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