanencia necesarios, normalmente de varias horas, se utilizan reactores tubulares de circuito para los rangos de poca viscosidad.

Al incorporar mezcladores estáticos en reactores tubulares, con viscosidades entre media y alta, el intercambio térmico puede mejorarse y lograr un tiempo de permanencia uniforme. Este tipo de reactores es adecuado para polimerizaciones en la fase homogénea.

Los reactores de torre se usan principalmente para polimerizaciones de sustancias, en las cuales el producto se da como fusión o solución de alta viscosidad. Frecuentemente, la prepolimerización se lleva a cabo en tanques agitadores. Los reactores de torre se sustituyen cada vez más por reactores modernos, por ejemplo, reactores agitadores horizontales o reactores de tubo con instalaciones mezcladoras estáticas.

El reactor de lecho fluidizado tiene bastante importancia para las poliolefinas. Al evitar la fase líquida, en combinación con catalizadores, permite una regeneración de producto particularmente sencilla. Instalando un agitador en el reactor de lecho fluidizado, la mayor parte de la energía necesaria para la fluidización puede generarse a través del agitador y reducir el circuito de gas a la cantidad requerida para tranferir el calor de polimerización.

En reactores de columna de burbuja, en vez de un agitador, un flujo de monómeros agitado realiza el mezclado. Sin embargo, este modo de operación sólo es posible para viscosidades bajas, es decir, para polimerizaciones de suspensiones. El llenado de líquido admisible (sin gas) es de aproximadamente 50%.

Los reactores horizontales, con diferentes formas constructivas de las instalaciones de agitación y de intercambio térmico, se utilizan preferentemente para la polimerización de sustancias en la fase líquida o gaseosa.

Los reactores de banda garantizan un tiempo de permanencia muy uniforme pero son adecuados sólo para polimerizaciones sin presión y requieren de una solidificación rápida de la mezcla de reacción.

Los reactores de tornillo sin fin se usan para reacciones de alta viscosidad. Existen una o dos variantes de tornillos sin fin. Por los elevados costos del volumen de reactor, el tiempo de permanencia solamente debería ascender a minutos o media hora como máximo.

Las cascadas de diferentes tipos de reactores tienen mucha difusión. A menudo, el primer reactor es un tanque agitado, en el cual a poca viscosidad se realiza el mezclado de las sustancias de reacción y, en su caso, el ajuste del tamaño de las partículas y la prepolimerización.

La polimerización en moldes de fundición se utiliza para fabricar poliacrilatos. El producto se genera en la forma de aplicación (por ejemplo, como plancha).

Tabla 5.33. Requerimientos para diferentes tipos de reactores y mezcladores

Dispositivos para liberar el calor

La transferencia segura del calor de polimerización es una condición esencial para garantizar el proceso de reacción óptimo y para lograr características adecuadas y homogéneas de los polímeros. La selección del sistema de refrigeración depende, además de criterios de tecnología de proceso, también de tipo de materiales. En las polimerizaciones de suspensiones de elevada transformación calorífica en calderas grandes y polimerizaciones de sustancias a alta presión, en la mayoría de los casos, el medio refrigerante es agua, a veces salmuera. La siguiente tabla presenta opciones para la transferencia de calor directa e indirecta, las cuales también se aplican combinadas.

Tabla 5.34. Liberación de calor en reactores de polimerización

En los reactores de polimerización, predomina la transferencia indirecta a través de la pared del reactor, del condensador interior o del exterior. Para casi todos los sistemas de polímeros de baja viscosidad, el sistema de refrigeración de camisa es suficiente para tanques de dimensiones de 30 a 50 m3 si se puede evitar la formación de sedimentos de polímeros aislantes. En el caso de reactores más grandes, la instalación de condensadores interiores especiales aumenta la superficie de intercambio de calor total hasta el doble del valor de la superficie de la camisa. De manera alterna o adicional, la superficie de intercambio térmico también puede aumentarse a través de la instalación de un circuito de bombeo con condensadores exteriores.

La liberación de calor directa a través de refrigeración por ebullición, la condensación de los vapores en un condensador ubicado encima del reactor y la recirculación del condensado al reactor es muy eficiente. Esta es la medida indicada si en caso de refrigeración indirecta se teme que se formen sedimentos rápidamente.

En el reactor de columna de burbuja, el gas a mezclar se satura con el medio dispersante. Sin embargo, esta refrigeración por volatilización lleva a superficies de refrigeración muy grandes a causa de la elevada presión parcial del gas.

El sistema de refrigeración de gas circulante, utilizado en reactores de lecho fluidizado, requiere de grandes superficies refrigerantes y grandes volúmenes de flujo de gas circulante, por el escaso calor específico y por los coeficientes de transferencia de calor "moderados" aún con las presiones usadas (alrededor de 30 bar). Si se trata de monómeros cuyo punto de ebullición no es muy bajo, una parte del gas circulante puede ser condensado e incorporado como líquido al lecho fluidizado.

Optimización de los procesos de producción

A continuación se mencionan algunos ejemplos relacionadas con la optimización y/o cambio de proceso para algunos de los procesos considerados en la elaboración del presente manual.

• ? En la elaboración de carbón activado, a partir de material orgánico y de ácido fosfórico o cloruro de zinc como agente de deshidrogenación, el carbón activado se lava intensamente generándose agua residual contaminada con ácido fosfórico y otros fosfatos, la cual deberá ser tratada. La elaboración de carbón activado sin generación de aguas residuales, consiste en la activación del material orgánico en la fase gaseosa con oxígeno o aire, con adición de dióxido de carbono o vapor de agua, a temperaturas de 800 a 1000 °C. La elaboración del carbón se puede realizar en hornos rotatorios, de cuba o lecho fluidizado. La selección del horno depende a menudo del tipo de materia prima. Los hornos rotatorios se emplean con frecuencia dado que son apropiados para una gran variedad de materias primas. Dependiendo del tipo de materia prima, del horno así como de la temperatura y recirculación de los gases de escape, se seleccionará el tamaño y el volumen de los poros del carbón activado. La parte de la granulación inferior se puede reducir mediante este procedimiento y evitar la generación de aguas residuales.

• ? Para la preparación de silicatos de álcali, se mezclan arena pura de cuarzo y carbonatos de álcali en la proporción necesaria y se alimentan continuamente en un horno de fusión. La temperatura de fusión es de 1300 a 1500 ºC. La frita circula por la tina y en el aliviadero se deposita, por goteo, en una banda continua. Los pedazos solidificados de silicatos de álcali se lixivian con agua o se muelen finamente. La calidad de los silicatos de álcali depende de la pureza de las materias primas. Las arenas de cuarzo de menor calidad contienen a menudo, un alto porcentaje de hierro que produce una disminución en la calidad del producto terminado.

• ? En el proceso de amalgama es posible evitar la generación de los residuos que contienen mercurio, sustituyéndolo por el proceso de membrana. En el proceso de membrana, el espacio de los ánodos y el espacio de los cátodos se separan por una membrana de un producto químicamente resistente. Esta membrana de intercambio iónico es permeable de forma selectiva para cationes. Durante el proceso, únicamente los iones de sodio y poca agua pasan a través de la membrana. La solución de hidróxido de sodio sale de la celda a una concentración de 30 a 35%, y es necesario concentrarla después. El porcentaje de cloruro es muy bajo, como en el proceso de amalgama. El cloro contiene sólo pocas partes de oxígeno y por lo tanto se tiene que depurar. Sin embargo, la durabilidad de la membrana depende de la pureza de la salmuera utilizada.

• ? Se deberá analizar si es posible realizar una serie de polimerizaciones en masa en lugar de en solución. Esto reduce el consumo de solventes y la problemática del tratamiento o de la gestión de los solventes, relacionada con el uso de los solventes; además, este procedimiento reduce las emisiones. Este cambio, a menudo va acompañado por el uso de nuevos catalizadores. En general, se deberá examinar el uso de los catalizadores. Su uso puede influenciar positivamente las condiciones de reacción, por ejemplo la temperatura y los tiempos de reacción, además, su uso se relaciona a menudo con un mayor aprovechamiento de los recursos.

• ? En la elaboración de poliéster, se puede cambiar el proceso a reactores de esterificación continua en lugar de los reactores en lote, con lo cual se generan menos residuos por unidad de producción, requiere de limpieza menos frecuente y mejora la eficiencia de operación debido al mejor control de los parámetros. Además se pueden obtener ahorros en los requerimientos de energía y enfriamiento

• ? En la elaboración de polietileno, un proceso convencional se basa en un sin número de pasos, en este caso el desarrollo de catalizadores de alto rendimiento ha proporcionado simplificaciones en el proceso. En este caso se puede eliminar el paso de disgregación y separación y para la separación del medio de suspención no es necesaria una destilación, el secado se puede realizar con nitrógeno en ciclo, por lo que prácticamente se eliminan las descargas de aguas residuales y emisiones a la atmósfera.

• ? Las propiedades y las calidades de los aceites lubricantes dependen de la procedencia y de la viscosidad del aceite base, de su procedimiento de producción y de las mezclas y aditivos que se les agregan. La elaboración de aceites de lubricación a partir de aceite mineral se inicia con la destilación al vacío de los residuos de la destilación atmosférica del petróleo. La tarea esencial de la destilación es el ajuste de la viscosidad y del punto de inflamación de la fracción del aceite. Los destilados al vacío aún contienen componentes no deseados, que sin mayor tratamiento de la fracción del aceite lubricante causan después de poco tiempo de uso un aumento de la viscosidad, la obtención de ácidos y de partículas insolubles. La eliminación de estas partículas no deseadas por medio de procesos de refinamiento hace posible la fabricación de aceites lubricantes de alta calidad. Para ello se dispone de diferentes procesos de refinamiento.

El tratamiento de destilados de aceite lubricante con ácido sulfúrico u óleum (ácido sulfúrico fumante) es reemplazado como procedimiento clásico de refinamiento por procesos más modernos como la extracción de solventes o la hidratación catalítica. La extracción de solventes es una extracción líquido/líquido con un solvente selectivo que elimina sustancias aromáticas y otras sustancias no deseadas de la fracción del aceite lubricante; son medios de extracción adecuados sobre todo el dióxido de azufre, furfurol, fenol o pirolidones. En la hidrogenación catalítica, las sustancias no deseadas de los destilados del petróleo en gran medida se pueden eliminar o transformar por diferentes procedimientos. La "Hidrorefinación" se realiza con frecuencia inmediatamente después de la regeneración del solvente, la "Hidrorefinación" es un refinamiento hidrogenante para mejorar el color, la estabilidad y la desemulsibilidad de los destilados de aceite lubricante; en la hidrogenación a presión alta se logra la eliminación total de heterocompuestos y una hidrogenación parcial de las sustancias aromáticas. Otros procedimientos para la preparación de los aceites básicos son la desasfaltización y la desparafinización.

En todos los procedimientos para la fabricación de aceites lubricantes se mezclan aceites básicos para lograr una viscosidad determinada, y al agregar aditivos, se confeccionan los productos terminados. Aquí, los aceites por lo general se mezclan a temperaturas de 50 a 60°C. En este rango de temperatura, la viscosidad de los aceites y aditivos es lo suficientemente baja para lograr un mezclado bueno y rápido. Sólo en el caso de aditivos difícilmente solubles se requiere de temperaturas más altas. Los aceites se pueden mezclar de manera discontinua en tanques o recipientes, o de manera continua en las instalaciones de mezclado correspondientes. La mezcla terminada se puede vaciar directamente desde las unidades de mezcla o desde tanques intermedios en tambos, bidones o latas.

• ? Durante las visitas a las empresas destacaron principalmente dos procesos que necesitan modificaciones: la sulfonación en la producción de agentes tensoactivos sulfonados a través de ácido sulfúrico fumante, y la producción de sulfatos de alcohol graso por vía de ácido clorosulfónico. En el primer caso se obtienen grandes cantidades de ácido sulfúrico de alta concentración, que se comercializa como producto de menor calidad para utilizarlo en procesos de decapado. En el segundo caso se obtiene ácido clorhídrico al treinta por ciento, cuyo valor mercantil depende principalmente de su pureza. Además siempre se deben considerar las emisiones de HCl. Son más puras las sulfonaciones y sulfataciones con trióxido de azufre que trabajan casi sin generar residuos. A pesar de que se requieren aparatos más complicados, muchas empresas prefieren estos procesos ya que están técnicamente comprobados desde hace bastante tiempo.

• ? En el grupo de fármacos, plaguicidas y productos especiales, los métodos aplicados son muy diferentes a causa de la amplia gama de productos. Para el ámbito de la industria farmacéutica no existen descripciones detalladas de los procesos. La información obtenida se limita a indicaciones para el envasado y embalaje.

Para la producción de plaguicidas se utilizan -como es usual en la industria química- reactores, agitadores, instalaciones de destilación, equipos de dosificación, etc. Al igual que en otros sectores de la industria química, los reactores podrían ser reequipados con aparatos de medición y regulación que correspondan al estado actual del arte; esta medida garantiza una calidad más uniforme del producto y una mayor seguridad de proceso. Los requerimientos para reactores se describen, por ejemplo, en el capítulo 4.4.2 del presente manual.

Propuestas para mejorar los procesos, precisamente en este subgiro sensible de la industria química, prácticamente sólo son posibles si se conocen todas las diferentes etapas del proceso. Sin embargo, en la mayoría de los casos estas etapas son secretos de la empresa, aunque el transcurso principal de una síntesis se conozca por la literatura o las mismas empresas lo den a conocer a través de diagramas de flujo simplificados. De la información obtenida durante las visitas, por lo menos en las empresas contactadas no se observaron errores graves en la conducción del proceso.

Limpieza de instalaciones de producción

Para la fabricación de diferentes productos, en la industria química se utilizan procedimientos continuos y de lote. Los métodos de trabajo continuo no requieren de una limpieza periódica, mientras que los mezcladores y reactores que trabajan en forma de lote, generalmente necesitan limpiarse después de cada lote. Precisamente en la limpieza de diversas instalaciones o partes de instalaciones -que debería llevarse a cabo antes de que se formen aglutinaciones o incrustaciones- muchas veces se emplea una grande cantidad innecesariamente de solventes que después deben eliminarse. Para reducir estas cantidades, puede tomarse en cuenta el siguiente modo de operación.

• Evitar la limpieza o reducir la frecuencia de ésta

La reducción del consumo de solventes se realiza de dos maneras. Por un lado, se sustituyen los solventes de limpieza si es posible técnica y económicamente por soluciones acuosas biodegradables. Por otro lado, se están recuperando cada vez más los solventes contaminados y mezclas de solventes. El reuso de los solventes reciclados en el mismo proceso que los generó, exige frecuentemente mucho con respecto a su pureza; esto también se relaciona con un gran esfuerzo en su recuperación. Por lo tanto, a menudo se practica otra opción: su reuso como mercancía de menor calidad para fines alternos (ver punto 6.3.1).

De existir una gama de producción constante, para limpiar los mezcladores y reactores pueden usarse aquellos solventes que se emplean posteriormente en la fórmula para fabricar el producto. Esto es posible, por ejemplo, en la producción de pegamentos, o en la industria de esmalte al fabricar primero los colores claros y después los oscuros.

Una gama diversificada de productos puede permitir que se elaboren primero los lotes de elevados requerimientos cualitativos, y que los lotes de menor calidad requerida se elaboren con un esfuerzo de limpieza menor o ninguno.

• Limpieza previa

Con una limpieza mecánica previa de los mezcladores y reactores se retiran lodos y se eliminan, en gran parte, aglutinaciones. Se debe observar que los recipientes no se dañen con la limpieza realizada de manera mecánica. En esta prelimpieza aún no se usan solventes o limpiadores. Sin embargo, el personal de limpieza deberá protegerse con equipo y ropa protectora adecuada para evitar el contacto de la piel con los productos y respirar los contaminantes provenientes del producto.

Después de la limpieza mecánica se puede realizar una limpieza mecánica fina, por ejemplo, utilizando trapos y solventes. Los trapos ensuciados pueden lavarse -si conviene desde el punto de vista ambiental- o enviarse para su reciclaje energético como combustible alterno. También en el caso de la limpieza fina se pondrá atención en una ventilación suficiente y en el uso del equipo protector.

• Limpieza con solventes

Si las instalaciones y/o partes de instalaciones en la industria química se limpian con solventes, el solvente seleccionado es decisivo para el resultado de la limpieza y la posibilidad de volver a usarlo. El solvente o la mezcla de solventes se seleccionará de tal manera que disuelva rápida y completamente las costras y adherencias, y después pueda regenerarse a través de métodos de tratamiento (p. ej. filtración, destilación, extracción, neutralización, etc.).

Una mezcla de solventes que puede emplearse, por ejemplo, en la industria de esmaltes, consta de xilol, tolueno, nafta, gasolina y diferentes acetatos alifáticos y glicoles.

La primera operación de limpieza puede realizarse con un solvente usado poco contaminado, y la limpieza final con solvente nuevo que después puede volver a usarse como solvente para la primera limpieza de la siguiente instalación o parte de la instalación. El lavado debería durar sólo el tiempo indispensable. Conviene más limpiar varias veces durante poco tiempo con una cantidad pequeña de solvente nuevo. Las impurezas sólidas que se acumulan en los solventes durante las operaciones de limpieza, pueden sedimentarse de modo que el solvente puede volver a utilizarse para las primeras operaciones de limpieza.

Se pueden limpiar tuberías largas por medio de bolas de plástico espumoso o piezas de otros materiales elásticos que se introducen en los ductos y son movidas a presión generada por una bomba. Estas piezas liman, en parte, las incrustaciones de manera mecánica. El volumen de líquido que se encuentra entre ellas, se enriquece en el trayecto del ducto con impurezas, de modo que el porcentaje de contaminación del solvente posterior disminuye.

En algunas operaciones de limpieza conviene el uso de limpiadores de alta presión. Sobre todo cuando se usa agua, el consumo de agua puede reducirse del 90 al 80%. Sin embargo, si al agua se le agregan agentes tensoactivos, al limpiar instalaciones que contienen aceite se forman emulsiones estables que pueden causar problemas en el tratamiento de aguas residuales.

Protección del agua subterránea

El manejo de materiales y residuos peligrosos en la industria química no excluye la posibilidad de que estas sustancias lleguen al piso de la nave industrial. Si este piso es permeable para el material o el residuo, el suelo inferior se contamina y en dado caso, inclusive los mantos acuíferos. Esto puede evitarse recubriendo los pisos de las naves industriales.

Recubrimiento de pisos de naves industriales resistente a sustancias químicas

Se requiere proteger el agua subterránea de efectos negativos o de la acumulación de contaminantes, para garantizar el actual y futuro abasto público de agua. Esto se puede cumplir, entre otros factores, a través de requerimientos técnicos para la construcción y operación de instalaciones que manejan materias peligrosas para el agua. Las instalaciones requieren la autorización antes de su puesta en operación. Tienen que pasar una evaluación mediante exámenes periódicos e inspecciones dispuestas por las autoridades, que realizan expertos reconocidos oficialmente para este fin.

Las instalaciones para almacenar, envasar, producir y tratar materiales y residuos peligrosos, así como para usarlas, en el ámbito industrial privado y público; deben tener tales características y ser instaladas, mantenidas y operadas de tal manera que no causen un riesgo de contaminación del agua subterránea.

Las sustancias peligrosas para el agua pueden ser sólidas, líquidas y gaseosas, especialmente ácidos, lejías, metales alcalinos, aleaciones de silicio que contienen más de 30% de silicio, compuestos orgánicos de metales, halógenos, ácidos halogenados, metalcarbonilos y sales decapantes, aceites minerales y asfálticos y sus productos, hidrocarburos líquidos o solubles en agua, alcoholes, aldehídos, cetonas, esteres, compuestos orgánicos que contienen halógeno, nitrógeno o azufre, y tóxicos que pueden cambiar permanente y negativamente las propiedades físicas, químicas o biológicas del agua.

Las instalaciones, equipos auxiliares y dispositivos de protección deben resistir las características climatológicas y efectos sismológicos. El criterio central de los requisitos es su resistencia al medio mismo a almacenar. Por lo tanto, no existe ningún material que sea igualmente resistente a todos los medios. De ello resulta que al tratar la cuestión de la idoneidad, siempre debe indicarse no solamente el material de que consiste la parte de la instalación sino también las sustancias que para éste se admiten.

Protección de superficies de concreto en áreas de manejo de materia peligrosa

La protección superficial de partes de concreto en instalaciones de procesos técnicos, hecha de materiales no metálicos, sirve para uno o varios de los siguientes fines:

• ? Proteger la construcción del efecto dañino de sustancias agresivas

• ? Proteger las aguas (aguas subterráneas) de la contaminación por sustancias peligrosas para el agua

• ? Proteger los envases contra la contaminación debida a partes solubles del concreto

• ? Lograr propiedades técnicas especiales de la superficie.

Bajo el manejo de sustancias agresivas y/o peligrosas para el agua debe entenderse lo siguiente:

• ? Almacenar

• ? Envasar

• ? Transvasar

• ? Fabricar

• ? Tratar

• ? Utilizar.

Las partes de la construcción a proteger son: los pisos de áreas de almacenamiento y producción, fondos de depósitos, desagües, canales, tubos, fosas, instalaciones de captación y recipientes abiertos o cerrados.

• Tipos de protección superficial

Los tipos de protección superficial usuales son:

• 1. Recubrimientos

• 2. Revestimientos

• 3. Cubiertas combinadas que constan de una capa químicamente resistente

Recubrimientos

Los recubrimientos son: impermeabilizantes, selladores, recubrimientos delgados (de hasta 1 mm de espesor), recubrimientos gruesos (de entre 1 y 5 mm), recubrimientos reforzados con fibras (laminados, 2 – 6 mm), recubrimientos de resina sintética (de hasta 5 mm), recubrimientos de asfalto fundido (de hasta 20 mm) y combinaciones de los sistemas mencionados.

Los materiales de recubrimiento son masas que se endurecen en frío y pueden aplicarse mediante brocha, espátula, pistola o rodillo o vaciarse. En la superficie del elemento constructivo de concreto forman una película continua (recubrimiento) y pueden aplicarse en una o varias capas. Pueden o no contener solventes. El solvente sirve para mantener líquida la sustancia de recubrimiento durante su aplicación y hacer ésta más fácil.

El recubrimiento consta de sistemas de una o varias capas. Los posibles tipos y conformaciones de las diferentes capas se indican en la tabla 5.4-1. Para lograr propiedades especiales, pueden combinarse los recubrimientos mencionados en ésta.

Tabla 5.41. Conformación de las capas de diferentes recubrimientos

Las impregnaciones son sustancias que sellan los poros de bases absorbentes y que constan de resina de reacción o de solución de resina de reacción de baja viscosidad y buena penetración. Estas sirven para endurecer la superficie de pisos industriales y para evitar la generación de polvo a causa de raspaduras.

Las pinturas de fondo son poco viscosas y pueden contener o no solventes. Estas pueden aplicarse en una o varias capas, de acuerdo al sistema de recubrimiento. No son necesarias si se aplica completamente una capa intermedia. Para acabados de asfalto fundido se usan pinturas bituminosas o resinas epóxicas.

Las capas intermedias sirven para nivelar los bordes inevitables. En los casos de recubrimientos con resina furánica y resina de fenol-formaldehído, también evitan la reacción química entre la base aglutinada por cemento y el catalizador de endurecimiento ácido. Las capas intermedias pueden sustituirse por una pintura de fondo sin solvente, mezclada con materiales de relleno o medios de ajuste, o se puede prescindir de ellas.

Según el sistema aglutinante utilizado, las capas de recubrimiento por espátula tienen diferentes propiedades mecánicas: dura, quebradiza y elástica.

Las capas continuas se aplican en uno o varios pasos, vertiendo y distribuyéndolas. Según el sistema aglutinante utilizado, las capas continuas presentan diferentes propiedades mecánicas: dura, fragilidad y elástica.

La capa reforzadora consta de una o varias capas de un material reforzador remojado con un aglutinante.

Las capas superficiales de una o varias capas contienen el mismo aglutinante que la capa reforzadora. En el caso de recubrimientos de laminado, como capa superficial se enrollan velos delgados de fibra, ya sea en la última capa reforzadora aún fresca o en una capa de resina aplicada sobre la capa reforzadora ya endurecida, y después se remojan con una solución de resina.

Para acabados de asfalto fundido se utilizan capas selladoras de un espesor de 4 mm como mínimo, que constan de polímero bituminoso forrado de metal o de asfalto polimérico, en ambos casos el material se suministra en rollos de determinado ancho, los cuales son extendidos sobre la superficie, las tiras se unen mediante termofijado.

Las capas de acabado se aplican, si se presentan esfuerzos mecánicos y químicos al mismo tiempo. Éstas pueden consistir de resina sintética (material de relleno: mezclas de cuarzos o granulados de diferentes fracciones de grano) o de asfalto fundido.

El sellado superficial (top coat) le da al recubrimiento una superficie densa. Usualmente consiste del mismo tipo de aglutinante que las capas inferiores.

La siguiente tabla presenta valores de orientación para los espesores de diferentes tipos de capa y tipos de recubrimiento.

Tabla 5.42. Valores orientadores para los espesores de capa

Componentes del recubrimiento

Los aglutinantes pueden consistir de resinas de reacción (combinación de resina, endurecedor y, tal vez, acelerador) o masas bituminosas. En la siguiente tabla se listan los aglutinantes aptos para los diferentes métodos de recubrimiento.

Tabla 5.43. Aglutinantes

EP: Resinas epóxicas

PNS: Resinas de poliéster no saturadas

VE: Resinas de viniléster

PUR: Resinas de poliuretano

PMMA: Resinas de polimetilacrilato

FFA: Resinas de fenol-formaldehído

FU: Resinas furánicas

Los materiales de relleno y suplementarios influyen sobre las propiedades químicas y/o físicas de un recubrimiento. Como materiales de relleno se usan cuarzo molido, arena de cuarzo, grava de cuarzo, barita, hollín, grafito, fibras de carbón cortas y materiales parecidos. En los acabados de asfalto fundido se emplean como materiales suplementarios: grava, gravilla triturada, arena y piedras molidas.

Los materiales de refuerzo son materias químicamente inertes que son de poco peso superficial, poseen una gran capacidad de absorción de aglutinantes y se usan en recubrimientos de laminado. Para capas de refuerzo pueden emplearse: esteras de vidrio textiles, tejidos de vidrio textiles, fibras de vidrio tipo E, E-CR o C, fibras de carbono, fibras sintéticas o esteras de fibra sintética. Para las capas superficiales pueden utilizarse: velos de fibra de vidrio tipo C o E-CR, velos de fibras de carbono, fibras de carbono o fibras sintéticas.

Los materiales auxiliares son aditivos como pigmentos o medios de ajuste. Éstas pueden influir sobre las propiedades geológicas de las resinas de reacción.

En las siguientes tres tablas se enlistan las propiedades técnicas de aplicación de diferentes materiales que pueden utilizarse en recubrimientos. Estas tablas sirven sólo para la orientación; para evaluar su idoneidad para el caso de aplicación se tomarán como base los datos del fabricante.

Tabla 5.44a. Propiedades técnicas de aplicación

Tabla 5.44 b. Propiedades técnicas de aplicación

Tabla 5.45. Propiedades físicas

Revestimientos

Los revestimientos consisten de material semiacabado, por ejemplo: tiras, tablas y tubos de termoplásticos y elastómeros. Se usan en forma de revestimientos pegados de superficie entera (espesor de 1.5 – 5 mm), revestimientos anclados mecánicamente (2.5 – 10 mm) y revestimientos movibles (1.5 – 10 mm).

Las cubiertas combinadas utilizan recubrimientos o revestimientos de una capa de desgaste/útil adicional, por ejemplo, de material semiacabado de cerámica.

Los revestimientos pueden adherirse en toda la superficie de la base preparada y unirse entre ellos, pegándolos o soldándolos. Otro tipo de aplicación es el revestimiento mecánicamente anclado, con el cual piezas termoplásticas semiacabadas son ancladas firmemente con la superficie a revestir a través de elementos de anclaje fijados en el reverso. Con el revestimiento aislado, las tiras se ponen sueltas en el piso y se fijan en las paredes, por ejemplo, por medio de rieles metálicos.

Los revestimientos pegados en toda la superficie se fabrican de engomaduras blandas (caucho de isopreno, caucho de cloropreno, caucho de isobuteno-isopreno, caucho de bromo-isobuteno-isopreno, caucho de cloro-isobuteno-isopreno, caucho clorosulfonado, caucho de butadieno-acrilonitrilo) o termoplásticos (poliisobutileno o PVC que contiene ablandador).

Los materiales posibles para revestimientos mecánicamente anclados son PVC (sin ablandador), polietileno de alta densidad, polipropileno y polifluoruro de vinilideno.

Los revestimientos aislados pueden consistir de todos los materiales de revestimiento arriba mencionados.

• Criterios de selección

Las cargas que se presenten, deben describirse para determinar los requerimientos para un sistema de protección superficial. Si es necesario, se definen niveles de carga para representar la intensidad del esfuerzo en cada caso. De los esfuerzos y requisitos descritos en los párrafos siguientes puede componerse un perfil de esfuerzo que se puede utilizar al seleccionar los materiales y el tipo de sistema de protección superficial.

Sustancias que influyen en los procesos

Las materias agresivas y/o peligrosas para el agua pueden estar presentes en forma sólida, líquida o gaseosa. La agresividad hacia el concreto se relaciona, en la mayoría de los casos, con el estado líquido. Las materias pueden existir puras o mezcladas y presentarse en el tiempo en diferentes intervalos.

Para identificarlos deberían utilizarse los nombres según la nomenclatura de Ginebra, la International Union of Pure and Applied Chemistry, Chemical Abstract Service o los nombres comunes que se usan en la bibliografía. Se deben indicar todos los componentes -también los vestigios e impurezas- aunque no sean agresivas para el concreto; además se debe presentar el orden temporal de los esfuerzos. Bajo los criterios mencionados, los químicos importantes se dividen en los siguientes grupos:

• a)  ácidos inorgánicos inoxidables

• b)  ácidos inorgánicos oxidables

• c)  ácidos inorgánicos que diluyen SiO2

• d)  sales

• e)  bases

• f)  bases oxidables

• g)  ácidos orgánicos

• h)  hidrocarburos alifáticos

• i)  hidrocarburos aromáticos

• j)  alcoholes monovalentes y polivalentes

• k)  aldehídos, cetonas, ésteres

• l)  hidrocarburos halogenados alifáticos

• m)  hidrocarburos halogenados aromáticos

• n)  aminas alifáticas

• o)  aminas aromáticas

• p)  fenoles

• q)  grasas, aceites.

Tipo y frecuencia del esfuerzo causado por líquidos

Las siguientes clasificaciones se usan para describir el tipo y la frecuencia del esfuerzo originado por líquidos:

Nivel 0: Ningún efecto por acción de medios

Nivel 1: Acciones de medios aisladas en forma de pequeñas gotas (salpicaduras)

Nivel 2: Acción frecuente en forma de gotas, de permanencia breve a causa de lavados periódicos, etc.

Nivel 3: Esfuerzo en condiciones de operación especiales (p. ej. falla) y por tiempo limitado

Nivel 4: Presencia de una película húmeda permanente o frecuente al presentarse humedad, condensado, charco, derrames, etc.

Nivel 5: Acción de medio que se presenta en forma planeada, sin presión hidrostática considerable

Nivel 6: Carga de líquidos permanente sin límite de tiempo en depósitos.

Temperatura

La temperatura máxima de carga se indicará en grados centígrados (°C). La temperatura tiene los siguientes efectos sobre la acción conservadora del sistema de protección superficial:

• a)  Al ascender la temperatura, aumenta la agresividad del producto por el aumento de la reactividad química, la difusión y posiblemente también la acumulación de sustancias volátiles en el espacio de vapor.

• b)  Temperaturas diferentes a las reinantes durante la aplicación generan tensiones térmicas entre la base y el sistema de protección superficial que pueden tener el efecto de desprendimientos, grietas y otros daños similares. Esto es valido, además en el caso de la acción directa de productos calientes o fríos y también para el calentamiento por radiación.

Cambios de temperatura

Los cambios de temperatura en el sistema de protección superficial se originan por la carga de líquido causada por la temperatura elevada del producto, el calentamiento o enfriamiento constante de las superficies protegidas (por ejemplo, arranque y paro) y los cambios de temperatura generados durante las acciones de limpieza, a veces en forma de choque (por ejemplo, chorros de vapor).

Al evaluar los efectos térmicos se tendrán en cuenta el nivel, la dirección, rapidez y frecuencia del cambio de temperatura. Se proponen los siguientes niveles para la evaluación:

Nivel 0: Ningún cambio de temperatura

Nivel 1: Cambio poco frecuente de hasta 50 °K

Nivel 2: Cambio poco frecuente de más de 50 °K

Nivel 3: Cambio frecuente de hasta 50 °K

Nivel 4: Cambio frecuente de más de 50 °K

Nivel 5: Cambio de temperatura a manera de choque.

Esfuerzo mecánico

Las acciones mecánicas y/o hidrostáticas de operación pueden poner en peligro la eficiencia de un sistema de protección superficial. Bajo este aspecto, también deben tomarse en cuenta eventuales trabajos de montaje. Los siguientes niveles sirven para evaluar el efecto.

Nivel 0: Ninguna carga

Nivel 1: Peatón, transporte de carretillas ligeras o cargas en reposo de hasta 0.2 N/mm2

Nivel 2: Tráfico de montacargas o cargas de puntos de hasta 1 N/mm2

Nivel 3: Carga por vehículos o cargas de puntos mayores a 1 N/mm2

Nivel 4: Esfuerzo de golpe al posar objetos de superficies agudas, como barriles; así como esfuerzo de arrastre

Nivel 5: Presión hidrostática mayor de 0.05 bar hasta 0.5 bar; una presión hidrostática menor de o igual a 0.05 bar es considerada como nivel 0

Nivel 6: Presión hidrostática mayor de 0.5 bar.

Influencias climáticas

Las acciones del clima se dividen de acuerdo a los siguientes criterios:

Nivel 0: Ningún tipo de influencias climáticas, los elementos de construcción se encuentran dentro del edificio

Nivel 1: Influencias climáticas condicionadas, los elementos de construcción están protegidos de la lluvia y el sol por un techo

Nivel 2: Plena acción del clima, los elementos de construcción están al aire libre.

Otros requisitos

Otros requisitos resultan de disposiciones legales o un eventual uso especial, por ejemplo:

• ? Comportamiento en caso de incendio

• ? Capacidad para ser descontaminado

• ? Protección contra explosión

• ? Protección de las aguas

• ? Ausencia de riesgos fisiológicos (uso para alimentos y agua potable)

• ? Capacidad de rellenar grietas

• ? Seguridad para pisar

• ? Planeas del recubrimiento o revestimiento terminado.

Control de emisiones a la atmósfera

Verificación de contaminantes

En la industria química, los vapores de aceite, solventes, y otros vapores y polvos podrán contaminar el aire en las naves industriales y con esto, el aire en los lugares de trabajo. Por motivos de seguridad técnica (por ejemplo, protección contra explosiones) y de seguridad en el trabajo, las concentraciones de estos contaminantes deben mantenerse lo más bajas posibles.

Entre los sistemas de control de emisiones a la atmósfera en lugares cerrados, existen cuatro requisitos principales para cumplir con las límites permisibles en las áreas de trabajo.

• 1. Ventilación libre: Cambio del aire a través de diferencias de densidad o influencia del viento.

• 2. Instalación de captación de sustancias y ventilación libre: Captación directa de sustancias y libre flujo (sustitución) del aire captado; sólo es posible si las sustancias son captadas completamente y además los requerimientos fisiológicos para el medio ambiente laboral son de menor importancia.

• 3. Instalación de equipos de extracción y ventilación: Ventilación y extracción artificiales del aire de la nave industrial, con flujos de contaminantes bajos y de distribución pareja.

• 4. Instalación de captación de sustancias: Captación directa de sustancias y ventilación y extracción artificiales de la nave industrial; esta variante cumple con todos los requisitos de la mejor manera.

Aspiración común para toda la nave industrial

Para reducir la concentración de contaminantes y para disminuir cargas térmicas, se realiza un intercambio de aire llevando aire exterior acondicionado y en parte también aire circulante purificado y acondicionado al interior de la nave. En la disminución de exposición en el medio ambiente laboral se distinguen tres métodos:

• 1.  Dilución de las sustancias ajenas al aire, mezclando intensamente el aire nuevo, aire interior y sustancias emitidas en los procesos. En este caso, las temperaturas y concentraciones de sustancias son casi iguales en toda la nave.

• 2.  Emisión al exterior de las sustancias ajenas al aire, suministrando grandes volúmenes de aire en el techo o, tal vez, también en el piso. Las sustancias emitidas en los procesos, ajenas al aire, son arrastradas por la corriente, de modo que sólo más adelante del lugar de liberación se presentan elevadas temperaturas y concentraciones de contaminantes.

• 3.  Aprovechamiento del movimiento natural de sustancias, para el transporte libre (en la mayoría de los casos, a través de diferencias en el gradiente térmico) de las emisiones generadas ajenas al aire, hacia áreas no utilizadas de la nave, principalmente en áreas superiores. Esto presupone el suministro de aire directo hacia el área de trabajo. La concentración de sustancias y las temperaturas debajo del techo son mucho más altas que en el área de trabajo.

La corriente de aire intercambiado en la nave debe ser ajustable para poder realizar la disminución de exposición de manera segura y controlable. El aire agregado debe ser acondicionado para que se respeten los requerimientos fisiológicos. Otros requerimientos para el control del aire interior de las naves son el uso racional de energía al mantener limpio el aire, la protección del ambiente exterior de contaminantes y el aseguramiento de la calidad del producto.

Aspiración directa

El objetivo de una aspiración directa de los contaminantes es el captarlos directamente en el lugar de su generación e impedir su difusión en el aire interior de la nave. En este caso se pueden usar campanas locales, las cuales adecuadamente instaladas alcanzan porcentajes de aspiración de 80 – 99%. El proceso de aspiración se basa en el transporte de los contaminantes hacia la corriente de aire aspirada. El porcentaje de aspiración mencionado, es un producto que resulta del tipo de campana de aspiración, su alrededor y la fuente emisora de contaminantes.

Los dos parámetros más importantes de la campana de aspiración son el volumen de la corriente de aire y la posición de la abertura en relación con la fuente emisora de contaminantes. También tiene importancia el tamaño y la forma de la abertura.

Los alrededores influyen sobre la aspiración a través de dos factores principales. Uno es el movimiento del aire circundante causado por la ventilación general, procesos de trabajo, objetos que se mueven y el personal de operación. El segundo factor de influencia es la cercanía de superficies sólidas a la campana de salida, estas limitan la corriente e influyen sobre su perfil. Sin embargo, sus efectos pueden ser limitados, excepto en los casos en los que las superficies colinden directamente con la campana o que sean muy densas.

La fuente emisora influye sobre la aspiración a través del tipo de emisión, la extensión física de la fuente y el tipo de contaminante. La misma corriente emisora de contaminantes puede poner en movimiento el aire, con lo que puede facilitar la aspiración, pero generalmente la obstaculiza.

Control de aguas residuales

En cada actividad de la industria química la generación de aguas residuales es distinta y cada una de ellas tiene una característica bien diferente, se presenta un plan de manejo global que puede ser aplicado en cada una de las áreas de acuerdo con el subgiro.

La selección de la alternativa más apropiada para el manejo del agua residual de una industria está determinada tanto por las normas relacionadas con la Prevención y Control de la Contaminación del Agua y de los ecosistemas acuáticos (capítulo 2) como por la incorporación de tecnología y el costo involucrado. Sin embargo, dada la limitación de recursos económicos que tienen la mayoría de las empresas mexicanas, es conveniente, antes de instalar los sistema de tratamiento de aguas residuales, evaluar las condiciones actuales de operación, en especial, lo relacionado con el uso apropiado del agua.

Toda industria que utilice procesos que requiera para su funcionamiento cierta cantidad de agua debe asegurarse que su consumo sea el adecuado.

Un alto consumo puede deberse fundamentalmente a fugas en las tuberías de conducción o a malas prácticas de operación.

Los aspectos anteriores deben de ser estudiados en cada caso, preferiblemente por personas ajenas a la rutina normal de la planta. Una vez corregidas las anormalidades descritas anteriormente, la empresa puede proseguir con su programa de implantar un sistema de tratamiento de agua residual, con la certeza de que las obras y sistemas que decida instalar estarán debidamente dimensionados para la cantidad de agua residual que genere su proceso.

La siguiente actividad que debe contemplar la empresa consiste en separar las redes de alcantarillado que recogen las aguas de sus procesos industriales, de las redes que recolectan el agua de servicios y lluvia. Lo anterior tiene el propósito de asegurar que el volumen de aguas a tratar sea adecuado.

Es importante enfatizar que aunque esta separación de redes implica un gasto adicional, la inversión se justifica si se compara con los gastos que serían necesarios para el tratamiento de las aguas combinadas, pues las dimensiones de los sistemas serían tres o cuatro veces superiores a las que se requerirían para tratar exclusivamente los residuos industriales.

El pretratamiento del agua residual se efectúa con el fin de cumplir con los requerimiento mínimos exigidos de descarga de los efluentes al alcantarillado o cuerpos de agua. En la mayoría de los casos, el pretratamiento se aplica para cumplir con normas en cuanto a pH, temperatura, contenido de sólidos en suspención, grasas y aceites.

El tratamiento preliminar es el conjunto de medidas necesarias para asegurar el buen funcionamiento de la red de alcantarillado. Generalmente se orienta a la remoción de los sólidos, que por su tamaño podrían causar taponamientos en las redes de alcantarillado. El tratamiento primario involucra operaciones encaminadas hacia la remoción de sólidos sedimentables o material flotante, ya sea por medios gravitacionales o mecánicos. El tratamiento parcial ocurre cuando se utilizan químicos para mejorar la eficiencia de los tratamientos primarios. El tratamiento secundario está orientado principalmente hacia una reducción significativa de la carga orgánica del vertimiento por métodos químicos.

En general, se necesita un conjunto de sistemas de tratamiento para lograr que el agua residual cumpla, en lo posible, con los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales provenientes de la industria a cuerpos de agua y/o a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal.

Aprovechamiento

Generalidades

El aprovechamiento (reuso/reciclaje) de residuos, en particular por medio de su integración en productos o procesos, debe llevarse a cabo en concordancia con la legislación ambiental vigente y evitando impactos adversos al ambiente; esto es, no debe existir perjuicio directo o indirecto al bienestar público.

Los residuos, de acuerdo a la LGEEPA, son todos aquellos materiales generados en los procesos de extracción, beneficio, transformación, producción, consumo, utilización, control o tratamiento cuya calidad no permite usarlo nuevamente en el proceso que lo generó. Los residuos generados en el ámbito de la industria química pueden distinguirse en residuos "masivos" que se originan en cantidades grandes y de manera regular, y en residuos que también se generan regularmente, pero que por su volumen no son tan importantes. Para los residuos que se originan en cantidades grandes, simplemente por razones de costos se buscan posibilidades de aprovechamiento, mientras que de los residuos que se generan en cantidades menores, éstas a menudo son tan pequeñas, que su aprovechamiento no es factible económicamente.

Según la LGEEPA (Art. 151), los residuos peligrosos sólo se enviarán a confinamiento controlado cuando no puedan ser técnica y económicamente sujetos a reuso, reciclamiento o destrucción térmica o fisicoquímica. Por lo tanto se debe dar prioridad a la recuperación de materiales secundarios y al reciclaje, éste puede ser en forma material o energético.

Es importante diferenciar entre un aprovechamiento de materiales (p. ej. reuso) y un aprovechamiento energético (o reciclaje energético). Para éste último debe tomarse en cuenta el tipo y composición de los residuos (p. ej. poder calorífico).

Para el aprovechamiento de los residuos deben cumplirse los siguientes requisitos:

• ? debe existir un método de reuso/reciclaje técnica y económicamente viable,

• ? debe contarse con una cantidad suficiente de residuos, y

• ? debe existir un mercado para productos reciclados o reutilizables.

Asimismo, para el aprovechamiento de residuos deben tomarse en cuenta los siguientes aspectos:

? los impactos al ambiente esperados o potenciales,

? la protección de los recursos naturales,

? la energía empleada o ganada,

? el posible enriquecimiento o acumulación de sustancias nocivas en productos o en residuos a aprovechar, así como,

• ? la obtención/recuperación de productos.

Como se ha mencionado en capítulos anteriores, los siguientes métodos de aprovechamiento son aplicables a los residuos generados en la industria química:

• ? Recuperación/regeneración de solventes.

En las reacciones químicas, la fabricación de productos y el lavado de reactores e instalaciones se utiliza una gran cantidad de solventes. Los solventes gastados, principalmente los que se originan en el lavado de instalaciones, pueden regenerarse por medio de una destilación y reusarse.

• ? Aprovechamiento/recuperación de sustancias orgánicas que no son utilizadas como solventes