INFORME - Ecodiseño

2006
INFORME
AIMME
SECTOR
METALMECÁNICO
www.ecodisseny.net
Materias
primas
alternativas en
el sector del
metal
INFORME TÉCNICO
METALMECÁNICO
INDICE
1.
CARACTERÍSTICAS DEL SECTOR
2.
CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS METÁLICOS
3.
PROCESOS EN EL SECTOR METAL-MECÁNICO
4.
PROCESOS ALTERNATIVOS EN EL SECTOR METAL-MECÁNICO
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4.1. TALADRINAS Y ACEITES DE CORTE
4.2. DESENGRASES
4.3. DECAPADOS
4.4 CROMO HEXAVALENTE
4.5 BAÑOS CIANURADOS
4.6 PINTURAS AL DISOLVENTE
5.
PROBLEMÁTICA DE LOS PROCESOS ALTERNATIVOS
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METALMECÁNICO
1 CARACTERÍSTICAS DEL SECTOR
El sector metal – mecánico, abarca todas las etapas y procesos necesarios desde la
extracción de la materia prima (metal) hasta la fabricación de productos, siendo un sector
muy heterogéneo que incluye procesos tan dispares como:
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•
•
•
•
•
•
Metalurgia
Construcción de maquinaria
Fabricación de productos metálicos
Fabricación de vehículos de motor
Fabricación de otro material de transporte
Joyería
Los materiales metálicos presentan entre otras características buena conductividad
eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez y ductilidad, lo que les hace particularmente
útiles en aplicaciones estructurales o de carga.
La elección de los materiales más adecuados para elaborar un determinado producto
depende de muchos factores, entre los que destacan: las propiedades del material, las
características del objeto, las posibilidades de fabricación y el coste del material.
2 CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS
METÁLICOS
Las superficies metálicas suelen ser reactivas
con el oxígeno del aire, por lo que generalmente
se recubren con sustancias orgánicas u otros
metales, lo que aparte de proteger al metal de la
oxidación, mejoran su resistencia a la fricción, le
proporciona propiedades físicas diferentes a las
originales, modifica sus dimensiones o altera su
apariencia estética.
Los acabados superficiales y en general el
aspecto externo de la superficie del producto
tienen una importancia capital. El fin de la vida
útil de un producto no está relacionada muchas
veces con la pérdida de sus características funcionales, sino con el deterioro de su
imagen exterior.
Tanto los componentes como el producto, deben tener resistencia a la corrosión, ya que
la corrosión reduce la vida útil de los productos metálicos dificultando además su
reutilización.
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3 PROCESOS EN EL SECTOR METAL-MECÁNICO
El análisis de los principales impactos medioambientales del sector metalmecánica
resulta bastante complejo debido a la gran diversidad de procesos existentes en dicho
sector, como puede ser: galvanizado, producción y conformado de piezas, talleres
mecánicos, etc.
Aunque la gama de procesos es amplia, puede tomarse como proceso productivo
genérico el que se muestra a continuación:
Figura 1: Proceso productivo genérico del sector metal-mecánico
Fuente: Elaboración propia
Considerando las 8 estrategias de ecodiseño, nos vamos a centrar en el cambio de
materiales para reducir los impactos del producto.
La introducción de nuevos materiales se debe realizar para evitar la utilización de
materias primas y auxiliares peligrosas, sustituyéndolas por productos alternativos más
favorables desde el punto de vista medioambiental.
Figura 2: Estrategias de ecodiseño
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METALMECÁNICO
Fuente: www.innred.org/cegesti01.htm
La amplia gama de productos que son elaborados en el sector metal-mecánico, le
confiere una gran variedad de consumo de materias primas.
Las principales materias primas empleadas en el sector metal – mecánico se pueden
clasificar en 5 grandes grupos:
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•
Metales base para la fabricación y conformado de piezas. Aquí quedan incluidos
metales preciosos como oro y plata (empleados en el sector de la joyería) hasta
aquellos mucho más comunes como el hierro, cobre, latón o zamack entre otros,
que suelen ser empleados para la fabricación de piezas metálicas (como pueden
ser tubos, tornillos, puertas, accesorios cocina y coches, etc,)
•
Aceites para el templado de piezas, para el engrasado, para el corte etc
•
Piedras preciosas y semipreciosas, empleadas para el engaste de joyas
•
Productos químicos empleados principalmente en el sector de recubrimientos
metálicos para la formulación de los baños químicos y electrolíticos
•
Pinturas y lacas para el acabado y revestimiento final de las piezas
Entre los tipos de materias primas anteriormente indicadas, las más susceptibles de
generar un impacto ambiental negativo son las correspondientes a los reactivos químicos
y las pinturas.
La utilización de sustancias peligrosas en la fabricación o tratamiento superficial de los
productos metálicos generan impactos medioambientales debido principalmente a la
generación de corrientes residuales como:
•
•
•
Vertidos
Emisiones gaseosas
Residuos peligrosos
En muchos casos, se emplean materias primas altamente contaminantes en los
procesos de preparación de las piezas o en los baños de proceso. Sin embargo, existen
en el mercado materias primas alternativas basadas en productos de menor
peligrosidad, y que al mismo tiempo realizan la misma función o proporcionan los
mismos resultados que las materias primas tradicionales. Algunas de estas materias
primas ya se han probado obteniendo buenos resultados
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INFORME TÉCNICO
METALMECÁNICO
4 PROCESOS ALTERNATIVOS EN EL SECTOR
METAL-MECÁNICO
Una forma de reducir el impacto medioambiental generado por las materias primas o las
materias primas auxiliares consiste en el empleo de productos alternativos de bajo
impacto:
•
•
•
•
Materiales
Materiales
Materiales
Materiales
más limpios
renovables
de menor contenido energético
reciclados
La selección inicial de las materias primas, estableciendo criterios medioambientales
permitirá la reducción de impactos ambientales en la fabricación del producto. Las
sustancias peligrosas deberán evitarse o al menos minimizarse, en todo caso deberían
ser identificadas y reemplazadas en la medida de lo posible por productos alternativos.
4.1. TALADRINAS Y ACEITES DE CORTE
Las taladrinas y aceites de corte, lubrican el metal evitando aumentos de temperatura
local y oxidaciones. Pero producen corrientes residuales con elevada DQO, difíciles de
tratar.
Sistemas como la microlubricación o el mecanizado en seco, disminuyen el consumo de
taladrinas y aceites de corte, y son los procesos alternativos empleados para reducir el
impacto correspondientes a estas materias primas.
4.2. DESENGRASES
Los desengrases se emplean para eliminar suciedades de tipo orgánico como grasas,
aceites, etc
Los disolventes halogenados son muy utilizados como desengrasantes, debido a su gran
poder de disolución de grasas y su rapidez de secado. Consiguiendo una gran
efectividad de limpieza. Sin embargo son muy tóxicos, generan emisiones de
compuestos orgánicos volátiles y se descomponen generando ácidos que atacan la
pieza.
Los desengrases alternativos suponen la eliminación de los desengrases halogenados
(tricloroetileno, etc), sustituyéndolos por otros disolventes de menor toxicidad o incluso
por soluciones acuosas o por limpieza mecánica.
Entre los sustitutos más importantes nos podemos encontrar:
•
•
•
Soluciones mixtas de alcoholes – aminas
Terpenos
Soluciones acuosas
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INFORME TÉCNICO
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Desengrase biológico
Limpieza mecánica
4.3. DECAPADOS
El decapado tiene como objetivo eliminar suciedad de tipo inorgánico de la superficie de
la pieza como: óxidos, partículas, incrustaciones, etc
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Este proceso suele realizarse mediante la inmersión de la pieza en soluciones ácidas
más o menos concentradas, lo que crea corrientes líquidas residuales con pH bajo y alta
cantidad de metales disueltos que hay que tratar previo a su vertido.
Los decapados alternativos sustituyen los baños de inmersión ácida por procesos
mecánicos que actúan eliminando la suciedad inorgánica mediante abrasión.
4.4. CROMO HEXAVALENTE
Existen dos tipos de baños que contienen cromo hexavalente: los baños de cromo y los
pasivados crómicos.
Los baños de cromo producen un recubrimiento de protección que consiste en la
deposición de una capa de cromo metal que le confiere a la superficie un color metálico
blanco característico.
El cromatizado o pasivados de cromo modifican la superficie del metal formando una
capa de conversión de sales crómicas que le confiere una protección adicional al metal,
aumentando su resistencia a la corrosión.
Estos procesos tienen en común la utilización del cromo hexavalente, esta sustancia es
carcinógena para los seres humanos, por lo que su empleo está regulado. Actualmente
existen dos directivas europeas:
•
•
Directiva europea 2002/95/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 27 de
enero de 2003 sobre restricciones a la utilización de determinadas sustancias
peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos
Directiva europea 2000/53/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 18 de
septiembre de 2000, relativa a los vehículos al final de su vida útil
Que limitan el contenido y uso de cromo hexavalente en diferentes productos:
automóviles, electrodomésticos, etc. Como materiales sustitutivos nos podemos
encontrar:
•
Para baños de cromo: Baños de cromo trivalente, baños de estaño cobalto como
sustitutos de los baños crómicos hexavalentes
•
Para pasivados: Pasivados de cromo trivalente o pasivados exentos de cromo
para la sustitución de los pasivados hexavalentes
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METALMECÁNICO
4.5. BAÑOS CIANURADOS
Los procesos de metalización tienen como misión mejorar el aspecto superficial de la
pieza, aplicando capas metálicas, con fines decorativos o industriales.
Según una encuesta realizada a empresas del sector metal- mecánico, entre el 42% y el
50% de las empresas presentan baños de cinc y de cobre, siendo la mayoría de ellos
cianurados.
Sus sustitutos más comunes son:
Para los baños de cobre cianurado:
•
•
•
Baños de níquel a alto pH
Baños de sales cúpricas
Baños basados en pirofosfato de cobre.
Para los baños de cinc cianurado:
•
•
Cinc ácido
Cinc alcalino exento de cianuros
4.6. PINTURAS AL DISOLVENTE
Las pinturas son un recubrimiento orgánico que protege la superficie metálica a la vez
que le confiere una determinada apariencia estética.
Las pinturas al disolvente presentan entre otros inconvenientes, una alta emisión de
VOCs durante su aplicación.
Las pinturas al disolvente presentan un alto impacto medioambiental, por lo que es mejor
sustituirlas por pinturas con alto extracto seco, pinturas al agua o pinturas en polvo.
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INFORME TÉCNICO
5 PROBLEMÁTICA
ALTERNATIVOS
METALMECÁNICO
DE
LOS
PROCESOS
El cambio de las materias primas actuales por las materias primas alternativas sólo se
puede realizar cuando:
•
•
•
La calidad y los resultados a obtener son al menos los mismos que con los
productos o procesos existentes.
Los residuos generados con el proceso alternativo son globalmente inferiores en
cantidad y toxicidad después de un tratamiento eficiente del agua residual.
Los costes son económicamente aceptables
Aunque los procesos sustitutivos tengan un gran potencial de aplicación, siempre existen
barreras a la hora de sustituir los procesos convencionales. Entre las principales barreras
al empleo de los procesos alternativos en procesos de recubrimientos metálicos nos
podemos encontrar:
•
•
•
•
Desconfianza ante nuevos productos que ofrecen resultados inciertos
Cambios en la forma de trabajo
Efectos secundarios asociados al desconocimiento de proceso y de los
compuestos empleados.
Modificación de las características externas del producto final (por ejemplo:
diferencia de color en el depósito).
Superando estas barreras, conseguiremos sustituir de forma eficaz los productos y
materias primas contaminantes obteniendo productos y procesos respetuosos con el
medio ambiente.
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