,i PREYEliCUHi IE LA CONTAMlNACtOM
^
EPA/7.42/B-93/004 " :. '
La Minimizacion
de Residues
en la Industria
delAcabadode
Metales
D@sarrollado por
U.S. EPA/SEDESOL
Gi upo de Trabajo Sobre la
Prevencion de Id Contaminacion
mayo de 1993
-------
-------
uc
.
CQMTAM1MAG1QM
SECCIONI
Introduction
-------
-------
INTRODUCTION
La eiaboracion deproductos'economicamente competitJvos es la fuerza que
impulsa a una empresa exitosa. A menudo el proceso de manufactura requiere^el
uso de varies quimicos. La compra, almacenamiento y uso en el proceso deestos
qufmicos y la disposicion final de los residues generados por el proceso de
manufactura puedenpresentar-muchos problemas. Estos problemas inckjyen
aspectos financiers, asi como tambien emisiones asociadas con la calidad
ambiental, la saiud y la seguridad de los trabajadores. La prevencion de la %
contamination se logra cuando se toman medidas para reducir.ios re,s..duos
creados por el proceso de manufactures. Incluye practicas que reducen el uso de
materials peligrosos y no peligrosos/energfa, agua y otros recursos, asi como
tambien aquellas practicas que protegen los recursos naturales a traves de la
conservation o mediante un uso mas eficiente oe estos. ' -
Debido al enorme potencial para la prevencion de la contaminacion a lo largo de
la frontera de Mexico y los Estados Unidos, la EPA (Environmental Protection .
Aoencv Aqencia para la Protection del Medio Ambiente) y SEDESOL
estabiecieron un Grupo de Trabajo para la Prevencion de la Contaminacion en
febrero de 1990, para promover y coordinar la reduccion de la contaminacion
' -mediante una gran variedad de estrategias: la asistencia tecnica, entrenam.ento,
programas de condensation sobre la prevencion de la contam.nacton para los
' sectores publicos y privados, la evaluacion de alternativas para prevenir la
contaminacion, el desarrollo de polfticas y de apoyo institucional, desarrollo de^
tecnologfas y de actividades para la inversiones. .;
El proposito de este primer manual es ofrecer informacion sobre la prevencio.n de
la contaminacion para la industria del acabado de metales. En un future el manual
se extendera para incluir otras industrias tipicas de la frontera como las mdustnas
- de productos qufmicos y de acabado de madera. Este manual contiene. las
siguientes secciones: ' . , .
Seccion I. Las Metas y Beneficios de la Prevencion de la
Contaminacion
Es una introduction general, definiendo el termino de "prevencion de la
- contaminacion". Esta seccion tambien incluye una presentacion general de los
beneficios que resultan al apiicar ias tecnicas de la prevencion de la
contaminacion. .:' - '
Seccion II. La Minimizacion de Residues en la Industria del
Acabado de Metales
Esta seccion tecnica^contiene descripciones de varios procesos.que se asocian
' con la industria de acabado de metales y alternativas de prevencion de la
contamina-cion para esta industria. Esta seccion es.de particular mterespara
los ingenieros de^irocesos. . ;
Seccion III., Casos de Estudios
Se incluye-. ejemplos especifico& de empresas que han utilizado tecnicas de
'. prevention de la comaminacion. .Estos casos de estudio describen los
' -beneficios. paiicuia^meite.en cuanto a la reduccion de costos que han logrado
estas
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-------
\
Anexo A: Infortnacion Sobre Como Lograr Acceso a
Bancos de Informacion Sobre la Prevention de la
Contamination ,
Este folleto describe como lograr acceso a la base de datos del Banco
Intemacional de Informacion Sobre Produccion Limpia, ICPIC {Internacional
Gleaner Product information Clearinghouse). Este es un banco internacional de
informacion .sobre la prevencion de la contaminacion para la mdustna.
Anexo B: Encuesta
POR FAVOR COMPLETE LA ENCUESTA QUE SE INCLUYE EN ESTA '
SECCION Su respuesta nos proporcionara informacion valiosa para evaluar la
utilidad de este manual. Adicionalmente, al enviamos su encuesta, su nombre
aparecera en la lista de envios para recbir revisiones del manual con nueva
informacion y otros documentor, segun esten disponibles.
Apendke A: Usta de Referencias para Obtener Information
Aditional (en Ingles)
i . .
En la lista aparecen documentos tecnicos adictonales que se refjeren a _
attemativas de prevencion de la contaminacion para la industna del acabado'de
metales. y otra informacion. Actualmente estos documentos solo estan
disponibles en ingles. -. ;, j;
SECCION 1: LAS METAS Y BENEFICIOS DE LA
PREVENCION DE LA CONTAMINACION
El obietivo de un programa de prevencion de la contaminacion es minimizar la
produccidn de residues. La prevencion de la contaminacion .ncluye cualqu.er
medida que tome una empresa para reducir la cant,dad de res,duos creados por
un proceso de manufactura antes de reciciar, tratar o disppner del res.duo. Para
lograr esto con eficacia, el programa debe ser una evaluaaon continue y
comprensiva de las operaciohes en determinada instalacion.
Tanto la industria como el gobiemo han estimulado fuertemente la reduccon de la
toxicidad y .et enorme volumen de tos residues generados. Una empresaoon un
San deprevencion de contaminacion continue y *«<^' ???*" prod^
con una ventaia competitiva significativa. El costo por un.dad de producc.on se
Sducira a \a Vez quTlas medidas de prevencion de la contam.nac.on reduzcan
(os costos de operacion.
Los benefcios generates de un programa de prevencion de la contaminacion, que
se comentan con mas detalle se incluyen a contmuacion:
, Protection de la salud humana y de la calidad del medio ambiente
Reduccion de tos costos de operacion
Mayor motivacion y participacion de los ernpleados -
LA VJ.V.-VJZXCJON CC KSIDUM E.V LA INDUSTW.* DEL ACABADO 01 t^
-------
-------
n ' ' . ' . . . . nlllili'lilimi.f.iriliid;
' Mejor imagende la empresa. en la comunidad . . .
Reduccion en el potencial'de incurrir en sanciones y multas
PROTECCIO^ r>F T A SALUD HUMANA Y LA CAT TDAD DEL
flTFDIO A\1BIENTE
Reducir los residues que se liberan al suelo, aire y agua ayudara al medio '
ambiente y a la salud humana. Algunos contaminantes daninos tipicos que se -
pueden reducir significativamente con tecnicas de prevencjon de la contaminaaon
incluyen: '.-.- .
Emisiones al aire de vapores de solventes, partfculas finas, monoxide de ;
. carbono y otras . .
La disposicion en suelo de sedimentos de metales pesados.de residues
de solventes, y de-escombros , .
' La disposicion en el agua el agua contaminada con residues de metales /
pesados, cianuro, y otros materiales toxicos. . . -..".
La salud y la seguridad de los empleados se puede afectar por la ventilacion
deficiente por mal maoejo de k>s qufmicos, y por la fatta de equipo de seguridad
apropiado Un programa informative de entrenamiento para los empleados es una
forma importantede reducir accidentes. Es un beneficio reducir la canfdadde
materiales materiales qufmicos y residues, porque hay menos necesidad de
espacio fisico para el aiamacenaje, y esto puede disminuir el potencial de .
derramar materiales accidentalmente. Ademas, puede,que se reduzcan los
requisites de transportacion de materiales peligrosos si se minimiza el volumen de
' contaminantes. , ' . _ . .
T A REDUCCTDN DE LOS COSTOS DE OPERACION
' Un programa eficaz de prevencidn de la contaminacion puede producir ahorros
que compensan por mucho el costo de desarrollar e implementar el programa.
Las reducciones de costos pueden ser ahorros inmediatos que aparecen
' directamente en la hoja de balance, o pueden ser ahorros anticipados que se'
basan en evitar costos futures en potencia. La reduccion de costos es, ' _' ..
particularmente notable cuando los costos que resultan del tratamiento,
; almacenamiento o de la disposicion de residues se asignan a la unidad de .
produecion, al productb. o ai servicio que genera los residues.
Los costos de materiales, es decir, lo que cuesta comprar los materiales, se'
pueden reducir adoptando procedimientos de produecion y de empaque que
consumen menos recursos. Esta estrategia utilizaJos recursos de manera mas -
eficiente y crea menos residues. Al reducirse los .residues, aumenta el por ciento
de materia prima que se conyierte en productos terminados. Esto lleva a una
reduccion proporcional en el costo de'los materiales. .
Los costos de.manejo y disposicion1 de los residues se pueden reducir cuando se
producer, menos residuos,Los procedimientos que se requieren para manejar
debidamente los residues en las instalaciones, come tambien los metodos
'especificos para la disposicjen y transportacion, generalmente exigen mucha.
' ma'no de obra y son costosos. Se espera que en el future, aumenten estos - . - ^
requisites y los costos que se asocian con ellos. ' .-. i ''. . ' . ,
-------
It,.
Los cos'tos de production se pueden reducir mediante una evaluacion de
prevencion de la contaminacion. Cuando uno examina los procesos de
produccion desde una nueva perspectiva, pueden surgir alternatives para
aumentar la eficiencia, que de otra forma no se hubiera notado. La programacion
de la produccion, e! manejo de materiales, el control del inventario y el
mantenimiento del equipo son areas que las ernpresas pueden optimizar para
reducir la produccion de toda clase de residues y tambien para controlar tos
costos de produccion.
Los coslos de energfa disminuiran a la vez que las empresas implementen
medidas de prevencion de la contaminacion en varias h'neas de produccion.
Ademas, las empresas pueden reducir la cantidad de energia en general que
usan para operar las instalaciones llevando a cabo una evaluacion minuciosa
sobre como se relacionan entre si' varias operaciones.
MAYOR MOTTVACTON Y PARTICIPACION DE LOS
EMPLEADOS
Los empleados probablemente sentiran mas aprecio por la empresa, sabiendo
que la gerencia se compromete a crear un ambiente de trabajo mas seguro y que.
actua como una entidad responsabie en la comunidad. Al participar en actividades
de prevencion de la contaminacidn, tos empleados tiene la oportuhidad de formar
parte de un "equipo" y de llevarse en forma positiva con sus companeros y con la
administracion. Ayudar a implementar y mantener un programa de prevencion de
la contaminacion debera aumentar el sentido de identidad que tengan con las
metas de la empresa. Este clima positive ayuda a retener empleados competitivos
y a atraer nuevos empleados calificados.
METOR IMAGEN DE LA EMPRESA EN LA COMUNIDAD
La calidad del medio ambiente se ha converiido en un asunto de gran importancia
para la sociedad. Las poh'ticas y las practicas que emplea su empresa para
controlar los residues influyen cada dfa mas en las actitudes de la comunidad en
general.
Las actitudes de la comunidad seran mas positivas cuando se trata de empresas
que operan y hacen publico un programa de prevencion de la contaminacion. Si
una empresa crea productos que son compatibles con el med'to ambiente y evita
el uso excesivo de recursos de materiales y energfa, la imagen de'la empresa se
realza en la comunidad y a nh/el global en cuanto a clientes y consumidores en
potencia.
REDUCCION DEL POTENCIAL DE INCURRIR EN SANCIONES
YMULTAS
ta ley sobre el medio ambiente en Mexico incluye sanciones administrativas que
permiten que inspectores del gobiemo requieran el cierre temporal o permanente
de empresas que no cumplan con los requerimientos ambientales. Un plan de.
prevencion de la contaminacion, claramente redactado, que incluya
procedimientos para pperactones normales que cumpla con las leyes y tos
reglamentos spbre el medio ambiente, puede ayudar mucho. Al seguir el plan, es
menos probable que la empresa incurra en violaciones y en las sanciones
asociadas a estas.
LA M/N'/AC'Z/lCi'v.V C'i.' RLSi^'JJ".- L.'-' LA iSD'JSTfJA DLL ACABADO DE A1£TALE.-"
-------
;QUE ES LA PREVENCION DE LA CONTAMINACION?
La prevencion de la contaminacion (que tambien se conoce como "reduction de
contaminantes en su fuente u origen" yS"minimizaci6n de residuos") es cualquier
medida que reduce la produccion de residuos contaminantes (en la fuente que tos
genera) que pueden liberarse ai aire. a! agua p al suelo. Hay dos metodos
generales para lograr la prevencion de la contaminacion: 1) los cambios de
proceso y 2) tos cambios de producto. La figura 1 hace resumen de varios
cambios en la reduccion de origen de los contaminantes. .
Los cambios de proceso permiten'que los recursos se usen mas eficientemente
durante el proceso de manufacture, e incluyen:
Compras prudentes, en las que se compra el tamano de envase mas
apropiado del nuevo material, en lugar de comprar demasiado y tener que
disppner de la porcion que no se usa
Cambios en las operaciones, como reusar los materiales que entran ;
ihicialmente a la produccion y la reduccion del consume de agua en las
Ifneas de procesamiento :
Cambios en tecnologia, como usar materiales de proceso menos peligrosos
Un aumento en el uso eficiente de la energia .
Figura 1 - Metodos de Reduecidn en la Fuente
La Reducciin en la Fuente
_L
Cambios de Proceso
Disenos con menos impacto sobre el
medio ambiente
Extender la vida del procJucto
r
Cambios en el Material
que Entra Inicialmente
en el Proceso
La purification de
matsriales-'
La sustJtuci6n con
materiales menos
toxicos '. ^_
' Cambios de Producto
Practicas de Operacion
Mejoradas
Cambios de formato
Mas automalizacion
Condiciones de
operacion mejoradas
Equipo mejorado
Nueva tecnologia
T_
Cambios de Tecnologia
Procadimientbs de
operacion y de
mantenimiento
Prdcticas de gerenda
La segregacion de
corrientes
Mejoras en el manejo
de materiales
La programacion de la
producc16n
. El control del
inveritario
El entrenamiento
La segregacion de los
desperdicios '
-------
La figura 2 seriala mas ejemplos especificos de cambios de proceso.
Los cambios de producto reducen el volumen de contaminacion durante la fase
de manufactura, cuando el producto terminado tiene menos impacto sobre el
medio ambiente, como tambien durapte el uso ultimo y la disposicion del
producto. Los cambios de producto pueden incluir:
Desarrollo de productos que requieran menos qufmicos
Desarrollo de productos de mayor calidad y durabilidad '
Incorporacion de un analisis del ciclo de vida del producto, que incluya
alternatives para el uso y disposicion final del producto
Figura 2 - Los Cambios de Proceso
Los siguientes cambios de proceso son medidas de prevencion de la contaminacion porque reducen
la cantidad de residues que se ctean durante la produccion.
Ejemplos de cambios en la materia prima:
Deje de utilizar pigmentos de metales pesados
Use un solvente menos peligroso o menos toxico para limpiar o como capa revestidora
Compre materia prima libre aun de pequenfsimas cantidades de impurezas peligrosas o .
.toxicas ,
Ejemplos de cambios de tecnologi'a: .
Cambie el disefio del equipo y de la tufaeria para reducir el volumen del material que contiene,.
para minimizar las perdidas durante cambios de banos o de color, o cuando el equipo se
escurra para mantenerlo o limpiarlo 4
Instale equipo de limpieza y de remocion mecanico, para evitar el uso de solventes
Instale un sistema de revestimiento con polvo
Instale un sistema de recuperacion de vapores con tuberia pesada para capturar y deyolver
las emisiones evaporativas
Use motores mas eficientes
Instale un control de velocidad en los motores de las bombas para reducir el consume de
energia
Ejemplos de practica de operation mejoradas: >
m Entrene operadores
* Cubra los tanques de solventes cuando estos no se utilicen
Segregue las corrientes de residues para eyrtar que'se contammen entre si los matenales
peligrosos y no peligrosos
Mejore el control de las condiciones de operacion (ej. la velocidad de flujo, la temperatura, la
presion, el tiempo de residencia, la estequiometria)
Mejore la programacion del mantenimiento, de la documentacion, 6 de los procedimientos
. para mejorar la eficiencia
' Optimice los metodos de compra y de inventario para los materiales de inicio. Comprar en
grandes cantidades puede reducir los costos y el material para empacar si se cuida que los
~ malenales no excedan su caducidad. Evalue nuevamente las caracteri'sticas de duracion de
materiales para evitar disponer de materiales estables sin necesidad ,
Elimine las fugas, goteras y derrames
Apague el equipo electrico, como luces y fotocopi'adoras. cuando no se esten usando
Coloque el equipo de tal manera que se minimicen los derrames y las perdidas durante el
transporte de piezas o de materiales
Use veriederos de desague y protectores contra salpicaduras
-------
OTRAS ESTRATEGIAS PARA LA ADMINISTRACION DEL
MEDIO AMBIENTE
Hay ciertas medidas de control de la contaminacion que se aplican solo despues de
' que se generan los residues. Por lo.tanto, no se categorizan correctamente coma
prevencion de la contaminacion. La figura 3 presenta.algunos'ejemplos de
procedimientos que son medidas del manejo de residues.
Se debe recalcar que la'traiisferencia de residues peligrosps a otros medios
ambientes no es prevenir la contaminacion. Muchas de las practices'actuates de
manejo de residues no han hecho mas que acumular los contaminantes y moverlos
de un medio ambiente a otro. Por ejemplo, los solventes se pueden sacar del agua
residual mediante adsorbentes de carbon activado. Sin embargo, regenerar el
carbon requiere.el-uso de otros solventes o'de calentamiento, lo cual transfiere el
i-esiduo al aire. En algunos casos, la fransferencia es una alternativa de tratamjento
valida. Sin embargo, con demasiada frecuencia el proposito ha sido trasladar el
contaminante aim medio.que s'e reguia menos estrictamente/En cualquiera de .
estos casbs, la transferencia entre medios no es prevencion de la contaminacion.
El reciciaje fuera de la empresa es preferible per encima de otras formas de manejo
' de los residues, porque ayuda a preservar la matecia prima y reduce la cantidad de
material'del que habra que disponer. Sin embargo, comparando con el reciciaje de
ciclo cerrado (o volver a usar el material) que se Neva a cabo en el lugar de
produccion. es probable que'haya mas residues que requeriran disposicion. .
Adem'as, la transportacion de residues y el proceso de reciciaje mismo implican el
riesgo de la exposicion de! trabajador y de que liberen contaminantes al medio
: ambtente. ; . , ' . .
El tratamiento de residues antes de disponer.de ellos reduce la toxicidad y/o-la
necesidad de espacio en el lugar de disposicion. pero no elimina todos los -
' materiales contarhinantes. Esto incluye procesos como la reduccion del volumen, la
dilucion, la destoxicaciori, la incineracion, la estabilizacion. y otras medidas.
Figura 3-Otras Estrategias Ambientaies , ;
Las'siguientes son otras estrategias para la administracion del rpedid ambiente.
El reciciaje fuera del lugar de produccion:
' El reciciaje fuera del lugar de produccion (ej. la recuperacibn de solvente en una empresa
central de destilacion) es una alternativa excelente para la disposicion de residues.. Sin
embargo, se crea contaminacion durante el transporte y el procedimiento de reciciaje.
El tratamiento de los residues: "''.'-.
El'tratamien.to de los residues involuc'ra'camb.iar la forma o la composicion de una c'brnente de
residues mediante fe'accianes controladas para reducir o eliminar la cantidad.del contaminante.
.Algunos eiemplos incluyen la destoxicacion, ia incineracion. la descomposicion. la
estabilizacion, y la solidificacion oencapsulacion. .. ..''.
La concentracion de los constituyentes peligrosos o toxicos para reducir su volufnen:
' Las operaciones de reduccion del volumen. como la de eliminar el: agua. son estrategias de
:ra;amientauti!e's. f>£o no evitan la creacibn'de contaminantes. Por ejempio, cuando se filtra
' ba;o presion y se seca el sedimentb de metaies pesados antes de disponer de ellos. se reduce
e! contenido de sedime^to y el volumen de residues, pero no se reduce e! numerc de
moiecLilas ae metales pesados en e! sedimento. ._ ,
Diluir los constituyentes-para reducir el p«ligro o su toxicidad:
.Una cor'.e^te de res,cjos-se diluye despues de que esta se.genera y no-reduce-la cantidad '
'aosbij-a de c3P.stituye"tes pehgrosos qiie se liberan ai medic.amofente. . .
Transferir los constituyentes peligrosos o toxicos de uii medio ambiental a otro:
' V.uc'-as de :as c-ractcas actuales de mano;o. tratarnient; y control de res'djos no han hechc ^
rf.as aje rec:.=.:!= os co^ta^.-iartes y rr.ov.enos de un rnec.c a.Tibisr'.te ie" a'.'.'e. ei ag-a. o e'
.s.j.e -,- a ;:-:'l_' e^e-c : cors^s'.e e^'iavaSo pa'a e'lr-.'.nar :os cr,~.pj=s.tcs ae izjf'5 ae gases
-------
La jerarquizacion de la prevencion de la contamination, que se presenta en la
figura 4, sefiaia la priondad de las alternativas de manejar los residues, de menor
a mayor dano al medio ambiente. En la Seccion II de este manual aparece mas
information tecnica sobre alternativas para la prevencion de la contaminacion en
la industria del acabado de metales.
Figura 4 - Jerarquizacion de la Prevencion de la Contaminacion
Prevencion de la Contaminacion Reduccion de las Fuentes
Reciclaje Vplver a Usar
Tratamiento
-------
PBiVF.BCIOS OE LA
COHTlUllUEIOH
SECCIONII
La Minimizacion
de Residues
en la Industria
del Acabado de
Metales
-------
-------
LOS PROCEDIMIENTOS
DE EVALUACION DE
LA MINIMIZACION DE
DESPERDICIOS
TERCER MODULO
LA MINIMIZACION DE DESPERDICIOS
.EN LA iNDUSTRIA DEL ACABADO DE METALES
UN PROYECTO EN CONJUNTO DE
UNIVERSITY EXTENSION
UNIVERSITY OF CALIFORNIA, RIVERSIDE
ALTERNATIVE TECHNOLOGY DIVISION
CALIFORNIA DEPARTMENT OF TOXIC SUBSTANCES CONTROL
UNITED STATES
ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY
AUTORES.
JON W. KINDSCHY, M.B.A., CHWS
UNIVERSITY OF CALIFORNIA EXTENSION. UNIVERSITY OF CALIFORNIA, RIVERSIDE
, DAVID RINGWALD, B.S.
' '' 'DIRECTOR DEPROYCTO: -
MOLLY CARPENTER, M.A.T.
ESPECIAL1STA EN EDUCACION CONTINUADA
UNiVERSiTY OF CALIFORNIA EXTENSION, UNIVERSITY OF CALIFORNIA. RIVERSIDE
PUBLICADO ORIGINALMENTE EN ENGLES EN
, ; MAYODE1991
-------
-------
RECONOCIMIENTOS
. ! tf ' : - '
GRACIAS EN ESPECIAL A:!
Revision del
Kathryn Barwick, California Environmental Protection Agency Department of
' ToxicSubstances Control, Office of External Affairs, Office of Pollution
Prevention and Technology Development, Sacramento . _
Dave Hartley California Environmental Protection Agency, Department of Toxic
Substances Control,. Office of External Affairs, Office of Pollution Prevention
and Technology Development, Sacramento
Robert Ludwig, California Environmental Protection Agency, Department of .
' Toxic Substances Control, Office of External Affairs, Office of Pollution
. Prevention and Technology Development, Sacramento
' ' Andora Sprecher, Co'mfox Corp., Big Bear City, California
'' ' Kim Wiihelm, California Environmental Protection Agency, Department of Toxic
Substances Control, Office of External Affairs, Office of Pollution Prevention
' .. and Technology Development, Sacramento
Formato y graficas de: - ;
Shelley Hall, Publications Department, UCR Extension . - ,
. jack Van Hise, Publications Department, .UCR Extension
. MIEMBROSDELCOMITEASESORDELPROYECTO
' John Aubert, General Dynamics, Pomona Division -
-' Al Crane, General Dynamics, Pomona-Division
Cathy Godfrey, Bourns Incorporated; Riverside
Jon Kindschy, University of California Extension, Riverside . .
Marylin Kraft, County of San Bernardo, Department of Environmental
Health Services , ; .
Robert Ludwig, California Environmental Protection .Agency, Department of
Toxic Substances Control, Office -of External Affairs, Office of Pollut.on
Prevention and Technology Development, Sacramento
Michael Meltzer, Lawrence Livermore Lab, University of California, Berkeley
Steve1 Mercer, formerly with. Rohr Industries, Riverside
Judy Orttung. Qgunty of San Bernadino, Department of Environmental
Health Services -.
. Mike Shelter, Riverside County Health Department, Hazardous'Material Branch
Dor.ra Toy-Chen, Board of Public Works. Hazardous and Toxic Materials
' Project.-Los Angeles. . " ' '.;'
Linaa Verhoeven. Rehr Industries. Riverside
Jane: 'i' Weder. Seven W. Enterprises and Highland S jpp'y Corp. Redlands
-------
RENUNCIA
*
Las aseveraciones y las conclusiones de este informe son de los Directores de la
Unrversidad de California y no necesariamente del Estado de.California ni de la
Agencia de Proteccion del Medio Ambiente de los Estados Unidos. La mencion de
productos comerciales, de sus fuentes, o de su uso con relacion al material que
aquf se informa no se debe interpretar como un endorse real o implfcito de dichos
productos.
it
-------
INDIGE
INTRODUCCION Y PROPOSITO ..- -'1
CAP1TULO 1. LA DESCRIPCION DE LOS SISTEMAS
DEACABADO DE METALES
- ' ' - . " O
La remociqn y la limpieza del metal..,-.
La limpieza con solventes organicps - .- 5
' La'limpieza en base acuosa - '' : : 6
Los-metodos abrasives y termicos > '
El tratamiento de la superficie y e! enchapado - - 8
La conversion qufmica y electroqufmica ...,.;..., '., - 9
Electroenchapado y otros procesos relaciohados .: 10
Lascapas metalicas ; "
El temple superficial.'. ' ''
La manufactura del tablero de circuitos impresos -.' 11
CAPITULO 2. LAS ALTERNATTVAS DE MINIMIZACION DE
RESIDUQS PARA LA INDUSTRIA DEL ACABADO DE
METALES ".".. . . . ... . ' / , . . ''/'-'
La reduccion de las fuentes en la limpieza y en el desprendimiento./. -V... 13,
Paraevitar la necesidad de limpieza... -. -14
La reduccion de las fuentes de solventes 14
Los residues de base acuosa -
La reduccion de las fuentes de abrasives ..........15
La reduccion de las fuentes en el enchapado de la sgperficfe y ios procesos ^
relacionados ' -; " :
"1 fi
La sustitucion de Ios procesos
La compra, el almacenaje y la administracion de materials' ...:.. 16
Para evitar la degradacion de |os materiales 18
E! manejo de muestras - .....18
'18
"" Los derrames ,- . "".""
Los residues y Ios recipientes vacios '. '». 19
' ' 19
Las inspecciones
19
Los banos de proceso : J
La sustitucion de materiales ' ". ;9
Para extender la vida util de la solucion ...: 20
, La reduccion de la solucior) arrastrada ....=, ..'... .- -21
1 : v ' , - , 23-
Los sistemas de enjuague : '-.
' Para mejorarel proceso de limpieza del lugar de trabajo_... ........23
in
-------
La reduccion de las fuentes de manufacture del tablero de circuitos impresos 23
La sustitucion de productos ..; 24
La limpieza y preparacidn de la superficie , 24
La impresion de patrones y el enmascaramiento 24
Elgrabado 26
El reciclaje y la recuperaci6n de recursos en la limpieza y en el
desprendimiento 26
El reciclaje de los solventes 26
El reciclaje de limpiadores de base acuosa , : 26
El reciclaje y la recuperacidn de recursos en el enchapado de superficies y en
procesos relacionados 27
La rec"pQrocin y !a reutilizacioYi del material : 27
La evaporacion 27
La osmosis inversa. '...'. 28
El intercambio de iones .....29.
La recuperacion electrolftica -..-. ....29
La electrodialisis '..... ; , 29
La reutilizaci6n del agua de enjuague :..., 29
El reciclaje y la recuperacion de recursos en la manufacture del tablero de
circuitos impresos '. '. .-..' 30
Referencias 31
Glosario 35
-------
INTRODUCCIQN Y PROPOSITO
.Este folleto es parte de un proyecto cuyo propos.to es;desarro ar.matenales de
entrenamiento para inspectores y generadores de residues pehgrosos. Los tres
modulos de,entrenam.ento tratan aspectos diferentes de la hncnm.zac.on de .
residues. .."-' ' ' ' ,
Este modulo presenta en .terminos .geoeraies los prqcesos que involucran la . ' .
l.mpieza y acabado del metal', la manufactura del tablero de circu.tos impresos, y _
senala ademas el potencial de minimizacion de residues ervcada una de estas ,
actividade's Sin embargo, la pos.bilidad de poner en practica en un. taller particular
las estrategias de minimizacion de residues tendra gran vanedad. dependiendo
de variables como el espacio para equipo nuevo, .la capacidad de servic.o de las
empresas las condiciones contractual, y las restriccionp- ^hro ia descarga de
las aguas residuales. For lo tantoi una evaluacion realista del potencial de .
reduccion de residuos debera incfuir tanfo.informacion cuahtativa come.una
evaluacion cuant.tativa de los costos y beneficios de los cambio.s que se
proponen. ' , . ' '
' Este modulo pretende proporcionar los .concep.tos necesarios para familiarizar al .
inspector con las' actividades de'la industria del acabado del metal y coni la
investiqacion de alternativas viables para minimizar los residuos. Descnbira las ,
' do- categorias principales de las operaciones del acabado de.l metal, la l.mp.eza, y
remocion del metal, y el tratamiento y enchapado de la superficie. Tambien se
comentara una.Industria relacionada,la manufactura de! tablero de circuitos
impresos Las estrategias para reducir los residuos incluiran-ejemplos de la _
reduccion de las fuentes, el recicl'aje y la reutilizacion. Tambien se comentaran los ,
factores economicos que pueden servir ventajas y desventajas de la min.m.zacion-
de residuos. El glosario provee definiciones de terminos relacionados a la matena
mas alia de los'que se utilizan en este modulo. ,
A-ornpana a este modulo una publicacion- del Departamento de .Sen/icios de --
Saludf Department of Health Services), que se titula "Lista de Cotejo de la
Reduccion de Residuos Peligrosos y Manual para la Evaluac.on.de la Industna del
Acabado de Metales" (Hazardous Waste Reduction Checklist & Assesment -
' Manual for the Metal Finishing Industry.). Esta se encuentra/dispombte en.cant.dad
<;U{iciente para distribuir a los pufidores de metales'al terminarse las mspecciones.
: La Seccion 1 del folleto propprciona unalista de qotejo de oportunidades de
minimizacion de residuos-que se desarrolla a la par coa la presentacion que hace
este manual. La Seccion 2 del.folleto proporciona una sene de tablas para evaluar
. ia aplicabi'lidad potencial de las alternativas que presenta este manual. .
El inspector debera familiarizarse tanto con el folleto del Departamento de
Services de Salud (Department of Health Services) como con ios Modulos I y II
de esta serie de entrenamiento,De tal forma, el inspector se preparara para asistir
a las empresas ISspeccionadas.en sus evaluaciones de alternativas de
' minimizacion de residuos. . . . . .
Ei Modulo ill prelende anadir la informacion del folleto del Departamento de
ServiNos d« Saiud y proporcionarte. al inspector, la inforrnacion-tecmca basica
para en.tender los procesos relacionados, para asi aprovechar al maximo su
eficacia pa^-a exia-.r el cumplimiento de i.cs reglamentos y para contnbuir a los . ,
. Q.H,ervo^ dP|.Estado de reducir el volumen y toxicidad de los residuos-industriales.
Objetivos
Reducir el' Reducir la
Volumen ' Toxicidad
-------
u A<1'1\:.'.!,-2.Ar/.r.v -j-.-e;,:-';:_\- ?. LA rvr-u.-TT.;/, DEL ACABAOO DE METM.ES
-------
Este Capitate
Revisara los procesos del acabado de metales, limpieza y remocion; y los
prbcesos de tratamiento y enchapado. .
Revisara el proceso de manufacture de circuitos impresos.
^ J ','-'
Capitulo 1
LA DESCRIPCION DELOS SISTEMAS DE
ACABADO DE METALES
En los Estados Unidos hay aproximadamente 13,000 talleres de acabado de
metales y de circuitos impresos. La Agenda de Proteccion del Medio Arr.b--*c de
los Estados Unidos (U.S. Environmental Protection Agency, EPA) calcula que en
1986 la industria del acabado de metales genero onos 129'000,000 galones de
residue's conteniendo metales. La industria incluye un gran conjunto de empresas
' de manufactura. El tamano de las'operaciones varia, desde talleres pequenos de
empresarios independientes que solamente utiiizan unos pocor procesos y
generalmente trabajan bajo contrato para compani'as mas grandes, hasta incluir
pperaciones muy grandes, con muchas Imeas de terminacion, que utiiizan
. docenas de procesos y que emplean a cientos de persdnas. Para cumplir con el
' Acta de Agua Limpia (Clean Water Act), casi todas estas empresas nan instalado
sistemas de tratamiento para las aguas residuales. Como resultado, estas ,
companies generan sedimentos de metales toxicos que regula el Acta de
Conseryacion y Recuperaci6n de Recursos (Resource Conservation and.
Recovery Act). Cumplir con estas dos leyes federates, ademas de otros
reglamentos del estadoi del condado y locales, puede exigir que la industria gaste
entre el 10 y 15 por ciento de susiingresos en el cumplimiento. Cumplir con la
prohibicion contra elenterramiento de residues ha causado un aumento de entre -
el 25 y eM 50 por ciento de los gastos de disposicion. Es'por esta realidad de la
industria del acabado de metales que la minimizacion de residues es una gran
prioridad. ' , ,
Talleres grandes y
pequenos contribuyen
a la production de
desperdicios
LA REMOCION Y LA LIMPIEZA DEL METAL
El objetivo de la remocion y .la linipieza del metal es simplemente limpiar tanto las.
superficies metaiicas como las no metalicas como preparacion para los procesos
supsiguientes. Esto generalmente implica eliminar contaminantes como la
herrumbre, la pintura, los enchapados viejos y una variedad de "suciedad". Se
- puede eliminar la suciedad usando detergentes, solventes, reacciones quimicas,.
o acciones mecanfcas. En el tratamiento de la superficie y en las operaciones de
enchapado se utiiizan procesos para impartir a un material caractefisticas
particulars, comtr.reducir la reactividad de la superficie; aumentar la resistencia a
la corrosion, la fuerza o la cond'uctividad; o producir texturas y colores deseados.
Para lograr estos objetiyos se utiiizan procesos mecanicos y qufmicos, y ambos
producen materiales .de desecho que contienen metales y otros quimicos de los
cuales se debe disponerapropiadamente. . '
Con frecuencia el terminad'd de metales implica muchos pasos, y entre los pasos
. pue-de haber perfodos de tiempo considerables. Frecuentemente, como _
proteccion durante estos intervalos,- las piezas de metal se cubren con aceites o
pint^'as para evit'ar que se o'xiden mientras estan almacenadas o en transitp.
-------
El proceso de
limpieza qu£ se
selecciona depende
del tipo de
contamination
Antes de contlnuar con el proximo paso, se deben eliminar estas capas
protectoras. Ademas, las piezas que tienen que ser manejadas recogen rastros
de aceites del cuerpo y otro tipo de suciedad que pueden interferir con los
subsiguientes pasos de procesamiento. Tradicionalmente se han utilizado
solventes organicos para eliminar estos materiales. Estos solventes no afiaden
metales al residue del proceso, pero se considera que presentan riesgos
significativos para la salud humana y para el medio ambiente. Esto es resultado
no tan solo de su toxicidad, sino tambien de su flamabilidad y' de su resistencia a
la biodegradacion.
Los costos de la limpieza en la industria del acabado de metales son
considerables, pero los costos de limpiar inadecuadamente o imcompletamente
las superficies antes de enchaparlas pueden ser aun mayores. For ejemplo, se ha
identificado que la falla prematura de las piezas moviles de un motor tienen que
vercon la limpieza inadecuada de la cunarficie, que causa un desgaste excesivo.
La causa prfmaria de que la pintura y el enchapado no se adhieran
apropiadamente, es que se aplicaron a una superficie sucia.
Los metodos de limpieza varfan considerablemente dependiendo del tipo y de la
cantidad de suciedad, la naturaleza del metal de base y del material de la capa,
dependiendo tambien de la forma de la pieza y su uso'final. Un proceso de.
limpieza que se ha comprobado sirve para la subsiguiente anodizacion del acero
serfa totalmente inapropiado si la misma pieza fuese a ser niquelada.
En el proceso de limpieza se deben considerar cuatro formas de contaminacion.
Estas son la sucredad por-grasa, la suciedad flojamente adherida, la suciedad
adherida y la humedad. Una pieza de trabajo tipica puede tener una combinacion
de las anteriores. .
El sucio de la grasa Incluye los aceites normales de lubricacion, los aceites
que se utilizan durante el uso de maquinas, las grasas utilizadas para proteger a
los componentes durante el alamacenaje y los aceites naturales en la
contaminacion de huellas digitales.
La suciedad suelta Incluye polvo y d'esechps del torneado fino de las
maquinas. Estos con frecuencia se encuentran combinados con el ac'eite de las
maquinas. Esta forma de contaminacion se puede comparar a la tiza en una
pizarra en que las particulas se adhieren sin cohesion a la superficie.
La suciedad adherida Esta comunmente incluye las escamas o la herrumbre,
pero puede incluir tambien el aceite quemado o la pintura que ya no hacen falta y
hay que eliminarlos.
La humedad Esta noralmente presente en la atmosfera, aparece como
condensation en las piezas o se produce en maquinas con aceites solubles en
agua. A este contaminante tambien se le puede cuipar en parte de la suciedad
adherida antes mencionada. -
En las secciones subsiguientes se.comentaran cada uno de estos tipos de
contaminantes.y los metodos para .eliminarlos. Sin embargo, se debe volver a
recalcar que en la practica; pocas veces se encontrara solo una forma de
contaminacion. Generalmente para preparar completamente una superficie de
metal para su tratamiento final, se requiere una serie de operaciohes de limpieza.
El orden en que las piezas se mueven a traves del proceso de limpieza
dependera de los tipos de suciedad presente.
-------
En estos procesos se utilizan cuatro medios diferentes para eliminar la suciedad:
1) la accion de solventes, 2) 'la action detergente, 3)".la reaction qui'mica-, y 4) la
accion mecanica. Algunos de estos se pueden utilizar en combinacion para
aumentar la eficacia de los demas. Por ejemplo, la vibracipn ultrasonica, una -
accion mecanica, se utiliza comunmente con faanos tanto de base solvente como
de base acuosa, para aumentar su eficiencia limpiadora.
LA ACCION PE SOLVENTES ORGANICOS. Describe la habilidad de un
material (solvente) de mezclarse facilmente con otro material (soluto). Para
este proposito de esta explication el solvente y el soluto no son bases
acuosas. " '
LA ACCION DETERGENTE. Describe una sustancia q una mezcla de
sustancias que femueven la suciedad de un superficie y lo mantienen en una
solution acuosa. Generalmente los detergentes se componen de agentes
surfactantes,-0 sales alcalinas y causticas, individuates o combinadas. Los
agentes surfactantes promueven la elimination de los contaminantes en una
superficie. Los limpiadores de emulsion combinan agentes surfactantes y
solventes. .'.'-'.
LA ACCION QUIMICA. Esta eambia quimicamente (ej., oxidation, reduction)
. la suciedad, utilizandq procesos qui'micos o.electroqufmicps de forma tal que la
suciedad se remueve de la superficie del metal y se retiene en una solucion.
LA ACCION MECANICA. Estatrata el contacto directo con un material solido
bajo presion, o, en el caso de la vibration ultrasonica, ondas de sonido de-alta
frecuencia a traves de un medio h'quido, para eliminar determinada suciedad.
Esto incluye el frotado, el pulido y el sopleteado. _
Existen tres procesos primaries de limpieza que se utilizan con los metales: 1) la
limpieza con sotventes organicos, 2) la limpieza de base acuosa, y 3) los metodos
abrasivos y termicos. '
LA LIMFIEZA CON SOLVENTES ORGANICOS
La limpieza con solventes describe su uso para eliminar el aceite y la grasa de las
superficies. Estb se puede Iqgrar de varias formas, incluyendo la.mas simple,
limpiar frotando, mojando uri pano en uh solvente y frotando la superficie. Aunque
todavia se practice con algunas piezas sumamente sucias, puede tener como
resuitado contarninar otras areas. Podemos decir lo mismo sobre la limpieza por
inmersion cuando se sumerjelap'ieza, montada en un aparato. en un bano de
solventes. El bano rapidamente se contamina con el sucio de forma tal que,
cuando se saca el aparato que sostiene la pieza-y se evapora el solvente, una
pelicuia de suciedad cubre totalmente ia superficie.
El metodo-clasfcd para eliminar'ei aceite.y la grasa de una superficie es el
desengrasado a wapor. Consiste usualmente en hervir un solvente limpiadc',
generalmente uno de los hidrocarbonos dorados, para obtener una fase de vapor
caliente, en la que se'introducen piezas. La fase de vapor se-condensa sobre los
componentes frfos, o sea un solvente caliente y iimpio, .que disuelve e' aceite y la'
. 'grasa Segun. se condense mas "solvente sera mayor la suciedad disuelta. .
Historicarriente. la industria ha utpizado el tetracloruro de carbono y otros
hicrocarburos como el benceno para la limpieza con solventes. Se ha demostrado
' que eslos constituyer, nesgos importajtes para la salud y han sido eliminados^del
Metodos de
limpieza
de metales
-------
lugar de trabajo. Los solventes que ahora se utilizan mas comiinmente son el
1,1,1-tricloroetano (TCA), el tricloroetileno (TCE), el percloroetileno (PERC), y el
cloruro de metileno (METH). Los ultimos tres sotventes mencionados ya no se
usan con tanta frecuencia por varias razones, incluyendo la deplecidn del ozono.
En particular, el tridoroetileno, un carcinogenico, con frecuencia se sustituye con
sustancias como el metanol y la acetona.
LA LIMFIEZA EN BASE ACUQSA
La limpieza acuosa comprende uha gran variedad de metodos de limpieza en
base acuosa que utilizan detergentes, acidos y compuestos alcalinos para
desplazar la suciedad en vez de disolverla en un solvente organico. Se ha
encontrado que la limpieza acuosa es un sustituto viable para muchas
operaciones de acabado de metales que actualmente utilizan solventes.
Utilizando la limpieza de remojo, el rociado, la (impieza ultrasonica, la
electrolimpieza y la limpieza a vapor, se aplican limpiadores alcalinos y acidos.
Las ventajas principales de la limpieza en base acuosa son la facilidad de tratar
las soluciones usadas ajustando el pH y la buena biodegradabilidad de los
detergentes organicos utilizados en los bafios alcalinos. La desventaja principal es
que las piezas estan mojadas luego de ia limpieza y las piezas de hierro se oxidan
con facilidad bajo estas condiciones, a menos que se sequen rapidamente. Una
tecnica comun para tograr esto es enjuagarlas en agua caliente,- pero es una
alternativa mas costosa. Otra desventaja asociada con la limpieza de base
acuosa es un aumento en la demanda qui'mica de oxi'geno (DQO) de la&.aguas
residuales y los costos de tratamiento de estas. Los aceros son diffciles de limpiar
eficientemente en un proceso acuoso.
Cerca de la mitad de los aproximadamente 100 miliones de toneladas del acero
que se producen en los Estados Unidos cada afio se tratan en banos de
decapado acido. En este proceso se utiliza el acido sulfurico (H2SO4) o el acido
clorhfdrico (HCI) para eliminar la costra'de la superficie del lingote, la hoja o la
varilla cruda. Las soluciones .de limpieza acidas pueden contener otros acidos
minerales como el nitrico o el fosforico; acidos organicos como el acetico, el .
ci'trico, el oxalico, o el sulfamico; detergentes; agentes secuestradores
(agentes quelantes); y posiblemente pequenas cantidades de solventes. Este
proceso remueve hasta un 1.5 por ciento del metal y lo disuelve en un licor de
decapado (el acido con la costra disuelta). Segun aumenta el contenido de
hierro en el ba.no, la eficiencia de decapado del bano disminuye hasta el punto
en que se defre anadir un nuevo acido o se debe quitar el hierro disuelto. Cuando
se enjuaga el acero,' el acido residual y el metal disuelto se "arrastran" al agua de
enjuague, cfeando otra fuente de residues: el licor de decapado que se utilize, el
"agua de enjuague y el sedimento de rnetal de la recuperacion del acido..
Las soluciones de limpieza alcalinas (que usualmente se usan calientes) se
componen de reactivos y de agentes surfactantes. Usualmente los reactivos
consisten en sales de fosfato (PO4)-, carbonato (CO3), silicate (SiQ4), e hidr6xido
(OH) de sodio. Su funcion es promover reacciones qui'micas que eliminen los'
oxidbs de metal en la superficie de la pieza de trabajo. En conjunto con los '
reactiyos" y los surfactantes, frecuentemente se utilizan otros aditivos que actuan
come anti-oxidantes y estabilizadores. Atguno.s talleres utilizan un metodo de
limpieza electrolitico. Todos los metodos requieren un paso de enjuague final
despues de la limpieza.
L.4 ."..
f.'.-.ZAdC^ C-L -^:^J.' f ES LA IS^fTR!.*. C£L .4CAB.ADC D£ yf TALES
-------
T PS-MFTQDOS ABRASIVQS YTERMICqS
Los medics mecanicos de limpieza pue'den ser una ifterriativa efectiva pafa la
ITmpieza acuosa. Los abrasivos pueden utilizarse en barriies que giran, o aplicarse
a ruedas pulidoras. Los metodos de 'limpieza abras'ivos de. sppleteado utilizan
plasticos, ceramica. o arena, para limpiar y desprender las partes. 51 medio dgl
sopleteado puede reciclarse, reduciendo de esta forma los costos de disposicion.
Con el proposito de mejorar la accion limpiadora, algunas veces se anaden :
I'impiadores acidos o alcalinos para, formar mezclas abrasivas. Estas meZclas
semi-liquidas se descargan luego de un perfodo de uso determinado, pero
requieren controles para los solidos disueltos totales (SDT) en el agua residual.
Los hornos de limpieza/desprendimiento de calor o de fuego ofrecen otrd metodo
de eliminar la pintura y otra suciedad orgainica que surgen cuando se queman las
piezas. Las desventajas de la limpieza por calor son el requisite de alto gasto de
energfa, y la produccion de emisiohes de combustion, que requieren de aparatos
de control. Para un resu.men de los procesos primaries de limpieza, refierase a la
.Tabla 1. : /''-,-
Tablal - PROCESOS PRIMARIOS DE LA LIMPIEZA DEL METAL
PROCESO'
Limpieza con
solvenle
' ' !'
MATERIALES,
1,1.1,--' \
Tricloroetano.
metanol y
acetona
t
i
COMOSEUSAN '
Desengrasado
fase vapor,
inmersion, (
frotamiento
DESVENTAJAS
Altos costos
de materiales:
exposicion de
trabajadpres y
flamabilidad
-
Limpieza en " Detergentes: : j Tanques
base acuosa ' compuestos calientes,
causticosy V rociado,
.aciaos ! limpieza al .
(NaOH, H2SO4) vapor, y
I | limpieza.
'. ' .' [ ! ultrasonica
' - " ' i."'!''.: '.'
Abrasive i Cascajo, arena] Pulverizar,
, ' . [ ceramica, ' girar en
!' -. , medio plastico -i barriies, '
i ' . ' . . " j cabinas .
i ' . - ';' Vde sopleteado .'
j Limpieza }' Calor ..' ; Hornos . .
i termica . -' ' "' ' .' '' P^a - '
', ' - . ' , . quemar
I' . ' , ; . "i- ' '
Contehido alto de
DQO y STD ;
en las aguas
residuales; : ' j
crea sedimentos -.
de metal
i
Altos costos de
capital, se
requie're equipo .
anticonta'minante
'
.
Altos -costos de
energfa. se
requiere equipo"
anticontaminante .
- -
-------
Para
niodificar la
superficie del
metal
EL TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE Y EL ENCHAPADQ
Las operaciones de tratamiento de la superficie y el enchapado son tfpicamente
procesos en lote donde las piezas de metal se sumergen y luego se remueven de
banos que contienen varies reactivos. Los reactivos han sido especialmente
formulados para lograr el acondicionamientp d. DE r.lS',1' - J> E.V LA I\'DU*TRH DLL ACABADO DE MET ALES
-------
T A CQVVEB
OUIMICA Y ELECTROOUIMICA
Los tratamientos.de conversion quimica y^eiectroqui'mica incluyen fosfatado,
cromado, anodizado, ia pasivacion, y ei coloreado de;metal. Estos tratamientos
depositan una capa de oxido en la superficie del metal cuya intencion primaria es
la de formar una base con capacidad de absorber, que permita la adhesion de
pinturas, iacas, y aceites apiicados en los procesos subsiguientes. Las capas
tambien'imparten a la.superficie alguna resistencia a la corrosion. Vea las Figuras
1 y 2 para ilustraciones de cromado del aluminip y pasivacion del acero.
PIEZA '
iUMP!ADOR ALCALINO
CALENTADO ENTRE 120 Y180" f
AGUA OE ENJUAGUE
;SIN CALENTAR
ACLARADOR- OE ACIOO
SIN CALENTAR
.AGUADEENJUAGUE
: SIN CALENTAR
PROCESO -1HRIDITE-
SIN CALENTAR
AGUA DE ENJUAGUE
CALENTADA ENTRE 120 Y 180= f
PREPARAC10N DE LA SUPERFICIE DE ALUMINW - UNEA INDtCAOORA D6L f ANQUE DE SUMERS1ON
Figxira 1 ' '
V -:. = ''
AGUA/ACIDO NITRICO
-
V c
AGUA
PHEPARACION DE LA SUPERFICIE DE ACERO INOXIPASLE rPASIVACION)
UNEA INDICADORA DEL TANQUE DE SUMERSION
. , Figura 2
-------
Pt»C* qu* M » « cuorlf
Excoolito
tOENCHAPADO Y OTRQS PROCESQS RELACIONADQS
En el electroenchapado, una pieza de trabajo es el equivalente a un catodo en una
celda galvanica. Esta se coloca en una solucion del metal dlsuelto que se va a
enchapar. El potential electrico que se aplica a traves de la celda es suficiente como
para atraer los iones del metal a la pieza catoa'ica donde se reducen en la superficie.
Los metales que comunmente se electrodepositan en las piezas son el laton, el
bronce, el cadmio, el cromo, el cobre, el hierro, el m'quel, el estano, el zinc, y los
metales preciosbs como el oro, el platino y la plata.
En el electropulimiento, la pieza opera como el anodo. El metal de la superficie se
oxida y se disuelve en la solucion del bano. Los puntos altos de la superficie se
disuelven mas rapido que los puntos bajos. Se obtiene como resultado una superficie
pulida y reluciente.
LAS CAPAS METALICAS
Existen varias tecnicas no electricas para aplicar un metaf a un nucleo de otro metal.
Con frecuencia el aluminio, el estano, o el zinc se aplican sumergiendo el nucleo ,
dentro de un bano fundido del material de capa. El calor elevado tiene como resultado
la adherencia de la capa por medio de una interdifusion de los dos metales. Las
tecnicas de revestimiento ligan el metal utilizando alta presion, soldadura o fundicion,
Para una grafica que demuestra el deposito del aluminio por vapor, ver la Figura 3.
EL TEMPLE SUPERFICIAL
Este proceso produce una superficie dura sobre un nucleo de meta) relativamente
blando. Estos procesos endurecen la superficie difundiendo carbon (carburizar),
nitrogeno (nitruracion), o carbon y nitrogeno (carbonitruracion) en la superficie del
acero. La nitruracion implica el uso de amonio o de un bano de sal compuesto en gran
parte de cianuro de sodio y de potasio. Alternativamente, los procesos no qm'micos
endurecen la superficie mediante una aplicacion muy rapida de calor, el cual actua
sobre el carbono que se encuentra dentro de la pieza.
'Catodo
que sostiene la
capa inferior
Proveedor de
energi'a para el
evaporador
Proveedor de energi'a
de alto voltaje
Camara de ,
Evaporadores *~ vaci'o
de aluminio
Un Deposito por Vapor de Aluminio
Figura 3
10
-------
LA NL\XLTACTURA DEL TABLER.O DE CIRCLTTOS
IMPRESOS ; , . '
Muchos aspectos de la manufactura del tablero de circuitos impresos son muy
simiiar.es a'los proeesos utilizados en el%iectroenchap%doi El tablero de circuitos
consists °n un material no conductiyo lamiriado con Una hoja de cobre. Se taladran
y se pulen agujeros para permitir la conexion de los aiambres y del componente
electnco. Entonces el tablero se enchapa con cobre no'electrico a
' aorcxirnadamente un espesor desetenta millonesimas.de pulgada. (0.000070).
Esto sirve.de base para el cobre electrolitico que se enchapa a un espesor
aproximado de una milesima de pulgada (0.001) o. una millonesima de pulgada.
Entonces se electroenchapa eloro, el plomo, el nfquel, o el estano, seguido por el
grabado del patron del circuitoal tablero. . ' . ' . '
Los quimicos utilizados en la manufactura del tablero de circuitos impresos
incluyen el acido cromico, el clorurq cuprico y el cloruro ferrico para el grabado;
compuestos de estano y cloruro de:paladio-como catalizadores; el sulfato de cobre
para enchapados sin electricidad; el pirofosfato de cobre, el sulfato acido de cobre,
el fluorborato acido de cobre, el estano-plomo, el oro y spluciones de-nfquel para el
eiectroenchapado; y dicromato-sulfurico para resistirel desprendimiento. Refierase
a la Tabla 3 para una lista'de materiales y de sus,componentes,
TABLA 3 - LOS QUIMICOS UTILIZADOS EN LA MANUFACTURA
DEL TABLERO DE CIRCUITOS IMPRESOS
Producto/Proceso
Materiales del tablero
Umpiadores
~" ^
Acidos para grabar
i : -
. Catalizadores
Bano de cobre no electricb
Placa
Tinta de placa~
; Resinas protectoras
Sensibilizadores
r ' " '
Sblventes protectores
. Electroenchaoado ,
El desprendimientc
con protecto'es
Material Bnito
Vidrio epoxico, ceramicas, plastico, papel fenoiioo, la hoja de cobre
Acido sulturico, 'acido fluoroacetico, acido tluorhidrico, hidrdxido de
sodio, hidroxido de potasio, triclorbetileno, 1,1,1-tricloroetano,
percloroetileno, 'cloruro de metileno' - . .. ..
Acido s.ulfurico i' cromico, persulfato de amonio, peroxide de hidrogeno.
" cloruro cuprico. .cloruro ferrico. hidroxido de amonio
Cloruro de estafioso, cloruro de.paladio ,
Sulfato de cobre, carbonate de sodio, gluconato ae sodio. sales _ ^ '
Rochell'e. hidroxido de sodio, formaldehido ... ,
Seda, poliester, acero inoxidable compuesto de aceite, celulosa, asfalto,
vmilo u otras re'sinas ' ,
Cinamato de pbliviniio, ester allii, resinas, resinas iso'prenoides,
derivados de rrietaorilato, sulfonatos poliolefinos
Compuestos de tiazolina, corripuestes azi'dicos, compuestos de
nitrogeno, derivados de nitro anilina, antones, quinones, difenilos,
azidas. xantina, bencifo
Orto- dleno, meta-xileno, para-xileno, tolueno, benceno, clorobenceno,
ceiosolve, y acetato de celosolve, acetato de butilo, 1,1,1 -tricloroetanp,
acetona, metil-setil cetona, metil-isobutil cetona
Sclucibn de cobre pirofosfato. solucion de splfato acido cuprico.
solucio^ fluorborato acido cuprico. plomo-estanoso. oro,.y soluciones
de mqueiado ! ' . . '
Dicromato-sulfurico, peroxido de hidrogeno amoniacal. soluciones de
ac'ac metaGioroperbenzoico, cloruro de metileno. alcohol metilicc.
furfjral. fenol.'cetonas. hidrocarburos dorados, soiventes orgamcos no
' clora-aos. hidrox;do de sodio
11
-------
12
DEI ACABADO
-------
Esie capitufo:
Senaia las tecnicas utilizadas:para la reduccion en fuentes de:
la limpieza y el desp'rendimiento de metales
el enchapado de la superficie y Ids procesos relacionados
la manufactura del teblero de circuitos impresos . .
Senaia Ips procesos de teciclaje y de recuperacion utilizados en:
la limpieza y el desprendimiento de metales
el' enchapado de la superficie y los procesos relacionados'
la manufactura del tablero. de circuitos impresos
Capitulo 2
LAS ALTERNATIVAS DE MINIMIZAGION DE
RESIDUOS PARA LA INDUSTRIA DEL
ACAB ADO DE METALES
LA REDUCCION DE LAS FUENTES EN LA
LIMPIEZA Y EN EL DESPRENDIMIENTO
Si.hay due limpiar pie'zas, se debe.considerar primero el. material
menos peligroso. Idealmente, el metodo de limpieza preferido
implicara el numero menor de pasos, empleara el medio menos
tpxico, y generara el menor residue. Los medios mas deseables
de 'limpieza son el aire y el agua. Si estos no son efectivos, los
medios abrasivos con aire y agua como acarreadores son los
proximos mas deseables. Estos pueden aplicarse frotando la
pieza a mano o con un aparato de tipo soplete que utiiiza
'presion. ' . , ' '
t
Menos Deseable
Solvents
Acido
Alcalino
Detergentes
Abrasivos
Aire y Agua
Mas Deseable
Si para lograr el.acabado necesario se requiere el uso de qui'micos, estos deben
probarse en el orden siguiente: las sdluciones acuosas de detergentes, las
soluciones alcalinas, los acidos, y los solventes.Esta jerarqui'a se basa en las
propiedades de riesgo de las opcibnes y de los costbs de tratamiento. Muchos
detergentes acuosos pueden ser descargados directamente a un sistema de
drenaje sin tratamfento previo. Con frecuencia los Ifquidos que contienen
detergentes acuosos llenan los requisites de disppsicion del sistema de drenaje -
sin tratamiento adicional, a menos que la contarninacidn del metal sea excesiva.
Cuando se requiere tratamiento es usualmente debido a los solidos totales
"disueltos (STD) o por la demanda'qui'mica de oxigeno (DQO). Tipicamente las
soluciones alcalinas solo requieren ajuste del pH antes de su disposici'in. Las
soluciones acidasqpueden tener un contenido de metal,considerable y por lo tanto
deben ser tratadas mas extensamente. Los solventes presentan un numero de
problemas, in'cluyendo el peligro de flamabilidad y el riesgo que presentan para la
salud de los obreros. Antes de que un teller cambie un proceso de limpieza a otrp,
debera eyaluar completamenteJos efectos del nuevo limpiadpr, como por ejemplo
. el efecto en los proceso subs'iguientes del residue o solucion arrastrada de un
limpiador de superficie que-sirva de sustituto. El taller tambien debera aconsejarse
con la agenda local>que regula la limpieza del aire en el medio ambiente. para
aseaj'ar q^e e: uso del'SOlventees permitido. - ; .
13
-------
Para sustituir
las capas que no
son petigrosas
Limpiadores
alcalinos
sustitutos
PARA EVTTAR LA NECESIDAD DF LIMPIEZA
Ei primer paso en la implementation de esta alternativa es el de identificar el tipo
de suciedad que tiene la superficie. Para faciiitar el corte, pulido, y extraction de
las piezas de metal se utiliza una gran variedad de materiales. Estos incluyen
aceites minerales. talco, grafito, aceites sinteticos dorados, y jabones metalico's.
Las piezas se pueden cubrir tambien con una capa de residues del agua, sales de
metales pesados, o simplemente cubiertas con herrumbre. Se debe estimular a
los pulidores de metal a que investiguen otros materiales menos peligrosos para
faciiitar estas operaciones.
Se debe estimular a los pulidores de metal para que mantengan un enfoque de
"en tiempo" Gust in time) en la manufacture, proceso en que las piezas se limpian
en conjuntos no mayores de las que se pueden inmediatamerite alimentar a los
procesos subsiguientes. Esttfelimina la necesidad de almacenar las piezas entre
las. operaciones, donde podrfan ponerse en contacto con nuevos contaminantes y
necesitar limpieza de nuevo. Si se tienen que almacenar las piezas limpias, se ha
comprobado que ponerlas en bolsas de nitrogeno seed es una forma de
mantenerlas limpias y libres de oxidation, mientras se almacenan para luego
ponerles una capa eh la superficie.
Los vendedores que proveen las piezas al pulidor de metales le aplican algunas
. capas a las piezas. Estas capas tienen como proposito proteger el material, pero
simplemente anaden otra fuente de residues cuando hay que quitarlas. El pulidor
debe trabajar con el vendedor para reemplazar la capa con un material no
peligroso que se pueda facilmente d.escortezar, o con una capa de laminado
polimerico encogido con calor.
Se debe recalcar, sin embargo, que aunque la alternativa mas conveniente se
debe examinar primero, un descuido en el estudio de los requisitos de limpieza
puede tener el efecto opuesto, aumentahdo el residue generado, al tener que
votver a procesar los rechazos causados por una capa pobre.
LA REDUCCTON DE LAS FUENTES DE SOLVENTES
Los solventes que generalmente se utilizan en las operaciones de limpieza 390
los compuestos halogenados. Se conoce que estos compuestos presentan
peligros ambientales de salud importantes y que solo deben utilizarse cuando no
es viable una alternativa de emulsion de base acuosa, o un metodo de limpieza
mecanico. Si no es posible la limpteza que no use solventes, se debe considerar
el uso de solventes alternos mehos peligrosos, como por ejemplo los terpenos, N-
metil-2-pirolidono o esteres acidos dibasicos.
El uso de limpiadores alcalinos calierites se podria comprobar como un sustituto
viable para el desengrase con .solventes. El precio de compra de los limpiadores
alcalinos puede llegar a ser tan bajo como la mitad de lo que cuestan los .
solventes. Tambien los costos de tratamiento y disposicion son generalmente mas
bajos para los limpiadores alcalinos. Algunos solo necesitan ajuste del pH antes
' de descargarlos a un sistema publico de tratamiento de aguas, Otros pueden
requerir tratamiento para STD o DQO en exceso. A continuacion se comentan
otras alternativas para la limpieza con solventes, enfatizando la mimmizacion do la
produpcion de residues. '
14
-------
LOS RE5IDCOS DE BASE ACUOSA
. - ' ; >'-. ,A - '
Si bien 'es cierto que los metodos de limpieza en base acuosa son mepres que
los solventes, se debe considerar rjrimero el uso de agua, de vapor, o de
abrasives como sustitutos para los limpiadores acidos o aicalinos. Si no es posibie
usarlos, entonces consults con el encargado del taller para evaluar cada limpiador
'de base acuosa/buscando seleccionarel limpiador menos'danino para los
trabajadores y el raedio ambiente. . ..
Una reg'la general para lograr el objetivo de minimizar los residues,
'independientemerite de) metodp de pmpieza de base acuosa que se seieccione,
es la de aumentar la duracion del bafto de la solucion limpiadora. Es esencial
asegurarse de que las piezas de trabajo que se introduzcan en la solucion
limpiadora esten libres tarito como sea posibie de aceites, solventes y otros
limpiadores. Podn'a ser deseable irn bano de agua caliente como prelimpieza. El
bano debe ser abastecido con agua desmineralizada, posiblemente del ultimo
bano de enjuague de la operacion de limpieza. ,
La acumulacion de polvos de metal y de partfculas. de pintura.es perjudicial para
las soluciones de limpieza de base acuosa. Se debe utilizer la filtracion confinua y
!a elimjnacion frecuente del sedimento para prolongar la utilidad de la solucion.
Los tanques deben tener forros plasticos o cubrirse eon una capa protectora para
evitar la'entrada de impurezas del tanque a la solucion limpiadora. Las perchas y
los barriles que se usan para soste.ner las piezas de trabajo deben estar libres de
corrosion para que no se afiada herrumbre'a la solucion de limpieza y para evitar
demasiada solucion arrastrada, debido a la adhesion de fa solucion a las
superficies asperas. , ' '.-'.'.
Las valvulas de flotacion, que son importantes para mantener el nivel aprop'iado
en el tanque, deben sin embargo supervisarse de cerca para asegurarse de que
no ex'istan goteras que diluyan el bano.
La efectividad de los bafios de limpieza aicalinos se reduce al introducir
materiales que reducen la alcalinidad, incluyendo la suciedad que se tiene como
proposito eliminar. La vida del bano puede prolongarse evitando cargarlo
innecesariamente con agua, con gran cantidad de minerales o con el dioxido de..
carbono del aire que se utiliza para agitar el tanque. La agitacion mecanica y el
uso de agua con bajo contendio de minerales o deionizada son soluciones a estos
probiemas. El operador tambien debe mantener el tanque continuamente caliente
para minimizar la absorcion del dioxido de carbono y para permitir el enfriamiento
ocasional para la.eliminacion de aceites.
LA REDUCCION DE LAS FUENTES DE ABRASIVOS
Los empastes de base aceitosa se^ pueden quemar debido al calor de la friccidn
generada durante el pulido. Esto-tiene, como resultado la necesidad de limpieza
adicional para eliminar el aceite quemado-. Como una alternativa, los compuestos
no grasosos, si se"utilizan.apropiadamente, tendran como resultado piezas limpias
y secas despues'de que se pulan. Estos compuestos de pulido no grasosos
tambien prolongan la vida de las ruedas al adherirse a la superficie de la rueda.
Para extender
la duracion
de la utilidad
del bano de
solucion
limpiadora
15
-------
Para ittilizar
compitestos
tie pitlimicnto
no grasosos
La tecnica utilizada para rociar con abrasives liquidos la rueda de pulimiento-
puede crear una diferencia importante en la generacion'de residues. El rociar
poco"abrasive liquido deteriorara excesivamente las ruedas, mientras que la
sobreaplicacion producira un compuesto de residues y creara la necesidad de una
limpieza adicipnal de la pieza. El uso de una pistola rociadora para rociar
abrasives Ifquidos ha demostrado ser la tecnica mas eficaz para controlar el paso
con que se aplica.
Mantener el nivel de agua apropiado en las operaciones de limpieza en- masa es
esencial para reducir los residues. Si no se utiliza suficiente agua, las piezas
ensuciaran el bano. El flujo excesivo de agua aumentara el desgaste del abrasive-
y aumentara la frecuencia con que se reemplace.
Parti Ciimbiar a
proccsos mow*
pcligrofOf
LA REDUCCION DE LAS FUENTES EN EL ENCHAPADO DE
LA SUPERFICIE Y LOS PROCESOS RELACIONADOS
Los pulidores de metales tienen importantes alternatives-para reducir los residues.
Al sugerir cambios, es posible que el inspector inicialmente encuentre resistencia
por parte de los que hacen acabado de metales.-Una respuesta que se escucha
comunmente, al sugerir alternativas de procedimientbs quimicos o de
procedimientos de operacion, es la de "^para que cambiarlo si esta
funcionando?". Esta actitud podria llevar a una operacion frustrada. con un
aumento exagerado de los costos de disposicion de residues. El objetivo prirnano'
es retar al pulidor de metal para que inicie una revision de su operacion. El exito
que han logrado otros pueden servir de gran ayuda. La bibiiografia contiene
referencias de numerbsos casos.de estudio.
T A .SUSTITTJCION DE T-OS PROCESOS
Las operaciones de enchapado son per su naturaleza mas peligrosas para el
medio ambiente que muchas otras tecnicas para cubrir metales. Es poco probable
que el inspector revise mentalmente el proceso entero que se utiliza en un tallev
de acabado pefo uno debe generalmente ser conciente de las sustituciones en
potencia paraprocesos como el-pulimento. el revestimiento. y el recubrimiento sin
electncidad algunos de los cuales se presentaron en la seccion anterior titulada
"las capas metalicas". Ademas. la Tabla 4 hace referenda a algunos matenales
que se aceptan como sustitucion, para reducir o elimirjar la toxicidad.
LA CQMPRA. EL ALMACFNATE Y LA ADMINISTRATION DE
MATERIALES
Una forma importante para reducir la generacion de residues es la de controlar -.
adecuadamente los quimicos que se.usan en el proceso del acabado. Esto se
Suede lograr estableciendo procedimientos de compra y control de matenales. B
inspector debera determinar. como uno de los primeros pasos en una mspeccion,
hasta que punto el pulidor de metales ha establecido o no procedimientos
relacionados a la compra de quimicos. Es importante, por ejemplo, que todas las
compras de materials las revise una persona o un grupo clave dentro'de la
. ope^acion ant°s de que se reaiice la compra. El proceso de aprobacion debera
determinar s. los matenaies que se evaluan contienen componentes peligrosos.
De ser asi se debe determinar el.costo del tratamiento y de disposicion de los
residues generados. y anadiHo al costo de compra. Esto ayudara a la empresa a
i- <*' <=' ^ost-^ tota' a» :a compra de un quimico. Es posible que muchos de los
.I; q.,a 5-- us*.- come sust-.jt^s tenaan un precio de compra mayor qu-2 e
-------
Tabla 4 - SUSTTTirTOS QUIMICOS
CONTAMINANTS
Inmersion en fuego
(cianuro de.sodio)
Bano de enchapado de
cianuro de cdbre
| '._'' - "'.
Decapadb en :acido
cromico, desoxidantes*
banos que dan brillo '
Solucion para evitar el
empanado con base de
cromo
Limpiaddr de cianuro
i
Cianuro de estafio
Enchapado con acido
.cromico
Acido ffuorhfdrico en el-
I decapado y en el
; desbrendimiento
SUSTITUTO:
Acido muriatico con
aditivos ;
i
i' ' ,
Sulfato de cobre
1
i . " '
Acido suifurico y peroxido
de hidrogeno
Benzotriazole (solucidn en
metanol'0.1-1.0%)o
apropiados para base
acuosa
Fosfato de sodio o de
amonid
i. \ -..,'
Acido- cldruro de estaino
Enchapado con cromo
triva'lente, o ni'quel briiloso
Sales de fluoruro
apropiadas.'
OBSERVAC1ONES
De accion mas lenta que
a sumersion en fuego
tradicional + HgOa
Tiene un poder de .
anzamiento excelente y
un acabado rapido,
jrillosos y suave.
Probablemente el acero,
el zinc, o los metales de
base de estano-plomo
necesiten un tratamiento
de cianuro de cobre.
Requieren una buena
impieza previa. Los
Drocesos sin cianuro
eliminan la acumulacion
de carbonato en los
tanques.
Sustituto no-cromico. No
humante.
Sustituto no-cromico.
Extrema'damente reactivo,
requiere ventilacion; ;
Limpiador sin. cianuro.
Buen desengrasante
cuando se usa cafiente y
en bafio ultrasonico.
Altamente basico. Puede '
complicarse con metales
solubles -si se usacomo
enjuague intermedio ehfre
los banos de enchape, en
los cuales se pueden
depositar iones de metal
en el limpiador, causando
a su vez problemas con el
tratamiento de las aguas
residuale's.
Funciona mejor y mas
rapido que el quimicb
contaminante. .
Reduce la exposicion del .
trabajador al cromo - .
hexavalente (que es mas
peligroso).
Reduce los peligros'ai
trabajador.
.v D£
17
-------
crecio de los matenales que se.usan actualmente, pero los costos de disposicion
y de tratamiento pueden ser mas bajos. El inspector debera estimular a la
empresa de acabado de metales para que emplee la filosofi'a de examinar todos
ios costos de un material, desde que aparece en la empresa.hasta que acaba su
vida utii. cuando quiera que se evaliie la compra de un material.
Para Evitar la Degradation de los Matenales
Los materiales peligrosos que se nan deteriorado por un almacenamiento
prolongado o los materiales que se han guardado mas alia de su vida util deben
' tratarse como residues'peligrosos. listed debera estimular a los pulidores de
metales para que revisen su invertfano y su pblitica del uso de materiales.
Algunas sugerencias al respecto podrfan incluir las siguientes: un seguimiento
estncto del inventario, mmimizar el volumen de materiales en el ihventario, y
adoptar una politica de usar los materiales en el orden en que se compran.
Limitar el acceso que tienen los e'mpleados a las materias primas probablemente
reduzca la generacion de residues por descuido. Ademas, asignar la
responsabilidad de mezclar'los materiales para los banes de proceso a un
riumero Iimitado de empleados, asegurara la consistencia en las tandas y reducira _
e! residue.
El Manejo de Muestras
El pulidor de metales debe pedirle a los. proveedores de quimicos, muestras
pequefias de quimicos menos peligrosos que se puedan usar como sustftutos. El
pulidor de metales debera tambien acordar por adelantado con el proveedor de
quimicos devolverle a este la porcion de la muestra que no se use.'ya que esta
debe tratarse como un residuo peligroso. Se puede hacer una prueba en pequena
escala para determinar la calidad del acabado final antes de hacer pruebas a gran
escala.. Es posible que se tengan que probar muchos productos alternos antes de
encontrar un sustrtuto adecuado. Las pruebas a-pequena escala hacen que el
proceso de seleccion sea mucho mas facil y menos costoso. Ademas, asi no se
pierde tiempo valioso de la produccion. y se puede volver a tratar un gran rwimero
de piezas si el quimico que se examina no produce resultados adecuados.
Los Derrames
La mejor. manera de re'ducir los residuos generados por los derrames es ofrecer
un programa de entrenamisnto para el personal, sobre como mariejar los
materiales y sobre los procedimientos apropiados para tratar los derrames.
Tecnicas tan simples como el uso de canes, embudos y cazos para recoger el
goteo que ocurre cuando se transfieren materiales, pueden tener-un importante
impacto acumulativo- Para evitar los derr-ames al suelo, los ta'lleres. pueden
colocar "collares" o vertederos que conduzcan el Ifquido derramado de nuevo al
Dane. Si se proporciona un espacio libre adecuado a la distancia entre la onlla
superior y el nivel del liquido dentro del tanqu'e, se puede reducir los
desbordamientos durante el proceso. Con un pafio y un exprimidor se limpian
mejor los derrames que con un absorbedor que luego hay que enviar fuera de la
empresa para su tratamiento o disposicion. Sin embargo, los derrames deben ser
compatibles con el pano que se usa. este y los demas artfculos de limpieza deben
mantenerse separados. Ademas se puede sugerir el uso de bermas de
contenciqn para las areas de alta probabilidad.de derrames.
v.
-------
Los aerrames causados por fallas en el equipo se pueden evitar siguiendo
estnctamente los. programas de mantenimiento preventivo.
Los Residues y los Recipientes Vados
Para lograr que se use completamente el quimico de un recipient^ antes de abrir
uno nuevo, se debe'controlar el accesd a las materias primas e in'stituir un
procedimiento de verificacion para los recipientes vacfos. De esta man'era. se .
minimizaran ios residues y, si es apropiado, asegurara que se enjuaguen los
recipientes. Desafortunadamente, muchos proveedores no estan dispuestos a
aceptar recipientes Vacfos., Antes de comprarlos. jntente un acuerdo por parte de
los proveedores para que acepten los recipientes vacfos.
' . ' ' l
Las Inspecciones
La implementation exitosa de las sugerencias que aparecen en esta seccion"
depende de una cuidadosa supervision por parte del gerente del taller. Un
elemento clave de-esta supervision es una inspeccion programada con
regularidad. La inspeccion debe ihcluir el examen del equipo, tuberia, areas de
almacenaje de qui'micos, recipientes de quTmicos y de sus etiquetas, expedientes
del entrenamiento del personal, y la documentacion del inventario de qui'micos.
LOS BANGS DE PRQCESO
La Sustitucion de Materiales
Los secuestradores (chelated) qui'micos se usan en muchos procesos para
aumentar la solubilidad de los metales ertel bario. Esta clase'de compuestos ^
incluye acidos organicos, como el acido cftrico, el ac'ido maleico y los acidos
oxalicos y las aminas como la EDTA. En las soluciones aicalinas estos qui'micos
tienen una fuerte afinidad por los;ibnes de metal y pueden sostener
concentraciones mas altas de los metales en las soluciones. El problema con
estos qui'micos es el gfan volumen de sedimento que se produce cuandb se
tratan. El primer paso en el tratamiento de los qui'micos de los procesos de
secuestro (chelated) es el de ajustar el pH entre 3 y 5. Este proceso desactiva los'
secuestradores (chelates) quimicbs-y permite que los iones-de metal se
prectpiten. Esto generalmente se.logra afiadiendo sulfato ferreo al metal
contaminado.en una proporcion hasta de ochb a uno, por peso. De esta forma, el
volumen de sedimento generado aumenta ocho yeces sobre el volumen de!
contaminante solo. .'. ,- . ' '
Los qui'micos no. secuestradores son una alternativa que se le puede sugerir al
pulidor de metal. Elcosto de estos materiales no'secuestradores-es un poco mas
alto que la alternativa secuestradora (chelated), pero el volumen de sedimento '
generado es bastante menos. El quimico no secuestrador usualmente requiere '-
filtracion continua,.qt-e costara erttre $400 y $1_,000 por tanque, ademas de los
costos de repone£_los filtros y.de 'mantenimiento. Con esta inversion rhfnima, el
pulidor de metales reducira los desperdipios y bajara ios costos de tratamiento. y
ademas es mas probable que el ifquido que ha sido tratado liene los requisites del
sisterna public'o de drenaje para las descargas. . -....
Los riesgos que presenta el cromio hexavalente para la salude'han sido bien
doc'jmentado.'Tratario-como^desperdicio requiere que se le anada el metabisulfito
19
-------
Use agiia
desionizada
para componer
losbanos
Agua
ae sodip para reducirlo a su estado triyaiente. Se han demostrado ahorros de
costos con el enchapado directo de cromio trivalente. Se ha comprobado que este
proceso es viable particUlarmente para el enchapado decorative en cromio.
La desventaja mas importante de este sistema es que las piezas enchapadas
tienden a aparecer mas oscuras y menos brillcsas que las piezas enchapadas.
hexavalentes. A fin de cuentas, sin embargo, las desventajas de esta sustitucion
las sobrepasan las venjtajas, que induyen la disminucion del riesgo, costos
menores de disposicion y mayor seguridad para el trabajador.
Uno de los materiales mas peligrosos que usa la industria del acabado de metales
es el cianuro. Los inspectores que encuentran a este material en uso general
deben sugerirle a la facilidad que busque quimicos alternos. Cuando se necesita
disponer de los banos que contienen cianuro, usualmente se tratan con
clormacion alcalina usando sales hipocloritas o gas clorino. Si se tratan cianuros
comp'lejos, se debe usar el sulfido f£rreo para crear'precipitacion, con dicho
volumen alto de sedimento generado. Vea la Tabla 4 para alternativas ai crorno .
hexavalente y a los cianuros. . .
Se ha demostrado que se puede enchapar ai zinc y al cobre sin cianuro
exitosamente. La investigacion se concentra en desarrpllar un proceso practice
para enchapar el cadmio sin cianuro. Los incentives economicos de usar
procesos quimicos sin cianuros pueden beneficiar enormemente'al pulidor de
metales. Un flujo de agua de enjuague al paso de dos galenes por minuto que
contenga cianuro puede costar tanto como $12,000 en eq'uipo de tratamiento y.
S3.00 por libra en quimicos de tratamiento. , .
\ .... . '
Para Extender la Vida Util de la Solucion
Los pulidores de metales tambien deben considerar metodos para extender la
vida de los banos de proceso, como una estrategia para reducir los desperdicios.
Mientras mas tiempo se pueda usar un bano. menos seran los costos anuales de
tratamiento y de disposicion. Se debe usar siempre agua desionizada en los
tanques de proceso y en los sistemas de disposicion. El carbonate y el fosfato que
" estan presentes en el agua que sale del grifo reducen la eficiencia de las
operaciones de enjuague y reducen la vida de los banos de proceso. Los solidos
en el agua del grifo tambien aumentan la cantidad de sedimentos peligrosos que
se crean. Los sistemas de desionizacion consisten en una serie de tanques de
acero que contienen lechos de resinas mezcladas. Estas resinas tienen lugares
activos en sus superficies, los cuates tienen afinicladades con aniones con carga
negativa o con cationes con carga positiva. Segun pasa el agua del grifo por las
resinas, estas absorben compuestos ionicos, purificando de esta forma el
abastecimiento de agua. El costo de instalacion y de alquiler de un sistema de
desionizacion generalmente lo compensaran los costos reducidos que resuitan de
1 la vida alargada de.los banos de enjuague.
'5n problema quese encuentra comunmente en los banos alcalinos^es la
acumulacion de sales carbonatadas. Estas provienen de la disofucion en los
banos del dioxido de carbono en la atmosfera. Las sales acumuladas, como
tambien otros compuestos de limpiar y de grabar, pueden interferir con la
eficienaa de los banos de proceso y reducir su vida util. La eliminacion de estos
precipitates usando la filtracion continua puede extender la vida util del bano y
as;' reducir el desperdicio que se produce ariualmente con este proceso.
-------
'Los banos de procesos se agotan en varias formas. Los qufmicos esenciaies para
el proceso salen del bano en el arrastre que cubre las piezas; el agua se evapora
del bano y los qufmicos contaminantes se introducen cuando las piezas no estan
completamente enjuagadas. Volvet a llenar el bano es uria opcion que el puhdor
de metales debe considerar antes de tirar el contenido del bano. Esto requiere
practicas de supervision simples como medir rutiriariamente el pH y las
concentraciones del metal. Cuando la eficacia del bano disminuya, se puede tirar
parte del bano y anadirla agua fresca y qufmicos nuevos para reempiazar lo que
se ha perdido. , -.-.-'. .'.-"'.
La introducciori de contaminantes no se puede controlar simplemente anadiendo ,
mas agua y mas qufmicos. Eventualmente los niveles de contaminantes
aumentaran hasta el punto eri que se afecta la eficiencia del proceso. Es en este
momento que se debe estirhular ai pulidor para que busque un proceso de
tratamiento que extienda ia vidd u«i uei bano. Por ejemplo, el cobre puede .
contaminar los banos de zinc y de nfquel. Cuando esto ocurre algunos
enchapadores emplean un proceso de tratamiento que se llama falseado
electrolftico Este proceso se basa en el hecho de que el contaminante, el cobre,
tiene un potencial electrolftico mas bajo que el zinc o el nfquel en el bano de
enchapado Una placa electrolftica se coloca en el bano y se aplica una comente
muy baia Como el cobre, para ser Veducido, requiere menos potencial electneo,
se esparce preferentemente en el panel. Reducir el cobre contaminante a niveles
aceptables puede tomar varies dfas, esto lo compensan. las ventajas: una vida util
del bano mas larga y menos generacion de desperdicios. ,
En otro eiempto, el enchapador puede aprovecharse de la extrema insolubilidad^
del plomo y de las sales de sulfido de cadmio. La vida del bano se puede extender
con tan solo anadirle sulfido ferreo ai bano de proceso y filtrar del bano el ;
precipitante que resulta. En todo caso, el inspector debe animar a los pulidores de
metales para que aprovechen losiconocimientos particulares que tienen sobre los
procesos que emplean para encontrar nuevas maneras de extender la vida util de
sus barios de proceso. Los analisis de laboratorio del tanque de procesos,
llevados a cabo periodicamente, ayudaran.a entender mejor los qufmicos que se
emplean y c6mo extender la vida ;de la solucion del proceso.
La Reduction de la Solution Arrastrada
La reduccion de soluciones de arrastre en los banos de procesos es una clave
para reducir los desperdicios en la industria del acabado del metal. El arrastre
ocurre cuando las soluciones'de procesos se adhieren a las piezas y se llevan a
los tanques de enjuagues subsiguientes. La solucion arrastrada crea un flujo de
desperdicios que entonces debe ^ser tratado. Reducir el arrastre puede ahorrar
tanto en tos costos de procesos qufmicos y en los costos de la disposicion de
desperdicios, ambos de los cuales seran menores.
AI volumen de arrastre lo afecta el tamano yja forma de las piezas. la viscosidad
del bano de prodrso, y la concentracion del bano.
Algunas piezas tienen superficies cdncavas, lo cual atrapa volumenes
considerables de solucion cuando se remueven del bano. El inspector debe
obseryar los procedimientos que usan los operadores cuando las. perchas que
coritie'nen las piezas se remueven de los banos. Intente determinar si con
simplemente virar, voltear o sacudir las perchas se puede lograr un drenaje
' adiciona! de la solucion del proceso. Asegurese tambien de que las perchas se
es-urran sobre los tanques por suficiente tiempo.. Algunos pulidores de metal han
Mantenga
llenos los banos
en lugar de
vaciarlos
Elimine los
contaminantes
de los banos
OLL.AC-ASADO CEN
21
-------
Pertnita mas
ticmpo para el
drenaje
Use banos menos
viscosos
Otros mctodos
para rcducir
el arrastre
instaiado un carril sobre los banos de prpceso, en.e! que ios operadores pueden
colgar las perchas para aumentar el tiempo de drenaje. Observe tambien la
velociad con la que se sacan las perchas del tanque. Mientras mas lentamente
se saquen, mas fina sera la capa de arrastre que cubra las piezas.
Mientras mas alta sea la viscosidad del bano, mas espesa sera la capa de
arrastre que cubre las piezas. Hay varias maneras en que el pulidor de
metales puede reducir la viscosidad y el arrastre que resulta. Reducir la
concentracion qufmica del bano no solo reduce la viscosidad, sino que
tambien'reduce los costos de los quimicos y del tratamiento, cuando se
lira el contenido del bano. El inspector debera animar al pulidor para que
compruebe con. concentraciones menores de quimicos cuando formule-
los banos de proceso, para determinar si esta opcion es viable. Si se
reduce la calidad del producto, se le pueden anadir los qufmicos por
incrementos, hasta que se logre la calidad deseada. Es posible que esto
no sirya como alternativa si las especificaciones de los contratos requieren una
concentracion mfnima en el bano.
Otra forma de reducir la viscosidad de las soluciones de proceso es aumentar la
tempecatura. Aunque la temperatura puede aumentar la eficacia de algunos -
procesos de limpieza, tambien puede presentar un riesgo mayor para los
trabajadores, debido a emisiones mas altas'de contaminantes toxicos en el aire. ;
como el cromoy-el'cianuro, y esto aumentara los costos deenergia. '
Se pueden duplicar los beneficios cuando se usan banos de altas temperaturas
en conjunto con tanques de arrastre. Se coloca un bano.de arrastre al lado de un
bano de proceso y se llena con agua desionizada. Cuando las piezas se mueven
del bano de proceso y se escufren, se colocan en en tanque de arrastre.
Eventualmente se puede usar el contenido del tanque de arrastre como fuente de
solucion para el tanque de proceso, luego de que se evapore para concentrar la
solucion del tanque de arrastre, o se puede'usar directamente. Los tanques de
arrastre pueden reducir hasta por un 50% los volumenes de agua de enjuague y
los costos de los quimicos.
Rociar con vapor y con aire bajo presion son formas muy utile-s para reducir el
an-astre. Rociar con agua deionizado o con aire puede devolver al tanque de
proceso tanto como un 75% del arrastre. Tipicamente ei rocio de humedad se.
coloca justo sobre la superficie del bano y funciona mejor cuando el paso de rocio
iguala el paso de evaporacion del tanque.-El rocio con aire bajo presion, que
tambien se coloca-sobre el tanque, reduce el arastre al restregar mecanicamente
ei liquido adherido a la pieza. Sin embargo, cuando se usa aire suplido por un
compresor, es importante filtrar el aire apropiadamente para evitar que se
contamine coh-aceite el bano o la pieza. Ademas,' es posible que en algunos
casos no sea deseable que la pieza se seque entre los dif srentes pasos del .
proceso. Estas dos tecnicas de reduction del arrastre son muy eficaces y se
pueden instalar por aproximadamente $500 por tanque.
El uso de ag'entes de remojo puede reducir el arrastre hasta por un 50%. El
pulidor de metales debe de preguntarle al proveedor^de qu'micds si se pueden
usar agentes de remojo en los procesos quimicos que estt le suplee, y si no, si se
ie pueden anadir agentes de remojo.
En algunos banos de encttapado se ha encontrado que los agentes de remojo no
so': aumentan la caldad del acabado sino que tambien reducen la cantidad de
a'rasire
'.'."_': TSM UE-
-------
Los que manufacturan los procesos qui'm'icos pueden recomendar ,.
concentraciones mayore's que las que son necesarias para hacer un trabajo de .
calidad. Mantener los banos con las cbncentraciones nffhimas aceptables
reducira la cantidad del arrastre. Los banos nuevos funcionaran con
concentraciones menores, que luego se pueden aumentar cuando se vuelvan a
llenar El inspector debera tratar de recalcarle al pulidor de metales la importancia
de estas medidas para reducir eliarrastre. que empleadas independientemente o
en combination son esenciales para lograr un programa eficaz de minimizacion
de desperdjcios y que podrfan de heclio reducir en gran medida los costos del
uso de agua y de tratamiento. ' . '
T OS SISTEMAS DE ENTUAGUE
El diseno y la revision de los sistemas de enjuague se concentra en
. la conservation del agua de desperdicio. £: c! tzl'.cr.tiene suficiente
espacio, la instalacion de un sistema de enjuague contracorriente de
etapas multiples puede reducir el consume de agua. en hasta un
90%. Este sist0ma utiiiza multiples tanques de enjuague, a traves de
los cuales -se remoja la pieza en sucesion: El agua de enjuague
fresca fluye en el ultimo de los tanques. El agua que se desborda de
cada tanque de enjuague fluye al proximo tanque de la fila, en
direction cgntraria al movimientd de la pieza. El liquido que sale del
tanque de enjuague ultimo se utiiiza como fuente de solution para el
' tanque de proceso o>e recupera para el reciclaje, la recuper-acion
del recurso o el tratamiento.
Independientemente de que se use o no el enjuague de etapas multiples, rociar
con agua antes de enjuagar y dejar escurrir la pieza reducira de forma importante.
el arrastre, permitiendo asi reducir el paso de flujo del tanque o de Ids tanques de
- enjuague. . ' ' . '. , '
Agitar el agua del tanque de enjuague o agitar a las perchas que sostienen las
piezas tambien aumenta la eficiencia del .proceso de enjuague.
Se puedeo usar valvulas de bloqueo ya ajustadas o valvulas con aperturas
restrictivas para controlare! flujo. del agua.
PARA MFJORAR EL PROCESO DE LIMPIEZA DHL LUGAR DE
TRABATO
Eliminar el espacio ehtre los tanques o instalar tabla's de drenaje para hacer correr
e'l arrastre de nuevo a los tanques cuando se mueven las piezas de un tanque a
otro, puede ayudar a evitar que se escurra ai suelo el arrastre, lo cual de otra
forma pasarfa por los desaguesi del piso durante las operaciones de limpieza.
LA REDUCCION DE LAS FUENTES DE MANUFACTURA DEL
TABLERO DE^CIRCUITOS IMPRESOS
Los procesos que se usan en el enchapado de superficies y los que se usan en la
' manufacture del tablero de circuitos impresos (CP) son muy parecidos; por eso
esta secci6n se concentra en los aspectos de la reduccion_de fuentes que aplican
, solo a la manufacture del.tablero deCP. Para informacion aditional sobre la
reduction de fuentes en la limpieza y,en la preparation de superficies; en el
." e'ectroenchapado y en el enchapado sin electricidad. y en los sistemas de
Proceco
Agua de Tratimiento,
de Reciclaje o de
Compottcipn del Bano
'Agu* d*
Emplec sistemas
de enjuague
contracorriente
-------
Sc cstdn
dcsarrollnntlo
nuci'os
protinctos
Utilice resinas
protectoras y la
hnprt-sion por
pantalla acitosas
enjuague. vea las seccjones que asi se titulary en lo anterior sobre-el enchapado .
de superficies y sobre los procesos relacionados a esta. La Tabla 5 senala los
qufmicos y los desperdicios que se generari como consecuencia en la
manufactura del tablero de CP.
T A SUSTTTT rrTON DE PRODUCTOS
El metodo convencional para fijar componentes a un tablero de circuitos requiere
que haya agujerbs en el tablero. Se han desarrollado nuevas tecnologias para
montar en una superficie que permiten un area de contacto mas cercana entre los.
alambres de coneccion, y permitiendo asi una'reducaon en el tamano del tablero.
hasta llegar a treinta y cinco por ciento del disefio convenciohal. Se'gun dismmuye ,
el tamano de los tablero. la generacion de desperdicios disminuye
conmesurablemente, con la exception de Ics agentes desengrasantes como el
CFC-:113. que se requiere en cantidades importantes mayores para limpiar
adecuadamente'del tablero antes de montar,las superficies. Cuando se dentifique
un sustituto apropiado para el CFC-113. que agota el ozono. los impactos.
relatives de esta tecnologia seran menores aue los de la tecnologia tradiciona! .
Battelle ha desarrollado una teenica que combiha la moldura por inyeccion del
tablero con una tecnica de electrodeposito de gran rapidez, que se usa para
producir uh tablero de circuitos complejo sin la necesidad de usar acidos para
grabar. reduciendo por lo tanto ia generacion de desperdicios.
r A LIMPIE'Z A Y PREPARACIQN DE I A SUPERFICIE
Aim y cuando es posible usar secuestradores (chelators) qufmicos en las
soluciones de procesos de manufactura del tablero de circuitos para aumentar la
solubilidad de los iones de metal, esta practica ha side restringida debido a
controles mas estrictos sobre las aguas residuales. Esta practica, cuando se usa,.
tiene la necesidad de anadir agentes de reduccion adicionales. tales como el
sulfato ferreo. que causa la generacion de bastante mas.sedimento. Es virbie-eJ
uso de las soluciones de proceso no-secuestradores o de un secuestrador
quimico moderado tal y como el acido etilenonediaminetetracetico (EpTA,, Puede
que seari viables acidos para grabar no-secuestradores tales como e!
permanganate y el hidrogeno de peroxide'acido sulfurico, pero su uso requiere
controles rigidos. Sin embargo, banos.de proceso no secuestradores requieren.
una filtracion continua para controlar la acumulacion de solidos, una partida de
costos que debera evaluar el pulidor, comparandola con los costos de
administracion de los desperdicios:
LA IMPRESTON DE PATRONES Y FT ENMASCARAMIENTO
El patron deseado en un tablero de circuito se crea con la aplicacion de un
material que resiste el enchapado. Estos materiales se llaman resinas protectoras,.
Las resinas protectoras usadas convencionalmente deben ser procesadas y
desarrolladas con solventes organicos. Se encuentran disponibles resinas
protectoras acuosas procesables.Jo'cual resulta en una dismmucion de la v
generacion de desperdicios.
Se recomienda la impresion por pantalla be los patrones 'de circuito en vez de la
fotoLtografia. para eliminar la necesidad de relevadores. -Las nuevas tecnicas de
impresion por pantallas de alta reso'lucion han aumentado la aplicabilidad
l de este enfoque'alterno.
-------
Tabla 5
FUENTE DEL
DESPERDICIO
DESCRIPCiON
DEL DE'SPERDICIO
COMPOSICION
DEL DESPERDICIO
Lirnpieza/preparacion del
desperdicio
1.. Monoparticulas de
suspension de aire
2. Vapores, acidos/
vapores orgariicos
3. Solucton acida/ "
alcanados, alcali
4. Solventes halogenacios
gastadps
5. Agua de enjuague
residual
.Materiales del tablero,
materiales de lijar,
metales, fiuoruro, acidos
solventes halogenados
gastados
Applicacion de catalizador/
Enchapado sin electrodes
1. Bafio de cobre sin
. electrode gastado .
2. Solucidn catalista .
gastada
3. Soluciori acida gastada
4. Agua de enjuague
residual
Acidos, oxido de estano,
paladio, metales
complejos, agentes
secuestradores
Impresion de patrones/
enmascarar
1. Soluciqn de desarrollo
"" gastada
2. Solucion para eliminar
; la recina protectors
gastada
3., Solucjon de acido
gastada
4. -Agua :de enjuague
residual
Poli'meros de vinilo,
hidrocarburos, solventes
organicos, alcali
Electroe'nchapado
1. Bano de enchapado
gastado
2. Aguai de enjuague .
gastada :
Cobre, ni'quel, estano,-
estano/plomo, orq,
fiuoruro, cianuro, sulfato
Grabadc'
'1.,Acido para grabar
gastado
2-. Agua de enjuague
residual
Amonio, cromo, cobre
hierfo, acidos
25
-------
Verifique las
reglamentos
OMlil*c)on b*
lot tolv«nt««
Fonda cM
-------
procesado ei -licor de .decapado gastado. a traves de una membrana bipolar, lo
cual resulta en un iicor de decapado regenerado y en un filtrado que contiene los
.metales precipitados. . ;v - - -*
EL RECICLAJE Y LA RECUPERACION DE RECURSOS EN EL
ENCHAPADO DE SUPERFICIES Y EN PROCESOS
RELACIONADOS
LA REGUTERACIQN Y RFUTILIZAClhN DEL MATERIAL
Segun han aumentado los requisites reglamentarios para los residues del
enchapado, los metodos de recuperacion que antes no eran economicos se han
convertido en viables, particularmente para las empresas grandes: Aunque las
pequenas empresas no puedan implementar estas-tecnologfas en laplanta.
misma, se les debe informar sobre los metodos relatives de estas alternattvas
para que puedan tomar las decisiones apropiadas con relacion al tratamiento
. fuera de la planta. ' . . '. .
' 'Las tecnolbgfas disponibles son: 1)-la evaporacion, 2) la osmosis inversa, 3) el
intercambio de iones, 4) la recuperacion electrolftica, y 5) la electrodialisis.
La Evaporacion . .
La evaporacion se.usa para reducirrel volumeh de una fuente de residues para
luego tratarlo o para concentrar suficientemente un contaminants como para
usarlo como materia de trabajo. .., ''.
Los sistemas de evaporacion atmosferica no pueden recobrar el agua vaporizada
como lo hacen los sistemas cerrados a vacfo, pero son considerablemente menos
costosos. La mayor desventaja de los sistemas de evaporacion es la demanda de
energfa. Vease la Figura 4.
Evcporaeibn d«
IB «up«rficie
Arr«tre
r S
; T
«
1 ^^
t
m m
»
i
En|u«gu« eon«r«c
-------
Ev«poracf6n an
la tup*rficic
EnjuagiM contracor riente be 3 «UpH
Material p«fm*abo
Material que *« envfe
pan el tratamwnto
EL SISTEMA DE OSMOSIS JNVERSA
FiguraS
Agua que entra, lones B-i
La Osmosis Inversa
Durante mucho tiempo se ha usado la tecnologfa de la osmosis inversa (RO) para
recuperar los quimicos de enchapado del agua de enjuague y tambien para
purificar las aguas residuales mezcladas para luego volverlas a usar. Se usa'mas
comunmente para purificar el agua de enjuague de los bafios de proceso de acido
de niquel. El agua se devuelve al tanque de enjuague mientras que las sales de
ni'quel se usan para rellenar el tanque de enchapamiento. Este metodo requiere
hacer pasar por una membrana
semipermeable, bajo presion de
entre 200 y 1200 libras por
pulgada cuadrada (psi), aguas
con gran contenido de metal. La
membrana es impermeable para
la mayoria de ios solidos
disueltos. El operador debe
evaluar cuidadosamente el tipo de
membrana y el diseno del modulo
para asegurarse de que la unidad
se desempene adecuadamente y
que quepa en el espacio
adjudicado. Este metodo no es
SSecuado para los compuestos
que tienen un alto potencial de
oxidacion (ej., el,acido cromico) y
debe afiadfrsele un tratamiento de
carbon activado, si estan
, presentes elementos organicos
no-ionizados. Los costos de
energia son altos debido a las
altas p-esiones que se requieren.
Vea la Fiour'a 5.
Zona activa de
intercambio de
iones
Agua tratada, iones A-
Leyenda: . '
B = lones B*
SB'. = Resina que contiene iones B*
V^*
fA > = Resina que contiene iones Af
A = lones A*
Hgura 6
25
-------
El Intercambio de lories
El intefeambio de iones es tambien util para recuperar ei arrastre'de las aguas de
enjuague. Este proceso ofrece iones* de substancias no plligrosas que se
encuentran dentro de la resina de iritercambio, a cambio de los metales del agua
de enjuague. Las partfculas sotidas'de intereambio de iones en las resinas son o
bien zeolitas inorganicas que estan presentes ffaturalmente, o son las resinas
organicas sinteticas que se usan co,'munmente. Este sistema es adecuado para
los enjuagues de acidos de cromo y se usa para recuperar varies metales (ej., Ni,
Cu. Ag) en la forma de soluciones concentradas, para devolverlas al proceso. Sin
embargo, para hacer esto se deben segregar las aguas de enjuague. Este
.metodo es generalmente menos delicado que el de la osmosis inverse. Puede
tambien ser util para eliminar/recuperar el aluminio, el arsenico, el cadmio, el ,
cobre. y el cianuro. For otra parte, las unidades de intereambio de iones requieren
una cuidadosa supervision y puedeh afiadir mas residues al tratamiento de las'
aguas, debido a las grandes cantidades de soluciones que se ban usado para
regenerar y para lavar. Vea la Figura 6.
La Recuperacion Electrolitica
La reeuperacion electrbli'tica captura el metal en una solucion, enchapandpla
sobre.una fina hoja nueva hecha del metal que se recupera, o sobre una hoja de
acero inoxidable. que sirve asf de catodo en el tanque. El producto de este
proceso es una ptancha de metal solida, que se puede reciclar o usar como un .
anodo en un tanque de.electroe.nchapado. Esta tecnplogi'a, que tambien se llama
"electrowinning", se aplica al agua de enjuague y a los banos de proceso
gastados. Esta tecnica requiere la segregaci6n del agua de enjuague para evitar
.que se contamine e! anodo con los metales mezclados. ,
La Electrodialisis -
La electrodialisis empiea membranas seleccionadoras para separar los aniones y
ios cationes de las aguas de enjuague. Cada componente se puede luego
. devolve: a! tanque apropiadp. Vea,la Figura 7. '...'.''
LA RELTILIZACION DEL AGUA DE ENTUAGUE - ,
Considere la posibilida'd de usar el agua de enjuague, despues de la limpieza con
acido, como el agua que compone los tanques de enjuague para despues de la
limpieza eon compuestos atealinos-i Este metodo debera alargar la vida del agua
de enjuague y mejorara el enjuague de la pieza que se limpia con compuestos
alcalinos. al reducir la viscosidad de la capa de arrastre. Las normas que . .
especifican la calidad de la pieza determinaran si este metodo de reciclaje
funcionara o no, ya que produce depositos de sal en la pieza (ej.; manchas).
Ei agua de enjuague final o crftica podri'a ser suficientemente limpia para usarse
' como el agua que qcmpone los enjuagues que requieran mtnos eficiencia.,(Vea
los comentarios sobre los sistemas de enjuague en la seccion sobre la reduccion
de las fuentes de residuos). . '.:-'.-':.
e v« a cubrlr
Cttodo
:l*e«ollta
29
-------
Fuente
Purificada
(va a los
tanques de
enjuague)
Vapor
Concentrado
(va al bano de
enchapado)
Catodo
Anbdo
t ft t ft
Leyendar
Agua de Enjuague;
Contaminada
M+ = Cationes
X- as Aniones
Membrana Seleccionadora de Cationes
Membrana Seleccionadora de Aniones
LA ELECTRODIALISIS
Figura 7
30
EL RECICLAJE Y LA RECUPERACION DE RECURSOS EN LA
MANUFACTURA DEL TABLERO DE CIRCUTTOS IMPRESOS
Hay varias oportunidades para recuperar metales de las soluciones que ttenen
que ver con la manufacture del tablero de circuitos impresos, ademas de los
metodos que ya se describieron para electroenchapado.
~EI cobre de los bafios de grabado se pueden recuperar, purificar y usar como
material para los bafios de electroenchapado, , ,
El cloruro cuprico para grabar, que se convierte a cloruro cuproso al reducir el
cobre grabado, puede regenerarse mediante la clorinacion directa. Esta es una
idea nueva, el equipo y la tecnologia no estan disponibles actualmente.
La recuperacion de formas metalicas de cobre, plomo, y estano han sido
demostradas al pasar residues por un reactor de intercambio que contiene
aluminic. el cual por tener un potencial mas alto de oxidacion desplaza los ,
metaies. ' - :
LA «;.v;i;.'2.J.c.'.\v DE KES;DUOB E.VLA KOUSTRLA DEL AC.IBADO. DE MZTALES
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-------
:£ RIS/DL/JS E.V M D.T'USTRiX DEL .ACrtBAOO O£ METALES
»
-------
GLOSARIO
Activacion (Activation) - ' .
El proceso de elimmar el ultimo rastrd de oxido y una fina capa del metal'del
mjsmo para asegurarse de que la superficie que se enchapa sea
electroquimicamente activa.'.(Vea "grabado"). . , .
Agentes Humectantes (Wetting Agents)
Quimicos que reducen la tension superficial del agua, lo cual perrriite. que esta
corra entre las piezas sin aglutinarse. ,
\
Aleacion (Alloying)
Es anadir un metal a otro metal, a un material que no es metal, o a
combinaciones de metales. For ejemplo, el acero es una aleacion de hierro y
carbon. Para impartir caracteri'sticas especificas como la fuerza o resistencia a
la corrosion se le afiaden otros metales al acero.
"Alocrom" - >
Un proceso apropiado que se aplica al aluminio y a sus aleaciones para ,.
mejorar la resistencia a la corrosion o para preparar superficies para la pintura.
El tratamiento produce un dxido de aluminio adherente con algd de cromato
absorbido.
Amalgajnar (Amalgamating) .
Un proceso en el que se forman aleaciones con mercurio,;como el oro; la plata,
el hierro, el cobre, y el aluminio. Debido a la toxicidad del mercurio esta ;
declinando el uso de esta practica. _ .
Anodizado (Anodizing)
Un proceso que generalmente se apfica al aluminio y a sus aleaciones para
producir una pelicula de oXido adherido que imparte resistencia a la corrosion o
endurecimiento a la superficie.
Barnizado (Lacquering)
Termino que se refiere al aplicar un barnjz claro y no poroso para proteger una
superficie. La maypria de Ibs barnices son materiales de base de celulosa
disuerta en un solvente. Generalmente se aplican con rociador o con brocha. E!
solvente se evapora dejando en la superficie del metal los restos de una capa
fina de celulosa. - . .
Borurizar (Bonding) . ' . _
Un pro'-eso de altas temperaturas usado para endurecer la $uperficie ,de
aceros btando£bajos en carbon. ' .
Broncear (Bronzing)
Un proceso qui'micb que generalmente se le aplica al acero para impartirle la
apariericia del bronce (cloruro de antimonio.en acido clorhfdrico seguido por
cloruro de amonio-er acido acetico diluido): La pelicula de "bronce" que se
produce no resiste la corrosion como el 'bronce verdadero/
-------
Carbonitruracion (Carbonitriding)
Una tecnica para el acero, de endurecimiento de la superficie, en la cual un
hidrocarburp (por ej. propano, butano) y el amonia se inyectan en un homo
(entre 750 y 800 °C) eh el que se encuentra la pieza. El carbon atomico y el
nitrogeno que se producen reaccionan con e! hierro de la superficie para formar
carburos y nitruros de hierro.
Carburizar (Carburizing)
Un proceso que se utiliza para ciertos tipos de acero ductil que aumenta el
endurecimiento de la superficie entre dos y seis veces. Generalmente se lleva
a cabo en una caja resistente al calor y que contiene una atmosfera de
monoxido de carbono, dioxido de carbono, vapor de agua, metano, hidrogeno,.
y butano en propofciones correctas y que se calientan a 900 °C.
Cobrizado (Copper Plating)
En las industrias de circuitos impresos y en la ihdustria electrica "decorativa, el
cbbre se electrodeposita por su conductividad . Hay cuatro tipos basicos de
soluciones de enchapado de cobre; el sulfato de cobre, el cianuro de cobre, el
pirofosfato de cobre y el fluorborato de cobre.
La tecnica mas antigua emplea el sutfato de cobre (200 g/l), el acido sulfurico
(30 g/l) y el potasio (12 g/l). Las soluciones modernas usan aditivos, lo cual
hace posible enchapar a temperaturas mas altas y c'on una accion de alta
'"nivelacion". . . .
Con frecuencia se emplean soluciones de cianuro de cobre cuando se enchapa
el acero. Esto produce una pelfcula espesa, densa y no porosa. Una solucion
tfpica de cianuro de cobre contiene cobre (8 g/l), y cianuro de sodio libre (5 g/l).
Como sucede con el cianuro, las soluciones.de pirofosfato de cobre se pueden
usar para enchapar acero, siempre que se le de un "golpe" intcial antes del
enchapado. Usualmente la sqlucidn de "golpe" contiene cobre (5 gm/l).
pirofosfato (60 gm/l), bxalato (5gm/l) y cloruro (10gm/l). Se puede calentar
hasta 50°C. Luego del "golpe" las piezas se colocan en una solucion patron de
enchapado de pirofosfato que contienen cobre (20 g/l), pirofosfato (160 g/l),
oxalato (17 g/l) y amonia (6 g/I). El pH del bano se debe mantener a 8.4.
Generalmente los aditivos dan un buen "nivelado". Las'soluciones de
pirofosfato requieren un control cuidadoso y son mas costosas que otras
alternatives,- pero producen un deposito brilloso y denso con un buen poder de
lanzamiento.
'
Las soluciones de fluorborato de cobre se. emplean cuando se necesita una
rapida acumulacion de deposito. Generalmente se requiere un controlde
laboratorio estricto para lograr una eficiencia optima de enchapado. Una
-solucion tfpica contiene cobre (120 g/l), acido fluorborico (30 g/l), y se opera a
- 45=C. ' .
! ,
Color por anodizado (Color Anodizing)
Este proceso solo se usa para el aluminio y sus aleaciones donde se usan
tintas para darle color a la pelfcula anodica. El proceso anodico produce una
pelfcula porosa que cuando esta fresca abisorbe tintas. La anodizacion se lleva
a cabo usando el proceso de acido sulfurico. Al terminar la anodizacion, las
piezas se enjuagan en agua fri'a y se ponen en una solucion de tinta. Luego de
tenirse, las piezas se enjuagan de nuevo en agua fria y se sumergen en agua
36 M .M.'.S'fM.'Z^C/O.V T£ RrS.'C^.V £.VM ISDUSTRLA DEL ACABADC DEMETALES
-------
hirviendo. El calor sella la pelfcula anodica y la superficie queda coioreada
permanentemente. ; . . ,
Colore.ado de Metal;; (Metal Coloring)
Tintas que se aplican luego de ancdizar o enchapar piezas para diferenciarlas
por el color (por ej. para identificarlas). '
Corrosion (Corrosion)
La corrosion se produce en algun momento en todos lo metales y se puede
dclasificar eri cuatro formas basicas. La oxidacion a temperature de ambiente,-
la forma mas comun, es mas notable en las aleaciones de acero moderadas y ,
bajas. El proceso se acelera dramaticamente al anadir pequenas cantidades de
contaminantes como el cloruro, el sutfato, y el fluoruro.
Los metales, al exponerse a temperaturas altas, casi invariablemente produce.n
oxidacion en la superficie del metal. La corrosion qufmica se debe al ataque del
acido o de compuestos alcalinos que disueh/en la superficie del metal. La
corrosion electrolitica ocurre cuando dos metales con potencial.es electricos
, diferentes entran en contacto el uno con el otro. Este tipo de corrosion se
presenta en la corrosion de la mayori'a de los aceros. '
Cromado (Chromium Plating)
Generalmente este electrodeposito de cromo se aplica al acero en todas sus
formas. Usualmente se hace con proppsitos decorativos.(el cromo brilloso) o
para proporcionar una superficie dura (el cromo duro). La plancha de cromo
casi siempre se deposits encima de un deposito de ni'quel. El deposito de
nfquel suple la resistencia necesaria contra la'corrosion.
Las/soluciones de enchapado de cromo contienen acido cromico (500 g/\) y
acido sulfurico (5-g/I). Algunas veces se usan bs aditivos adecuados para.
aumentar el poder de lanzamiento, para regular la solucion y para ayudar a la
distribucion de la corriente. :...,.. ''-'.-.,
Cromar (Chromizing)
Tratamiento que solo se aplica al acerb moderado y bajo. Es un proceso de
difusion de la superficie el que se forma la aieacion del cromo con hierro para
dar una capa rica en cromo. -
- Las piezas perfectamente limpias se colocan en.una'caja resistente al calpr con
polvo de un compuesto inestable de cromo. Cuarvdo se calienta la-caja spbre
1000 =C, el cromo se descompone en un estado active que reacciona con el
hierro para producir una aieacion. Mientras.mas tiempb se retiene-la pieza en la
caja caliente, mas profunda es la penetracion de la aieacion de cromo.
Cromodizado (Cromodizing) - . .
Nornbre que seje ha dado a la cromado del acero, en que se forma una
pelfcula de cromato de hierro en la superficie. La proteccion contra la corrosion
que proporciona este tratamiento es de orden muy bajo. Probablemente la
"fosfatacion" y ,etaceitar proveen una resistencia superior a la corrosion sin el
. uso del cromo.' - ;
17
"
-------
Decapado (Pickling)
Tratamiento qufmico que quita el oxido y la escama de la superficie de tin
metal. La mayorfa de las veces se refiere al uso del acido sulfurico o clorhidrico
para qurtar las escamas formada en las aleaciones blandas y bajas de acero
durante las operaciones de formacion en caliehte. El tratamiento del acero
inoxidable-o de las aleaciones de alta concentracion de niquel se hacen con el
acido fluorhidrico, un maten'al que debe ser manejado con extremo cuidado.
Delustrar (Frosting) . .
Tipo de acabado de metales"en que se produce un acabado mate fino
empleando tecnicas como grabar en acido, sopletear, raspar usando una
brocha o rotar en barriles.
Deposito al Vacio (Vacuum Deposition)
Proceso bajp el cual ciertos metales puros se depositan'en un substrato. La
tecnica se basa en el hecho de que en un recipiente cerrado a vacio tos
metales puros se pueden vaporizar a temperaturas bajas. El vapor del rnetal se
condensara uniformemente en la superficie, obteniendose una capa metalica.
El aluminio es el metal que mejor se deposita; produciendo un acabado de alta
reflexion. '
Desengrasado (Degreasing)
Forma de limpieza que generalmente usa soh/entes clorinados. En su forma de
uso mas comun, se calienta un solvente Ifquido en un recipiente con tapa
abierta hasta su evaporacion. El vapor se mantiene en el recipiente por medio
de una espiral de enfriamierito que corre alrededor del interior del recipiente, a
poca distancia del borde. Esta zona fria hace que vapor se condense y que
regrese a! pozo colector para volverse a evaporar. Es por esto una forma de
destilacion continua.
Cuando se coloca en el recipiente cualquier componente frfo, el vapor se
condensa inmediatamenfe en la superficie. El solvente condensado disuelve
cualquier grasa en la superficie, el solvente acarrea la suciedad al pozo
colector. _ ,'
Desengrasada al Vapor (Vapor Degreasing)
Ver "Desengrasado"
Desengrase con Solventes (Solvent Degreasing)
Ver "Desengrasado".
Desescamado (Descaling)
Termino que describe an proceso para eliminar las escamas aplicahle a
^ cualquier material. Las escamas se producen generalmente durante la
~ manufactura o el almacenaje y pueden ser tan obvias como el herrumbre, las
escamas (millscale), o pueden ser muy discretas. Hay varies metodos para
desescamar, incluyendo el sopleteado, el decapado, el tratamiento de hidruro
de sodio acido o alcalino, y el pulido.
Desescamado Alcalino (Alkaline Descaling)
Un proceso qufmico para eliminar las incrustacbnes. Una solucion tipica para
desescamar utiliza la sosa caustica con aditivos como detergentes y agentes
secuestradores.
-------
Desescamado con Acido (Acid Descaling) ,
Este 'es el nombre alterno para "decapar" (pickling),, un proceso que utiliza
aci'do para disotver el oxido y la costra. . - .
Detencion (Stop-off)
Metodo para proteger determinadas porciones de la superficie de la pieza de
los procesos qufmicos. Se aplican ceras, bamices o cintas especiales para
evrtar el ataque, o la deposicion qui'mica. .;'',
Dorado (Gilding) :
Proceso para cubrir con oro la superficie de otro metal de base. El oro en
hojas, que es una capa golpeada o enrrollada tan finamente que es porosa
ante la luz, se pega o se golpea al arti'culo que se vaa dorar. Un metodo.
similar emplea una mezcla de polvo de oro fino con un li'quido soivente
'flamable y se aplica como pintura al arti'culo. Se permtte que el sblvente se
evapore o en algunos casos se incinera.
Dorado Electroenchapado (Gold Electroplating) ,
El oro tiene dos propiedades especi'ficas valibsas para su uso industrial y
comercial, su gran resistencia a la oxidacion y la corrosion y que mantiene su
atractivo aspecto. '
En la actualidad, el oro se usa mucho en el campo electronico. Auh y cuando el
oro tiene una conductividad de tan solo el 60% de la del cobre, tiene la. ventaja
; de que se mantendra esa eonductividad a traves de una gran variedad de
condiciones. ,
Tradicionalmente el oro ha sido encbapado en soluciones de gran '
concentracion de cianuro, que frecuentemente se obtiene el cianuro de oro
sumergiendo el oro en el cianuro, esta solucion se puede luego usar como
efectrolito con un anodo inerte.
La ventaja mas importante que tiene el dorado electrolftico sobre otros metodos
de aplicacion de oro a las superficies, es que las capas electroenchapadas no
tienen poros como las capas doradas. Esto alarga la vida y aumenta la
resistencia a la corrosion...,
Dorado en Euego (Fire Gilt Process)
En este proceso, que se limtta a la industria de la joyerfa, se frota el oro
disuelto en mercurio (amalgarna en oro) sobre la superficie que se va a
enctiapar. Cuando el'artfculo se.calienta, se elimina el mercurio dejando una
capa ftna de oro. El proceso representa un peligro de salud considerable,
debido'a la emisiori del vapor de'mercurio.
El ectrogalvaflizar (Electrogalvanizing)
Ver "Ziricado" *_ ''".''.
Electrolimpieza (Eletrocleaning)
Proceso de limpieza electroqufmico en el que primero se cohvierte una pieza
en el catodo de una celda electrolitica. Al aplicar una corriente, se genera el
gas hidrogeno por la electrolisis del agua en la superficie de la pieza,.
produciendo asi Una eficiente accion de restregado. Una vez que termina el
' tratamiento inicial como catodo, se iqvierte el circuito para que las pieza se
conviertan en el anodo. El gas de oxfgeno, el cual se genera en la superficie.
produce la accion limpiadora final. ' '''-.''.'
-------
Electro-Osmosis (Electro-osmosis)
Ver "Osmosis' inverse".
Electroplastia (Electroforming)
Forma especial de electroenchapado que se utiliza cuando se, requieren formas
completas y deposrtos de metales bastante finos. Los mokJes de plastico, de
cera, o algunas veces de metales con la aplicacion de polvo de carbon o metal
se convierten en conductores y s'e enchapan con metodos convencionales.
Generalmente se seleccionan para enchapado el nfquel, el cobre o los metales
preciosos. Generalmente al terminar el proceso de enchapado se remueve el
molde empleando uno de los numerdsos metodos, dependiendo del material
del molde.
Enchapado con Indio (Indium Plating)
El indio es un metal no muy di,ferente al plomo pero con una friccion y
propiedades de resistencia.a la corrosion unicas. De hecho, el unico proposito.
'del enchapado con indio es mejorar las caracteristicas de friccion a normas
muy alias. . .
Enchapado con Soldadura (Solder Plating)
Termino se utiliza para el deposito de una aleacion de 60% de estano y 40°,*
de plomo, que se usa comunmente en la industria electrica y electronics. Esta
- aleacion t'iene dos caracteristicas valiosas, la resistencia a la corrosion y la
soldabiiidad. ' ,
Una solucion de plateado tfpica contiene estano (cloruro estannoso, 55 g/l),
plomo (25 g/l), y acido fluorborico libre (40-100 g/l). Para reducir la cantidad de
deposrtos granulados se afiaden a la solucion aditivos organicos como el
pegamento.
Enchapado de Cromo Brilloso (Bright Chrome Plating)
Enchapado de cromo decorativo depositado directamente en una placa de
substrate de nfquel.
Enchapado de Cromo Duro (Hard Chrome Plating)
Ver "Cromado".
Enchapado de Estano (Contact Tin Plating)
Forma de enchapado sin electricidad que se usa comunmente en.e! tablero de
circuitos impresos y en las industrias eiectronicas en general para mejorar la
soldabilidad de la piezas. Se sumergen las piezas en una solucion quimica
caliente que contiene compuestos inestables de estano. El estano se reduce
en la'superficie-de las piezas.
~ Enchapado de Plomo (Lead Plating)
Enchapado de plomo no tiene muchos usos comunes, con la excepcion de la
produccion de electrodos para baterias de plomo acidas. El acero que ha sido
enchapado con plomo es mecanicamente mucho mas fuerte y ligero que e,
mismo espesor del plomo duro. Tambien se usa con una capa base para er
enchapado con indio.' Las scluciones de enchapado con plomo contienen
aproximadamente 100 9'! de plomo y 40 g/l de acido fluorborico.
..
4,'
-------
Enchapado "Kanigen" (Kanigen'Plating")
El primer proceso propietarid para ei niquelado sin electricidad. Para mas
informacion ver "Niquelado sin Electricidad". _
Enchapado por Inmersion (Immersion Plating)
Tecnica de enchapado similar al enchapado sin electricidad, en el que se
recubre un metal mas electropositive que ha sido disuelto en un electrolito, a la
superficie.de. una pieza de metal menos electronegative. Se usa el termino
enchapado de inmersioh cuando se detiene el proceso una vez que se obtiene
un deposito. ' . .<,",'
'Este procesp es diferente al enchapado sin electricidad, en el que el'metal
continua depositandose'mientras la pieza'permanece en la solucion.
Enchapado Sin Electricidad (Ele.ctroless Plating).
Cuando un metal se sumerge en una solucion de-otro metal que tiene un
pbtencial de electrode mayor, el metal disuetto despiazara en la superficie de la
pieza al metal de potencial rrienor. El mejor proceso de ench*apado sin "
electricidad que se conoce se produce cuando-el acero se coloca en una
solucion de sulfato de cobre. El cobre se enchapa sin la aplicacion de una
'corriente el'ectrica externa. . "->
.El aluminio que en la electroiisis convenciohal rapidamente forma el oxido de
'. aluminio, se enchapa con zinc empleando otro proceso de enchapado sin
' electricidad. Entonces puede electroench'aparse el deposito de zinc empleando
tecnicas convencionales.
Endureciiniento de la Superficie (Surface Hardening)
Termino general que se refiere a tos metodps utilizados para hacer que las
superficies de las piezas de acero sean mecanicamente mas duras que su
interior. Ver tambien: "Nitrurizado", "Carburizado", "Endurecimiento con ,
Ciarvjro", "Carbonitrurizado". \
Envidriamiento de Hidrogeno (Hydrogen Embrittlement)
Defecto-queocurredurante et proceso de electroenchapado. Se produce -
hia'rogeno atomico en el catqdo de la pieza que se esta enchapando. Este
hidrogeno atomico es extremadamente reactive y tiene la capacidad de.entrar
en Ics intersicios del. metal. Como es inestable en su estado atomico, el
hidrogeno se combinara con otros ftomos tan rapido como sea posible, para
formar hidrogeno molecular. Este hidrogeno molecular, por tener una unidad .
de volumen alto, bcasiona presion intema en el metal enchapado.
Fosfatacion (Phosphating)
. Se refiere a un proceso por el cual la superficie de Una pieza de acero se
corvjierte en fo§fato de hierro, uSualmente como preparacion para la pintura. .
Antes de fosfatarse. la superficie debe estar libre de herrumbre y de escamas.
Usualmente esto se togra por medio del decapado acido, mecanicamente con
brocha de alambre o con el sopleteado.
Fosfa'.ar toma relativamente poco tiempo, usualmente entre cinco-y veinte
minuTps-. Las solucior.es se mantienen ehtre 60°C y 90°C. Generalmente las
' piezas se pintan o se cromah dentro de 24 horas'despues del tratamiento, ya
q-je 'a resistencia a la corrosion impartida por la fosfatacion es pobre.
.41
-------
Fosfatado de Zinc (Zinc Phosphating)
Proceso que se le aplica a las piezas recien enchapadas con zinc y que se
sumergen en una solucion de fosfato de zinc acidificada con acido fosforico. El
deposrto de la superficie de zinc se convierte en fosfato de zinc. Luego, para
sellar los depositos de acido y para evitar la indeseable fomnacion de oxido de
zinc, se sumergen las piezas en una solucion diluida de acido cromico,
Fundicion (Casting) .
Un termino general para describir la tecnica en que se calienta cualquier metal
hasta su licuefaccion, luego se vacia en un molde y se enfria para que se
i, solidifique,
Fundicion a Troquel (Die-casting)
Metodo de fundiciori en el que se vierte un metal derretido, algunas veces bajo
' presion en un molde o troquel. El troquel esta hecho de metal, e
inmediatamente luego de la solidificacion de la pieza fundida se abre el mold? y
se expulsa lapieza fundida.,
Fusion (Fluxing)
Proceso que se usa en el calentamiento de metal.es para reducir o para
eliminar la oxidacion, para confinar los productos de la oxidacion, para reducir
su punto de fusion, y para mejorar la fluidez de las capas de la superficie del
metal. Generalmente se emplean en el vaciado y en la soldadura.
Galvanizacion en Frio (Cold Galvanizing} . .
Termino que a veces se usa para diferenciar entre el electroenchapado de zinc
sobre acero y la inmersion caliente del acero sobre el zinc derretido. Tambien
se refiere a una forma de recubrimiento con pinturas especiales que producer!
una pelicula de hasta 90% de zinc en polvo. El objetivo de estos procesos es
proporcionar resistencia a la corrosion.
Galvanizado (Galvanizing)
Tecnica de proteccion contra la corrosion que se aplica solamente a! acero
blando al hierro de fundicion y a las aleaciones de acero, en la que se
sumergen las piezas en zinc liquido a 500"C. Se forma una aleacion de zinc/
hierro en la superficie de ta pieza dandole una capa adherente de zinc.
Antes de^alvanizar, la superficie del metal debe estar en un estado moderado
de limpieza. Generalmente se logra por medio de decapar ligeramente con
acido o al sopletear. .
Usualmente las capas de galvanizadas son de aproximadamente 0.005
pulgadas de ancho y protegen entre 10 y 20 anos.
- Grabado (Etching) ' ' ^
El grabado se puede usar como una tecnica de preparacion de la superficie
antes del enchapado (vea "Activacion") o para eliminar el metal, como en a
industria de circuitos impresos, en que el material que no se require en el
Proyecto final se elimina con una solucion quimica. Tambien, por su hab.lidad
de acentuar las grietas y los defectos, se puede emplear como tecn.ca de
inspeccion. Gomo los bordes han sido disueltos prefeficialmente. aun los
defectos minusculos de la superficie se resaltan.
-------
Grabado Anodicp (Anodic Etching)
Una forma de grabado electrolitico en el que la pieza que se graba es el anodo
en elcircurto electrolitico (en el enchapado,:la pieza es el catodo).
Grabado Catodico (Cathodic Etching)
Se refiere a una tecnica que se aplica a las piezas de acero en que la pieza se
' convierte en el catodo en una celda electrolitica donde se usa el acido sulfurico
como el electrolrto. Generalmente el anodo es el plomo o el acero-inoxidable. Al
aplfcar una corriente, el hidrogeno reacciona en el catodo y se reduce el oxidq
de metal superficial. La tecnica' se aplica usualmente inmediatamente antes del
electroenchapado. '
Grabado Electrolico (Electrolytic Etch) . , ...''-._.
- Tecnica que se apiica generalmente al acero, que ataca la superficie para
producir un material limpio y libre de oxidd. Usualmente se usa antes del
electroenchapado, especialrriente antes del cromadp. Atacando
preferenteme.nte a los bordes, abriendo grietas diminutas en las superficies, lo
cual perm'rte que se use como una tecnica de inspection.
Limpieza con Solventes (Solvent Cleaning) .
Usualmente la limpieza corv solventes utiiiza alcoholes desnaturalizados, p el
alcohol meti'lico. No se debe permitir la limpieza con tetracloruro de carbono,
benceno, tolueno, xileno, o eter porque presentan peligros para la salud.
Para eliminar la suciedad, las piezas se frotan con un pano mojadp en el
solvente o se'sumergen en el solvente: Parte de la suciedad se disuelve en el
solvente y parte queda sobre la superficie de la pieza cuando se evapora el;.
solvente. ' .' '.
Limpieza por Emulsion (Emulsion Cleaning) -
Tecnica de limpieza que funciona emulsionandolos contaminantes. Las
emuisiones son mezclas de dos liquidos en que uno sostiene al otro en una
suspension similar a un coloide. Ttpicamente los liquidos tienen diferentes
pp'laridades y disoiveran diferentes tipos de materiales. Uno de los liquidos es
usualmente el agua y el otro tendra propiedades no polares.'Por to tanto se
pueden usar para disolver contaminanfes no polares, como el aceite y la grasa
de las superficies de metales. . .
Con el uso apropiado, los limpiadores de emulsion pueden tener una larga vida
de uso y pueden producir superficies muy limpias. Es posible que se tehgan
que formular especificamente para limpiar sucios particulares.
Limpieza Ultrasonica (Ultrasonic Qeaning)
Me'odo sofisticado de limpieza en el que se elimina la suciedad adherida
aplicandole eneTgfa al liquido. La energfa toma la;forma de ciclos de presion
neaativos y positives sobre la superficie de la pieza, Un liquido actua como el
' ' fluido active mientras que la accion de tirar y empujar de la alta frecuencia
(has'.a 10 kHz) afloja la suciedad mas resistente..Es aun mas efectivo cuando
las superficies se colocan directamente bajo el rayo de energia. Su-apfcacipn
en la limpieza de piezas delformas complejas con muchas depresiones es ,
43
-------
Lubrication en Forma Seca (Dry-form Lubrication)
Capa que se aplica a las superficies de acero de piezas prcppensas al desgaste
o a la abrasion leve. Generaimente se usa ei grafito coloidal o el disulfito de
molibdeno contenido en una resina fenolica.
')
Microqui'mica ("Micro-Chem")
Proceso de limpieza electroqufmico empleado para "abrillantar" o "pasivisar"'el
acero inoxidable. Es una forma de electropulido que da un acabado
corisiderablemente mas suave y brilloso.
Niquelado (Nickel Plating)
Fonna muy comun de deposito electroli'tico que generalmente se emplea corr.o
una capa primaria para depositos subsiguientes. Hay tres soluciones que se-
usan en el niquelado:-la solucion Watts, el acido sutfamlco, y e) enchapado
electroliiico. Vea "Niquelado sin Electricidad", para explicacion completa de
. este ultimo.
La sclucion Watt's tfpicamente contiene suifato de ni'quel (300 g/l), cloru'-o de
nique! (50 g/l), y acido borico (35 g/l). La mezcla de ccnstituyeV.les es-necrsar,;:
para balancear la solucion correctamente. Se requiere el cloruro de niqu-el para-
contrarrestar la baja conductividad del suifato de ni'quel. Sin el acido borico :
para actuar como amortiguador, el proceso de enchapado ha'ria que la sciucicn
fusra cada vez mas acida. Para lograr los mejores resultados -los banes se
mantienen usualmente a 40:C 6 mas.
E! enchapado de sUifamato de, ni'quel es un desar.-ollb mas reciente Err.ir'Iua
una solucion que contiene-sulfamato de niquel (500 g-i), acido borico (33 o ,.. v
. c'oruro de ni'quel (5 g/l).
El niauelado se usa principaimente antes del deposito de cromo brillante para
propositos decorativos, donde se requiere una superficie mu/ dura. Per tr?ia
razon el niquelado se apiica usualmente en una condicion 'fcrlliosa '. D'er'J, :'.
alto costo el ni'quel, usualmente este.se apiica sobre un deposito do coL-c
bniioso. El deposito de cobre brilloso nivela inicialmrsnte la superficie de ia
pieza de tal forma que solo se requiere una capa fina de_ niquel.
Niquelado sin Electricidad (Electroless Nickel Plating)
Con este proceso se puede aplicar una alsacion de nfq'uei >' de fosforo a :as; -
cualquier metal, y a muchos materiales plasticos incluyendo el vidrio. Antes de-
deposHo del ni'quel, se limpian las' piezas perfectamente y lu,ego se "gracan-" o
"sensibilizan" antes de surnergirse en la solucion del niquelado sin eiect'-ciaa^
Se caiien'.an las soluciones sobre 80 ~C para lograr una buena adhesion
El niquelado-sin electricidad se usa considerablemente para dos aplicaciores
irnportantes. En primer lugar, se emplea cuando se necesita una b'jena
resistencia a la corrosion en ias formas compifelas, las grietas. !os agujeros
escondidos, y las cavidades profundas, y cuando no es posible emplear ei
enchapado convencipnal. Los depositos de nique! se producen de manera
homogenea, un'rforme en todas las superficies: en contraposicion a! encr.apa-;
electro!;':!co, donde siempre hay areas de corriente de alta densidad, cor- r K-.S
esqjiftas y los puntos donde los.depositos son mas espesos, y areas de
-------
^: ililll.
" ' cornehte de baja densidad.'cbmo los huecos, donde'los depositos son mas
deigados. . . '_-'. ,
En segundo lugar.se usa cuando,despues del electroenchapado, se emplea el
tratamientodecalorparaendarecerla'superficie. r* -', .
Nitruracion (Nitriding)
Proceso de endurecimiento de la superficie que se aplica tan solo a ciertos
tipos de acero y que proporciona la superficie mas dura que es posible realizar
por medio del tratamiento de calor. El proceso consiste en mantener la pieza a
500°C en una atmosfera de amonio hasta por. 100 horas. Bajo estas
condiciones el nitrogeno atomico se combina con ei hierro de la superficie para
formar nitfuro de hierro. Mienlras se mantenga la temperatura apropiada, e!
: nitrogeno se difunde lentamente en la superficie. E! espesor de la capa '
obtenida depende por to iaiiiu'Jc-ia duracion-del tratamiento. ,,
Nivelacion (Leveling) - ;
Los metales.elecirodepositados tienden a concentrarse en las esquinas
pu.ntiagudas, los picos y los Ibmos, porque la corriente distribuida en una
superficie tiende a concentrarse en estas irregularidades muchd mas que en
las' superficies concavas como las depresiones. Por lo tanto, cuando se '
enchapa una pieza con una superficie aspera, el grado de deposito es mas
rapido en estas irregularidades convexas. El resultado .es que se acentua la
aspereza original del articulq.
Para contrarrestar este defecto, se ariaden aditivos a la solucion electroli'tica; lo
cual produce un efecto de polarizacion que se concentra en los picos y los
lomos. Este efecto de polarizacion disminuye la densidad de la corriente en los
picos y de esta forma reduce ei grado de deposito. El resultado neto es que se
suaviza o "nivela" el metal.
Osmosis Inve.rsa (Reverse Osmosis.)
Tecnica utiiizada para recup'erar qufmicos de enchapado del agua de enjuague
y para purificar las aguas residuales. Ei metpdo requiere hacer pasar por una
membrana semipermeable, bajo presion de entre 200 y 1200 libras por pulgada
cuadrada (psi) aguas con gran contenido de metal. La membrana es imperme-
able para la mayori'a de los solidos disueltos. .
Pasivacion (Passivation)
Limpieza del acero inoxidable con acido ni'trico para quitarle el carbon y otras
impurezas. .-"'' ' "
'Pintura Ele.ctrostatica (Electrostatic Paint)
. Forma de pintura rociada que emplea pinturas formuladas especialmente con
particulasde pigmento que aceptan una carga electrica estatica y que se
- transportan en un solvente no polar. Las pistolas de pintura lanzan la pintura a
Una velocidad suave. Las parti'culas que salen de la pistola reciben una carga
electrostatica de cualquier cantidad hasta 30,000 voltios, Se emplean
corrientes muy pequenas para que los riesgos sean insignificant es. La pieza
que se ya a pintar hace contacto con tierra causando una atra'ccion consider-
able entre la pintura y la pieza. Segun se acercan las parti'culas a ja pieza,.
estas se atraen y se adhieren a la superficie. Esto produce la neutralizacion de
' ' la carga estatica y la atraccion adicional de las particulas de pintura a areas
que no hsn sido pintadas. .
45
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Plateado (Silver Plating)
La plata.'el material mas.facil de usar (en el enchapado). se deposita-para
decoracion de objetos domesticos y de joyen'a. A veces se-utiliza en la Industrie
electrica donde se enchapa el cobre para mejorar la resistencia a la corrosion.
Una solucion de plateado tfpica contiene cianuro de plata (19 g'l); cranuro de
potasio (15 g/l) y el 'carbonate de potasio (25 g'l).
Prevent!vos Contra la Herrumbre (Rustproofing)
Termino general que se refiere a procesos aplicados al acero: Incluye pintura o
galvanizado, pero la mayon'a de las veces se refiere a fosfata'do y a preventives
contra la herrumbre de bajo rendimiento.
Proceso de Cromado (Inchrom Process)
Ver "Cromodizado".
Proceso de Evaporation (Evaporation Process)
Ver "Deposito en Vacfo"
Proceso "Ferrostan" ("Ferrostan" Process)
Se refiere a un metodo electrolftico continue de enchapado de estano para tiras
de acero. La tira de acero reducida y fria se nutre continuamente de los
procesos de Itmpieza;. de grabado. de enchapado y de enjuague,
. Generalmente la solucion es un sulfato acido, el cual produce un acabado
mate. ,
Protection Catodica (Cathodic Protection)
Una tecnica que se aplica al acero en la que los metales anodicos (por ej. z:nc;
alummio, magnesio) se aplican a la superficie de una pieza de acero para
proveer una superficie resistente a.la corrosion. Este proceso se basa en aue si
hay una celda' entre dos metales con un electrolito; uno do los metales se
disuelve y se deposita*en el'otro metal.
Protection de Sacrificio (Sacrificial Protection)
Tecnica de proteccion contra la corrosion que emplea un metal de potenoai
electrico menor, para proteger a un metal de potencial electrico mayor. Es;o c-s
posible porque en presencia de un electrolito se establece una celda
electroqufmica en la que el potencial del menor actua cbmo anodo. y el metal
que se protege actua como catodo. El anodo se corroe y se deposita en la.
superficie del catodo. En la practica. el zinc.y el aluminio son los metales que
se usan con mas frecuenci'a en la proteccion de sacrificio.
Protection Galvanica (Galvanic Protection)
~~ Termino general que se usa en la proteccion contra la.corrosion del acero.
Tecnicamente. se refiere al metal que se usa para proteger a otro metal de
' mayor potencial electrico. En la practica. -se refiere al uso del zinc para proteger
'. el acero. '
Pulido Electrolftico (Electrolytic Polishing)
Un proceso electroquimico que se aplica usualmente'a los aceros, alumimo y
sus ateaciones. y que produce uria superficie brillosa con un acabado de ana.
re-ic-.x:^.. En la mayoria de los casos se usa pa'ra propositos decorativos >
-------
mucnas veces de asocia con otra forrrva'de acabado de metales como
anoaiz,ado.-enchapad.o, o barnizado con laca.
En el pulimento electrolitico Ip pieza se convierte en el anodo de.una celda'
electroli'tica. Cuando 'se aplica la cornente se refnueve metal de la ,superficie
del anodo, Las esquinas y los picos se disuelven preferentemente, debido a la
mayor densidad de corriente'que les .rodea. El resultado es que se suaviza la
-superficie de la,pieza._Los eiectrolitos que generalmente se usan son el acido
sulfurico, el acido fosforico o el acido cromico. .Algunos metodos alternos de
pulido mcluyen rotar en bardies u otras formas de pulido'mecanieo, y sopletear
a vapor. ' , ' .
Pulimiento (Buffing)
Uri tipo especi'fico de pulimiento mecanico que emplea un disco de alta
velocidad hecho de capas de tela, cuero-u pwbiico, impregnado con un ..
abrasive. La pieza que se pule se presiona contra el disco.
Pulimiento Quimico (Chemical Polishing)
Se refiere a uri proceso que se ileva a cabo en aleaciones de-acero con un
contenido de cartxin bajo, de acero inoxidable y aluminio. Las soluciones
es'peciales se usan para atacar las superficies de estos metales, de tal forma
que los puntos altos y la esquinas se.afectari preferencialmente a las .
superficies concavas. El resultado es un suavizado general de la superficie.
Recubrimiento de Cromato (CZhromate Coating)
Una tecnica de proteccidn' a la corrosion que tiene muchas variaciones y que
puede ser aplicada al acerb, aluminio, manganeso, y zinc." Produce la
formacion de oxidos de.metales en la superficie de una pieza, la cual reacciona.
y a su' vez forma cromatos metalicos. La cromatizacion del aluminio y del
manganeso aumenta considerablemente la resistencia a la corrosion. En el .
caso del acero esta resistencia es menos permanente. .. -
Reoabrimiento de Irunersion en Caliente (Hot-Dip Coating)
Ver'Galvanizado". ' . '
Refluj.b (Reflowing) , '
Tecnica empleada en la industria del tablero de circuitos impresos, en la cua!
un componente se caiienta para derretir y hacer que fluyan los depositos de
soldadura. Su proposito principal es controlar la calidad, aunque produce un
material atractivo y brilloso! En este proceso los defectos de la superficie no se
mojan, lo que permite senala'r las areas en que no se ha soldado. .
Revestimiento de Zinc (Zinc Coating) .
Ver "Galvanizado". ,
Reves(imien!o Duro (Hard Facing)
Termino que.se refiere a los procesos que se usan para endurecer las
superfici'es de I'os metales y para impartirles resistencia al desgasfe, por medio
' de una vanedad de tratamientos termicos. Ver ta'mbien "Rociado de Metal"
47
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Rociado de Metal (MetaLSpray) .
Termino general que se emplea'cuando se rocia uno de varios metales encima,
de una capa interior de otro metal. En general se busca producir tres efectos.
E! primerc, la proteccion contra la corrosion, usualmente implica que se rocia ei
zinc o el alummio a compone'ntes estructurales de acero. Se usa tambien para
ptezas de alta tension como las que se usan en los aviones, que no pueaen ser
electroenchapadas debido al envidriamiento del hidrogeno.
El segundo proposito del rociado de metal es-el reyestimiento duro. Los .
matenales empleados en el revestimiento duro son materiales que llevan
tungsteno o son carburos de tungsteno. el cobalto y el niquel. con cantidades
pequenas de cromo. y matenales de alta concentracion de cromo manganese.
Estos matenales proporcionan una importante resistencia al desgaste.
La ic.^o.a aplicacion del rociado de metal es la.de salvamento.
Consideraciones de naturaleza tecnica y economica hacen derrociado del
metal una mejor alternative que el reemplazo para los componentes de
irigenieria que se desgastan mientfas estan en servicio.
El metodo mas comun de rociado de metal es el .de "efecto con.flama" Jlame ; ,
impingement) Esta tecnica emplea polvos de metal que continuamente
' alimentan a una flama de alta velocidad. La llama dernte el polyo de mefai y la
energia de la flama proyecta sus particulas sobre una superficie ae metal que
ha sido preparada.
El revestimiento de plasma, es un metodo similar que emplea plasmas .
producidas con frecuencias de radio a temperaturas de hasta 30,000 C. Este
metodo se limita a componentes de alta integridad,. lo cual requiere una
adhesion excelente o materiales sofisticados.
Satinado (Burnishing)
Una forma de acabado de metales en el que la supe.rfic.e se trata
mecanicamente de.forma.ta! que no se remueve una cantidad aprec.ablo a~
metal pero si se suaviza.
Sellar (Sealing)
Termino que se refiere a cualquierproceso.de metal que involucra un
tratamiento subsiguiente capaz de afectar al proceso previo. para aumenta-- la
proteccion contra la corrosion (por ej." ahodizado, fosfatado).'
Sensibilizado (Sensiting)
Termino no eSpecifico que cubre .una variedad de procesos de acabado de
metales para Trrejorar la capacidad de tratamiento de una superficie de'metal
para los procesos subsiguientes. Se refiere especificamente a una parte del.
"~ procedimiento de enchapado sin electricidad para los plasticos. o para las
superficies que no son metales. Luego del grabado de la superficie. esta
reacciona con una solucion que deposita'una capa fina de un metal ode un
compuesto de metai. La superficie entonces se denomina sensibihzada.-
Sopleteado (Blasting)
Vea el hstado para
-------
Sopleteado Abrasivo (Abrasive Blasting)
Un metodo que se usa para eliminar material, quebradizo co.mo ei oxido, la
' escama, tos remanentes depintura, etc. Mas comunmente^se le llama
. sopleteado de arena (grit blasting). ..,,-.
Sopleteado con Agua (Aquablast)
Un proceso de limpieza de la superficie que puede aplicarse a cualquier
materia.l donde se suspende en agua un material abrasive. El lodo que se
produce se pone bajo presion y se expulsa por la boq'uilla de la manguera.
Como en este proceso se puede usar mayor presion que con o'tros :tipos-de
- sopleteados, el metal de la superficie se remueve rapidamente dejahdo un
buen acabado. ' - - .
Sopleteado de Arena (Grit Blasting)
Tecnica de limpieza abrasiva o de preparacion de la superficie que emplea
partfculas puntia'gudas (por ej. el perdigon de hierro fundido, el oxido de
, aluminio). Cubre procesos como remocionde escamas, corrosion, pintura y
otras capas de la superficie, El uso del silice presenta una amenaza a la salud
y se debe evitar. :. " - .
Sopleteado-Seco (Dry Blasting)
Nombre general que se le da a cualquier forma de sopleteado en el caso de
que el agente abrasive no se transporte en agua.
Templado (Annealing) , .
Un. proceso de calor que se puede aplicar a todos los metales para -
ablandarlos. ' --''.' .
Templado con Cianuro (Cyanide Hardening)
Tecnica para endurecer las superficies la cual emplea sales de cianuro
derretidas, para darle a las piezas una capa de carbon y nitrogeno, Para ser
efectiva se debe mantener la temperatura entre 650; y 80-C por to menos
dura,nte 20 6 30 minutos. La alta toxicidad del cianuro que se usa hace que
esta'alternativa sea costosa, debido-a los requisites de tratamiehto.
Temple Superficial (Case Hardening)
.Se refiere a-una familia de procesos de endurecimiento~de' superficies que
generalmente se aplica solp a los aceros. (Vea el listado especifico para los
terminos carbonitruracipn, carburizar, cromado, endurecimiento de cianuro,
enchapado no electrico del nfquel, nitruracion). ,
Tratamiento de Borax (Borax Treatment)
Un metod"o.para cubrir el acero con una fina capa de lubricante seeo. Luego de
la limpieza deja superficies deldecapado de'acido, el material se coloca en-
una solucion caliente de borax, se le permite llegar a la temperatura de
solucion y se remueve y se seca. La capa alcalina que se produce imparte
lubricacion para las operacbnes subsiguienjes de extraccion y p'rovee una
proteccion mi'nima contra la corrosion.
,49-
-------
Tratamiento de Zincado (Zincate Treatment)
Pretratamiento necesario para el aluminio y sus aleaciones antes del
electroenchapado. Despues de la limpieza, las piezas grabadas en acido
cromico o fosforico para eliminar el oxido, se sumergen en acido ni'trico para
activar la superficie y por ultimo en una solucion de zinc-sodio. Se deposita el
zinc metalico en la superficie de la pieza, se enjuaga y se Neva inmediatamente
a la operacion final del enchapado.
Zincado (Zinc Plating)
Forma comun de enchapado proporciona a los aceros resistencia a la . :
corrosion. Hay tres tipos de soluciones de enchapado que se usan con
frecuencia dos de ellas emplean cianuro. La primera, una solucion con un
contenido alto de cianuro, generaimente contiene zinc (30 g/l), cianuro de sodio
.(85 g/l), y sosa caubiiui. .
La segunda solucion contiene poco cianuro, zinc (8 g/l), cianuro de sodio (8 g/ .
I), y sosa caustica (65 g/l). La tercera es una solucion de zinc que contiene zinc
(30 g/l), cloruro de sodio (25 g/l), y acido borico (15 g/l).
-------
PREVEMCIOM DE U
SECCION1II
Casos de Estudio
-------
-------
CASOS DE ESTUDIO PARA LA INDUSTRIA
DEL ACABADO DE METALES
Este apendice muestra ejemplos especfficos de esfuerzos que se han llevado a
cabo para minimizar los residues1 en la Industrie del acabado de metales. Los "
.casos de estudio representan la variedad de alternativas que exis-ten para !a .
prevencion de ia cohtaminacion en esta industria. Teniendo eh cuenta que los
costos de disposicion de residues son diferentes entre Mexico y los Estados
Unidos (que es el lugar donde Se originan estos casos de estudio). los casps de
estudio presentan los ahorros potenciales. Ademas, cuando se implementa un
programa de prevencion de ia contaminaciqn, se producen mejoras a la salud y
otros beneficios. ' ,. .
i >
Este apendice ofrece cuatro casos de estudio. Estos se derivaron de diversas ,
fuerites, y por eso el.material qpe contiene cada caso puede diferir en alguna
' medida de lo que se presenta en los otros. En los Estados Unidos se han -
redactado.mayor numero de casos de los que se presentan en este apendice. La'
lista de referenda que aparece al final de este manual contiene fuentes para
conseguir casos de estudio adicionales'. _ -
CASO DE ESTUDIO NO. 1:
MANUFACTURA DE CQiMPONENTES PARA EL AIRE
ACONDICIONADO DE AUTOMOVILES1
INTRODUCCION ,
El caso de estudio No. 1 presenta los esfuerzos de minimizacidn de residues que
se llevaron a cabo en una fabrica que manufactura tres distintos componentes de
aire acondicionado de automoviles: (1) enfriadores de aire cargado, (2)
condensations de tubos redondos con aletas'(round tube plate fin, RTPF), y
(3) tubos para ei aire acondicionado. , . .,
ACn\aDADES OUE GENERAN RESIDUOS
Los Enfriadores de Aire Gargado
Cuando se manufacturan enfriadores de aire cargado, se limpian los tanques de .
aluminio fundido-arena en un bano acuoso alcaiino. a una temperatura de 160
grades Fahrenheit (°F), se enjuagan en etapas sucesivas, se secan con aire; y se
inspeccionan. Las aletas de aire y del turbulador, las camaras de circulacion y las
planchas laterales se fabricany se ehsamblan-a mano para formar los enfriadores
. de aire,,se soldan con laton y se pintari. LOF residuos que generan estos procesos
incluyen: ' - ~' ' -\ -.'._ . .
Ei aceite lubricante, que se genera (1) cuando los rpllos en existencia se ,
usaVi para formar aletas de aire, aietas de turbuladores, camaras de'
circulacion. y planchas laterales, y (2) cuando los tubos.de alumtnio
moideaao baio presion se cortan a lo largo y se les eliminan las asperezas.
e~-= =::_::- =«.£ :- Cass S:j'c,iS Ccncr.-r-- iCa^pe'-.s.j a? rsi-i ;s'25 Case dc = °.'evert:-3- se .a
:-!.-a- -a- ;- _ 5 =-. :e--;a', »re:ec: i-.iA;e-:> Cwice o: Resea-c- .5-; Devsos^e--: ;Ager.c-a de P-p!ecc-o-
: = :-; =r- :-?- ?.-: ; r ' : - '"''
-------
Chatarra de metal, generada cuando las carharas de circulacion y las
planchas laterales se forman de los rollos de aluminio en existencia.
El solvente gastado (tricloroetano, percloroetileno), generado durante las
operaciones de desengrasado. Los residues de la cabina de pintar que
.contienen solventes y pintura, generados durante la limpieza de la pistola de
pintura; agua, que se genera cuando corre agua por la cortina de la cabina .
de pintar; residues de pintura solida; y la pintura rociada en exceso.
Los Condensadores de Tubos Redondos con Aletas
Cuando se manufacturan los condensadores de tubos redondos con aletas, las
camaras de acero de circulacion , los clavos de aluminio, y los rollos de aluminio
(para las aletas) que se usan para formar piezas, se desengrasan usando
percloroetileno, se secan, se arman al cuerpo uei conaensador, se soldan con
latdn, se enjuagan con agua caliente, se prueban para ver si hay goteras, se
se'can al horno, y se pintan por inmersion. Estas operaciones de manufactura
generan residues similares a los que se generan cuando se manufacturan
en'friadores de aire cargado.
Tubos de Aire Acondicionado
Cuando se manufacturan tubos de aire acbndicionado, se cortan tubos de
aluminio en espiral al largo apropiado, se jorrnan y se enderezan.
Aprpximadamente u'n 39 por ciento del producto se desengrasa usando
tricloroetano. El 61 por ciento restante se solda, se perfora y se solda de nuevo
antes de que se desengrase, se seque y se pruebe para que no haya fugas.
Estos procesos generan aceites del corte y residues de solventes.
ACTIVIDADES DE MANFJO DE RESIDUOS
Esta planta genera diferentes residues anualmente. Se dispone de
aproximadamente unos 40 barriles de aceite gastado fuera del lugai de la
manufactura. Se dispone de aproximadamente unos 25 barriles de fondos de
alambique (una tercera parte de los cuales es tricloroetano, y el resto es
percloroetano). Se tratan aproximadamente 1.4 millones de galones de agua
residual en la empresa y esta se vierte en el alcantarillado. Se venden como
residue aproximadamente 250,000 libras de aluminio y de acero. Se dispone de
unos 20 barriles de sedimento de pintura como residue peligroso.
Actualmente la planta tiene una unidad de destilacion de solventes que se usa
para recuperar el soivente gastado del fondo del primer alambique. La planta ha
eliminado casi todo sedirnento del sistema de tratamiento de aguas de residuo. La
planta vende aluminio y chatarra de acero que se genera en el sitio mismo de
manufactura, por unos US$146,500 alafio. :
" OPORTUNIDADES PARA MTNTMIZAP T.OS RESIDUOS
Al reemplazar los solventes de hidrocarburos dorados con desengrasadores que
se puedan vertir directamente al alcantarillado, los costos de disposicion se
reduciran por US$6,007 al afio y el ahorro en materia prima sera de USS62.640-
anuales. El perfodo de recuperacion de los US$20,700 de costo de
implementacion sera de unos 4 meses. Fijese que los rrias de 11,000 galones de
solventes que se usan cada ano, entre el 92 y el 98 porciento se pierden debido a
-la evaporacion. ' ,
LA M.'V.V.::<:-..-;. N DC ?.r.«.':--.« £.K- M !\ZJSTF;A DEL ACASADC- DE METALES
-------
' Por no ilenar tie agua los tanques de enjuague inactivos y por convertirlos a un
sistema de enjuagu'e a contracorriente, se ahorraran US$33,235 cada ano. El -
periodo-de recuperacion del costo de implementacion de US$3,480 sera de
aproximadamente un mes. Por cpnv.err.ir las operacidnes actuates de pintura a
unacapa de polvo electrostatico, se reduciran o se elim'inaran los residues de -
solventes y demas residues, inoiluyendo el agua, la pintura solida, ios forros de
plastico usados; y la capa de pintura de ta cabina de rocfo. Cada ano los costos
de disposicion de residues se reduciran por US$5,869 y el ahorro. en los costos de
materia prima sera de US$22,885. El perfodo.de recuperacion del costo de
.implementacion de $100,640 sen'a 3.5 anos. ''. .
Cuando se manufacturan cubiertas de plastico liviano y se utilizan para cubrir las
unidades de desengrasado que;no estan en uso, la disminucion de perdidas de
solventes evaporados reducira los costos de la materia. prima en US$26,375 al
arjo.'Ei perfodo de recuperaci6n.de los US$3,600 en costos de implementacion .
, sera de aproximadamente un mes. . . '
CASO DE E3TUDIO NO. 2:
LA REDUCCION DEL ARRASTRE EN LA RECUPERACION
DEL METAL2 ,
El Caso de Estudio No. 2 presenta Jos esfuerzos de minimizacion de residues de
una empresade electroenchapado. Estos esfuerzos se llevaron a cabo como.
parte del programa MnTAP del Minnesota Waste Management Board (la Junta de
Administracion de Residues de Minnesota), que es auspiciado con un subsidio de
la Escuela de Salud Publica,' Division de Salud Ambiental.y.Ocupacion'al, de la
Universidad de Minnesota.
INTRODUCCION ,
La empresa New Dimension Plating es una empresa de electroenchapado que
. emplea aproximadamente 40 personas en Hutchinson, Minnesota. Si.bien la
planta trabaja con una variedad de metales, incluyendo el oro y el laton, la
mayon'a de las actividades de enchapado de la planta involucran la aplicacion de
cromo a objetos que anteriorme:nte estaban cubiertos de cobre y de nfquel. Et'
arrastre del tanque de enchapado genera residues peligrosos. Este residue
contenia una cantidad importance de cromo y.cantidades menores de nfquel, cloro
y cobre. . . . . . .
ACnVIDApES'oUEGENERANRESIDUOS
Ei sistema original de electroenchapado de la planta usaba un tanque de .
enjuague estancado y tres enjuagues.a contfacorrieote para eliminar el exceso de
so!jcion .de.e'romo de los objetos recien enchapados. El. tanque initial de
enjuague estancado recibia una gran parte de cromo. El contenido de esta-agua
de enjuague se"devolvi'a al tanque de enchapado para reponer la solucion
evaporada. El agua de residue del primer enjuague, el mas concentrado de la
sene de enjuagues a contracorriente. salia drenado al sistema de pretratamiento
' de la planta donde se eliminaba el cromo mediante la produccion de sedimento
(vea la Figura 1). ;' ... .
'.'-~A- V es;:a "sc.^-n.ca Assis;afv:e '-oc'3~ ^'oc'a-na de Minnesota ae Assteicia "ecmcaj. oe lecna
-------
Figura 1 - El Sistema Original
X \
Bano da enchapado
para
procesamiento y
para la primera
I capa J
Agua de
desperdicio del
enjuague
f-
_+
X" \
Bano de
enchapado de
cromo
>
.4
' V J
Enjuague
estancado
_^
Enjuagues contraoorriente
I ^ 1 .
"* 1
Se devuelve al 1
bano de Agua de desperdicio
anfraponer del enjuague mas
la evaporacion concentrado
. " \ - -
Tratamiento con
, ' . metabisulfato .
Planta Original de-Pretratamiento
(Hidroxido de sodio -* Fittro de presion + Secsdora de sadimento)
La empresa New Dimension Plating cumplfa con los reglamenfos del momento para descargar el
agua de residues, pero la operacion del sistema era muy costoso. La empresa queria reducir el
residue de cromo y reducir los costos de los tratarriientos quimicos, pero mantener a la vez un nivel
alto de calidad de enchapado.
OPORTUNIDADES PARA MINTMIZAR LOS RESIDUOS
La empresa New Dimension Plating rediseno el sistema de electroenchapado y el
sistema de pretratamiento de los residues peligrosos, para lograr los siguientes
objetivos: .
Mantener una alta calidad de enchapado
Reducir la cantidad de cromo arrastrado que produci'a el bano de enchapar
Voh/er a usar el cromo del bano de enchapar
Reducir la produccion de sedimento
Reducir el uso de qufmicos de tratamiento
" Para reducir la cantidad de cromo arrastrado, la empresa New Dimension Plating
decidio instalar una barra para escurrir las piezas en el tanque de enjuague por
rocio. New Dimension construyo el tanque de enjuague por rocio y las bafras para
escurrir en el tanque de enjuague estancado del'sistema original. El sistema
nuevo permite que la empresa reduzca el arrastre al permitir. mas tiempo de
escurridb, evhando asi la posibilidad de que se produzcah manchas. Al ajustar el
tamano de las boquillas de las marigueras y el tiempo de rocio, se puede tambien
controlar la cantidad de solucion de agua de enjuague. Al aumentar la
evaporacion en el tanque de cromo, toda esta solucion se puede regresar al
-------
tanque de enchapado diariamente, reduciendo asi' la cantidad de arrastre que
sigue por el sistema de enjuague (vea la Ffgura 2).
El costo aproximado del nuevo equipo aparece a cpntinuacion:
Evaporadores US$1,0.00
Bombas ' , 1-000
Las boquillas de las mangueras de rocfo, los estantes 50
- Purificadar PPS2. : . 350 .
Instalacion ','"- ..' ^00 :
Costo total US$2,900
El costo de operacion del nuevo sisterna es mi'nimo, y no hay costos adicionales
de servicios publicos o de materiales. La mano de obra adicional consiste en
aproximadamente T hora cada 2 semanas.
Se convirtio al. primero de los tres tanques de enjuague a contracorriente original
en un tanque de'enjuague estanca'do, y los ultimos dos se combinaron para
formar un tanque grande de enjuague continue. ,
, .
f Bano de "\
enchapado
para
procesamiento y
para la primera
V capa' J
Agua de*
desperdicio'de
enjuagues
Figura 2 -
, 1 Evapprador I
f 1
Bano de
cromo
V J
f Modulo de A
J electro-purHica- I
^ cion J
El Sistema Nuevo '.
Tanque- de
enjuague
^- por rocio, j
con.
estantes ^
Vuelve al bafto
de enchapado
para reporter la
avaporaddn
^ Tanque de i
^ enjuague I
estancado
Vuelve en parte
albanode ;
enchapado para
reponerla
evaporadon
Bano -de
(^- enchapado de . .
cromo
^gua de desperdicio
del enjuague mas
' concentrado
'.. '-I- :'
Tratamiento con . .
metabisulfato
Planta Original de Pretratamiento "
(Hidroxido de sodio + Filtro da presion * Secadora de sedimonto)
\ X-v- ; . . .--...- : '
Como resultado del sistema nuevo, la cantidad 'dearrastre de cromo que entraba al tanque de
enjjague estancado
-------
La empresa New Dimension Plating construyo evaporadores para reducir ei
voiumen de agua eri el tanque de enchapado. El .tanque de eniuague estancado
se construyo para permitir que volviera al tanque cada di'a toda la solucion de
enjuague por rocio y'parte del agua del enjuague estancado.-
Se instaid un modulo de electropurificacion dJrec'tamente en el bano de
enchapado para eliminar los contaminantes de la solucion arrastrada que se le
devOlvio. sin interrumpir el proceso de enchapado. La empresa New Dimension .
Plating escogio el purificador de solucion de crpmo de envase poroso. Modelo
PPS2. manufacturado por Hard Chrome Plating Consultants (Gonsultores de
Enchapado de Cromo Duro) de Cleveland, Ohio. La empresa esta completamehte
satisfecha con el funcionamiento de esta unidad y les parecio que otros
manufactureros podrian obtener resultados pareeidos con este tipo de unidad-
RESULTADO Y COMENTARIOS
Elcambio: El resultado:
La instalacicin del enjuague por
rocfo y de la barra para escurrir e"n
el tanque de enjuague estancado
existente.
i La conversion de los enjuagues a
! contracorriente en un solo
' enjuague estancado y en un
! enjuague largo y continue.
instalacion de una unidad de
ejectropurificacion (el purificador de
solucion de cromo de envase
poroso, Modelo PPS2) en el tanque
de enchapado de cromo.
Este enjuague inicial que sigue al
enchapado de cromo reduce el
arrastre en el sistema porque toda
el agua de enjuague se devuelve al
tanque de enchapado.
El nuevo sistema de enjuague
reduce el flujo de agua de 1.2
galones por minuto (gpm) a 1.0,
gpm. El tanque de enjuague
grande.hace mas eficiente el
enjuague de las piezas g'randes
Esta unidad permite el reuso del
cromo arrastrado elimmando los
contaminantes del agua de ' '
enjuague que se devolvio al tanque
de enchapado.
Usan'do un sistema de enjuague por rocio con una barra para escurrir despues
del bano de enchapado de cromo, la empresa New Dimension Plating ha reducido
el arrastre de 7 libras a 1 libra por di'a. Cuando se combina con.la
electropurificacion .de los contaminantes metalicos dentro del tanque, esta
produccion reducida de sedimento ahorra un estimado de USS7.000 q'ue se
-asocia con la compra del cromo y de los quimicos de tratarnientb. La'empresa
New Dimension ha quedado bastante satisfecha con los resultados del nuevo
sistema. ' . ' . ' ' ' ,
-------
CASO DE ESTLTDIO NO, 3:
LA EVALUACION DE COMO MINIMIZAR LOS RESIDUOS
DE UN 'MANUFACTURERO DE GABINETES DE PLANCHAS
DE METAL YDE PIEZAS DE METAL DEPRECISON3
INTRODU.CCION
E! Caso de Estudio No. 3 presents los esfuerzos que.se llevaron a cabo para
minimizar los residues de una pianta que manufactura gabinetes de planchas
metahcas y pieza's de metal de; precision. Unos 140 empleados que operan la
pianta producen aproximadamente 1.15 millories de. piezas anualmerite,
trabajando 2,210 horas,al ano. Para'construir los gabinetes, las planchas de metal
se cortan al tamano correclo, se doblan, se soldan, y'se pulen, Luego la superficie
de las piezas se tratay se pinta. Las piezas procesadas se producen con varillas
que se cortan, se taladran, se muelen y se puiverizan, segun lo necesario. La
mayor parte del residue de- la empresa se genera en los procesos de"conversion
de cromato y de revestido con fosfato.de fierro. Estos procesos se usan para
preparar las piezas para pintarias. " . . ; -
ACTI VIP APES OUE GENERAN RESIDUOS
'. Cuando se fabrican los gabinetes de metal, se cortan planchas de aluminio y de
acero al tamano y la forma apropiada, y se perforan. Luego el metal se dobla y se
solda, segun lo que se necesite. Se pulen las orilias y las'superficies asperas,
usando pulidoras y lijadoras electricas. El residue metalico se envi'a a un ' ,'
comprador de chatarra para reciclarlo. Se combinan el liquido de cortar gastado y
el aceite hidraulico residual y se envfan fuera del iugar de manufactura para
reciclarlos o incinerarlos. "
Antes de pintar, las superficies de las piezas de metal se tratan para mejorar'la
adhesion de la pintura y como proteccion contra la corrosion. Las piezas de
aluminio reciben un revestimiento de conversion de cromato y las piezas de acero
reciben un revestimiento de fos'fato de fierro.
Ourante el tratamiento, las piezas de aluminio se sumergen en una sotucion de ;
iimpieza caustica y se enjuagan con un flujo continuo de agua del grifo. Luego las
piezas se sumergen en un terc'er tanque que contiene una solucion desmut! y se
enjuagan de nuevo con un flujq continuo de agua del grifo. Luego las piezas se
colocan en una solucion cromica de conversion de cromato a base de acido. se
enjuagan de nuevo con uh flujo continuo de agua del grifo, y finalmente se
colocan en un tanque qge contjene un enjuague de agua caliente. El limpiador
caustico, la solucion desmut,' y Jos primeros tanques de enjuague se vierten
mensualrriente: .el tanque de acido cromicd se vierte cada 364 afios; y las' ' '
soluciones restantes se vierten, cada 5 meses. Ademas. se acumula sedimento en
et tanque de limpiador.caustico/.que se limpia mensualmente. .
Cuando se cubrenrtes p'iezas de acero con una.capa de fosfato de fierro. las -' -
piezas se sumergen en un tanque de limpiador caustico luego se enjuagan con un
flujc'-continuo de agua del- grifoi Las pie.zas luego se sumergen en un tanque que
com^ne una solucion de fosfato de fierro y pasa'n por otro enjuague~de flujo
f-:s =^f~3- 9r e' .Si-.7i3''o i3e ',-ves'car or-ssScc-= ; Ms: c A~>: =-".B . U S. Environr-,e-'2
.O" :4. ; Resea-c"
-------
contihuo'de agua del grifo. Finalmente, las piezas se sumergen en una solucion
desoxidante. Todos estos banos se vierten y se llenan de nuevo mensualmente.
Las aguas de residue de las lineas de fosfato de fierro y de conversion de
cromato combinadas se drenan en un tanque de descarga. Estas aguas de
residuo luego se drenan, y se descargan al alcantarillado como agua de residue
industrial. Generalmente, las aguas de residues no se pretratan antes de
descargarlas porque el agua de residuo cumple con los limites de descarga que .
fija' la planta de tratamientos, que pertenece al sector publico (publicly owned
treatment works, POTW). El sedimento se acurrtula en los tanques de limpiador
caustico y de fosfato de fierro y se vierte mensualmente.
La pintura a base de solventes se le aplica a las piezas de metal en cabinas de
pintura secas. El residuo de pintura, que se genera cuando la mezcla de pintura
se vuelve demasiado espesa. se envia a una empresa de tratamiento. almacenaje
o disposicion de residues peligrosos (Treatment. Storage. Disposal Facility,
TSDF). El disolvente de pintura gastado tambien se envia fuera del lugar de
manufacture. Las piezas pintadas se secan y se curan en hornos. La planta usa
capas de pintura a base de polvo en algunas piezas. El tipo de pintura que se usa
de acuerdo a como lo requiera el cliente. ,
Cuando se producen piezas hechas a maquina, se cortan, se taladran, se muelen -
y se pulyerizah varillas, segun lo que se necesite. Las piezas terminadas se
ensamblan (si esto se requiere) y se le envian a los ciientes. La chatarra
generada se envia a una empresa recicladora de chatarra. El.liquido de corte y el
aceite hidraulico gastado se combinan con residues similaros y se envian fuera
del lugar de manufactura para reciclarlos o incinerarlos.
ACTIVTDAPF.S DE MANFJD DE RESIDUOS
Esta planta toma las siguientes medidas para el manejo de residues:
La chatarra se segrega en el lugar de manufactura y se le vende ?. una
empresa de reciclaje. .
Para limitar los derrames. todos los tanques de reactivos de las lineas de
fosfatado y de cromado se localizan en un gran pozo con una sahda central
de drenaje.
Se usan planchas de desague entre lor tanques de tratamiento de la
superficie para reducir el arrastre.
Las soluciones de reactivos en las lineas de tratamiento de la superficie se
agitan con aire para aumentar su eficacia.
Se usan cabinas secas para pintar las piezas de metal, evitando asi los
residues cargados de pintura acuosa que generan las cabinas de pintura
__ liquida.
Se emplea una pequena unidad de revestido con polvo para pintar algunos
productps. evitando asi el uso de pinturas a base de-solventes.'
Se coordinan las actividades de verter !os tanques. para lograr una
neutralization, de ma^e'a queues liguidos que se descargan alPOTW
cunr-plan con los requisos para e: agua residual.
-------
,' Tablal- ..
Resumen de las Recomendaciones para Minimizar Residues
La practice actual
i
Se usa.n oir.turas .a base de
sciv.entes sa'a p:ntar la mayorfa
de ios oroa-jc:os de esta ptanta.
La medida que se propone " Los ahorros
1 Reemplazar las pinturas a base
de solventes con pinturas a " :
base de polvo para una parte de
Ios productos -de la planta. Se
produclran ahorros en Ios
' costos de disposicion y Ios
costos rie materia prima
reducidos. Se requiere la
instalacidn.de uria cabina de
rocio pbr lote.
i Una unidad de recuoeracion de
solventes qije tiene la planta
actualmente no se puede usar
pprque tiene fugas de aceite'y .
agua. .
Ei h'qu'dc de co^e se usa hasta
que adquiere ma; olor o fiasta
que su vrscosicad o lubncjdad
ya no son aeeptables. La
dysc.'Oi c'oniec3
-------
DPORTUNTDADES PARA MINIMLZAR LOS RESIDUO'S
La Tabla 1 senala las oportunidades para miriimizar los residues en la empress..
Las practices actuales, las medidas que se recomiendan, y las reducciones de
residues junto con los ahorros que producen, tambien aparecen en la Tabla 1. Las
cantidades de residues peligrosos que actualmente genera la planta y la
reduccion de residues posible depende del nivel de produccion de la planta.
Todos los valores se deben considerar en este contexto.
Se debe notar que los ahorros economicos asociados con cada oportuniclad de
minimizacion de residues resultan en la mayorfa de los casos por la dismmucion
de materia prima y por la reduccion de los costos, presentes y futures, que se
asocian con el tratamiento y con la disposicion. Otros ahorros que no se pueden
cuantificar incluyen una gran variedad de posibles costos en el. future,
relacionados a las normas para las emisiones, que cambian, come tambien los
costos que se asocian con la responsabilidad legal y con la salud de los
empleados. Se debe notar que los ahorros que se senalan para cada alternativa -
reftejan los ahorros que se pueden lograr cuando se implementan de manera
independiente una de otra; no reflejah la duplication de ahorros que resultaria si
las alternativas se irriplementaran conjuntamerite.
Ademas de las alternativas que se recomiendan y-analizan en la Tabla 1, a
continuation aparecen varias medidas adicionales. Estas medidas no se
analizaron completamente por una falta'de datos, por una implementacidn diffciJ, o
por una recuperation de costos proyectada a larga piazo. Como una o mas de las
estrategias para reducir los residues podria voiverse mas atractiva con el tiempo.
se presentaron a la planta para que se cqnsideren en un future:
Instalar unidades de filtration para las soluciones de fosfato de 'fierro y de
limpieza caustica, para aumentar la duration de la sblucion.
Usar agua desionizada para crear y mantener las soluciones de limpieza
caustica y de fosfato de fierro, reduciendo asi la formacion de sedimentcs.
Sustituir el revestimiento de conversion que actualmente se usa en las
piezas de aluminio por un revestimiento de conversion no-cromado.
Aumentar los tiempos de escurrimiento en los tanques de las. h'neas de
fosfato de fierro y de conversion de cromato, para reducir el arrastre.
Segregar y reciclar el aceite residual del h'quido de corte gastado.
Implementar un programa de mantenimiento preventive en la sala de
maquinaria para reducir las cantidades de liquido de corte gastado y de
aceite residual.
lr
-------
CASODEESTLPIONO.4: ' .
LA EVALUACION DE COMO MINIMIZAR LOS RESIDUOS DE
LA MANUFACTURA DE ESTANTERIA ENCHAPADA DE
METAL4 . - ,
TNTRODyCCION-
El Caso de Estudio No. 4 comenta una planta que manufactura estanteria
enchapada.de.metal: Los 200.empleados de la planta procesah aproximadamente
MO millones de libras de metal amjalmente y operan la planta.unas 4,160 horas al .
ano. Durante este proceso. alambre de acerb, tuberfa, y planchas de metal pasan '
por operaciones.de maquinado,. y las piezas que se obtienen se enchapan con
ni'quel y laton. con nfquel, con zinc, con niquei y cromo, o se pintan/Las diferentes
piezas terminadas luego se ens&mblan.para formar Ids estantes. La mayoria de los
residues de la ernpresa fue generada por las lfneas:de enchapado..
LAS ACTIVTDADES DE GENERAaON DE RESIDUOS
La materia prima que se usa para formar los estantes incluyen a'lambre de acero,
tuberfa, y planchas de rrietal; anodos de enchapado de nfquel, zinc y laton; agentes
limpiadores y qufmicos de soluciohes de enchapado; y pinturas en polvo y liquidas/
- Aproximadamente un 40 por ciento de los productos terminados se enchapan con
niquei y laton, un 26 por ciento se enchapa con nfquel, un 24 por ciento se
enchapa con zinc, y un 10 por ciento se enchapa con niquei y cromo.' :
El alambre de acero, la tuberfa y las planchas se estampanTse doblan, se
moldean, s'e forman, se, soldan .y se remachan. Las piezas que se deben enchapar
pasah por una de las tres siguientes lineas de enchapado. Las demas piezas se
envian a la linea de pintura. que tambien se describe a continuacion..
La Linea de Enchapado por Cilindro
Las piezas pequefias manufacturadas se limpian antes de enchaparlas para
quitarles aceites residuales y gfasa,- usando o bien una unidad de limpieza por
vibracion o un bafio abrasivo rotatorio..EI bano vibratorio lirhpia las piezas,
haciendolas vibrar dentro de-uria solucion qufmica. La soluciori'de limpieza gastada-
y el agua de enjuague se envfan alsistema de tratamiento de agua residual de la
planta. En el bafio abrasivo rotatorio, las piezas se colocan dentro de pequenos
tubos que giran, junto con perdigones abrasivos. Se dispone de los perdigones
abrasives gastados enterrandolos. ,-
1 Las piezas limpias se colocan en barriles huecos que se cuelgan de un sistema
transportador que corre por lo alto. Los barriles, tienen perioraciones a lo largo de
sus superficies, luego giran lentamente mientras se sum.ergen por un pen'odo de
tiempo especffico en los distintos tanques de la Ifnea de enchapado.
Cada Idle de pjezas que se enchapa pasa por varias etapas en la Ifnea. Todas las
! piezas pasan por la mayoria de las mismas etapas preparatories, mientras que las
ultimas etapas de la'linea se reservan para un solo tipo de pieza enchapada. Las .
y .
11
-------
piezas enchapadas luego se envi'an a otras areas para el ensamble. Las
scluciones gastadas de todos los tanques, excepto por los banos de enchapado;
se vierten en el sistema de tratamiento de agua resfdual de la planta.
La Lfnea de Zincado
Las piezas de metal mas grandes se cuelgan a mano en perchas que forman .
parte de un sistema transportador que corre por lo alto, y que se usa para
sumergir las piezas en los 22 tanques que componen esta li'nea. Las piezas
enchapadas se trasladan a las areas de ensamble de la pia'nta. todas las
soluciones gastadas de los tanques se envi'an por tuberia al sistema de
tratamiento de agua residual de la planta.
La Lfnea de Enchapado de Marcos
La .li'nea se usa para enchapar con riiquel. niquel-cromo, y niquel-laton.los marcos
de grandes estanten'as. Las piezas se cuelgan en.perchas. como en la linea de
zmcado. Algunos de los tanques de esta linea se pasan por alto, dependiendo del
tipo de enchapado que se requiera. Las piezas terminadas se transfieren a areas
de la planta que se dedican al ensamble. Las soluciones gastadas de los tanques
se envi'an al sistema de tratamiento de agua residual/de la planta.
La Linea de Pintura . . '
Las piezas de metal miscelaneas que no requieren enchapado se envian al
lavado de tres etapas y a las areas de pintura. Las piezas se cuelgan en un
pequeno sistema de transports que las lleva por una linea de.lavado cerrado que
contiene tres tanques de diferentes soluciones. Las soluciones gastadas se
vierfen directamehte en el drenaje municipal.
Despues de que se limpian y se secan, las piezas se pintan usando un
revestimiento de polvo eiectrbstatico. o sumergiendola's en pintura li'quda El
polvo rociado en exceso se recolecta y se vuelve a usar. E! arrastre aue resulta
del proceso de pintura por inmersion se recolecta en hojas de carton o de plastico
de las cuales se dispone enterrandolas. Despues de que se secan. las piezas
pmtadas se transfieren a las areas de la planta que se dedican ai ensamble.
ACTIVIDADES DE MANETO DE RESIDUOS
La planta opera un sistema de pintura electroestatica. para reducir la
cantidad de residuo de pintura que se genera.
La planta usa pintufas' li'quidas a base de agua. que no son'peligrosas.
Hay sistemas de filtracion que recuperan el zinc y el niquel de las soluciones
de enchapado gastadas.. " ..
El agua de enchapado con laton, conteniendo cianuro. se coloca en un
tanque de almacenamiento y se usa como agua de enjuague en varias de
ias-etapas de las lineas de enchapado.
K Todas las aguas residjales se tratan en el local mismo antes de salir al
drenaje municipal. ' ,
Se emplea una secaoo.-a que quema.gas natural para reducir el volumen de
seairr.entc que se" genera de las cseraciones de! filtro a presion.
i:
-------
ALTT'RNATTVAS PARA MTNrT\fT7.4R LOS RESIDUOS
La Tabia 2 muestra las alternatives que tiene la planta para minimizar ios ""
residues. La tabla'presenta el tipo de residue, la alternative de minimizarlo, la
. cantidad de'residuo que es posible reducir y Ios ahorros y costos de
implementacion asociados, incluyendb el tiempo de recupe.racion de capital. Las
cantidades de residues que actualmente se generan en la planta y las
posibiiidades de reduccion de residues dependen del nivel de produccion de la
planta. Todos Ios valores se deben considerar en este contexto.
Se debe notar que Ios ahorros: econornicos asociados con .cada alternativa de
minimizacion de residues, resultan en la mayoria de Ios casos per la reducion de
materia prima y per Ios menores costos, presentes y futures, que se asocian con
. el tratamiento y la disposition. Otros a'hprros que no se pueden cuantificar
i"'?l".yon u.na gran variedad de^posibles costos-en el future, relacionados con las
normas para las_emisiones, qUecambian, como tambien los.costos que'se ' . '.
asocian con la responsabilidad legal y con la salud de Ios empleados. Se debe
notar que Ios ahorros que se senaian para cada alternativa refiejan Ios ahorros
que se pueden lograr cuando se implementan de manera independiente una de
otra: no refiejan la dUplicacion-de ahorrqs que resultarfa si las aiternativas se
implemeritaran conjuntamerite.' ' " -
. ' .'.-: Tablal
Resumen de las Recomendaciones para Minimizar Residues
La practica actual
La medida que se propone
La reduccion de residues y
Ios ahorros asociados
;i Agua co^:aniia:a del
i enchaoacc. ae! iavado y
| eniuague de las lineas de
: enchapadc per cilmdro, de zinc y
de marccs: y ei agua-
contamir.ada del' agua de Iavado
y eniuague se trata en la planta'y
se viene ai alcantarilia'do.
Cuando se contarninan Ios
bafios de niqjei ae las lineas de
enchapado por cihndro y de.
marcos. estos se yierten dentro
de umdades dedicadas a la
filtracidn. que se usan para
recuoerar una porcion mayor de
las particuias de niquel en las
soiuciones. Las umdades de .
fiitracio" se enjuagab penp-
dicamente cor, una soluciorrde
acido det);' El- sistema ojierara
en circuit; ceiradc. Por lo tanto
la cantidas oe niquel que se
descarga a. srs!=Tia de
tralamier'tc ae ag^a residual se
reducira. Va nc.naVa faita una
porcib" de ios qLimicos que
requierer- >os banes y e! sistema
de trata'-.te-tc ae agua residual.
Se genera.-a"ao-:xirr,adamente
la m'isna ca"::,cac ae sed;mento,
Instalar un sistema de tuberia
para reciclar el agua residual
tratadci dentro de la planta,
reduciendo la compra de agua. Si
fuera necesario. mejorar Ios .
metodos actuates de filtrado de
agua residual para proveer agua
suficientemente limpia.
Modificar las lineas de
enchapado que aqui se
comentan, para que incorporen el
uso de un sistema de
recuperacion de cero descarga
(zero discharge recovery, ZCR).
Se recomienda que el sistema
use una tecnologia de osmosis
inverspi para recuperar las
solucipnes de ios baftos de
enchapado a niveles de
concehtracion especificos de la
planta. La sdlucion de acido. que
contiehe contam'inantes, se env'ia
" al sistema de tratamiento de agua
residual. Actualmente, una gran
cantidad de nique! se. descarga
en el sedimento de'l agua residua!
que se clasifica corho residue- .
peligroso:
La reduccion de residues
estimada = 3.1.14.290 galones al
ano (galono); Ahorros netos de
materia prima = USS1 1,120 al
ano; Costo de operacion = US
$3.840 al ano; Ahorros totales =
USS7.280 al ano; Costo de
implementacion = US$56,380 al
ano; Recuperacion de capital
simple = 7.8 afios.
La reduccion de residues
estimada = ninguna; Ahprro en
la disposicion de Ios residues =
USS24.460 al ano; Ahorro neto
de materia prima = US$6.250 al.
ano; Costo de operacion =
USS8.000 al ano; Ahorros
totales = US$22,710 al ano;
Costo de implementacion =
US$70,000; Recuperacion de
capita! simple = 3.1 afios. .
ce.'O'SS c.ss '.ca'= co
pe: ;-:=':
13
-------
Tabla 2 (continuation)
Resumen de las Recomendaciones para Minimizar Residues
La practica actual
_os tarq-es de 'avadc con
aC'do. que se usar. en cada una
ae ia itneas de enchacado para
;ir->o'ar :as p;ezas de metal, se
e^v.ar a' sistema de tratamiento
ae agua de 'esiduc euando se
coniamman
1
El en|uague de las lineas de
enchapado se logra
sumergtendo las piezas en
tanques de en|uag ue. Como
fesultado. se producer
canddades considerables de
arrastre y de contaminacion El
agua gastada de ios tanques de
1 enjuague se vierte er. el local de
la pianta. en el sistema de
tratamiento de agua 'esidual. se
' trata, y se viene e- e!
[ aicantanlladc,
. E' arr'astre ae Ids ues nr»eas de
1 enchapamientd actualtiente
, produce una perdida de
' soiuciones quimicas d'je se
estima en e1 10 per ciento.
Vanos tanques de 'as imeas de
encf acamiento / oe pmtura se"
cal'Sfian con vaocr La
co-.ier.sacien no se vuelve a
e-.v;ar al caler.tadcr por temor
ae que se contamme Se envi'a
a la emp'esa de trata-niento de
, agua residual,
La medida que se propone
Recuperar y volver a usar la
solucion de sal.aado de ios
tanques de lavado
contammados Se estima que
un 70 por ciento de 'a sal acida
se puede recuperar y volver a
usar empleando un evaporador
La implementacion de esta
recomendacibn res'ultara en una
reduccion en la cantidad de
aciao y de sal que se compra.
Cuando fuera posible, modificar
ias Imeas de enchapado de zinc
y de marcos. usando tecnicas
de eniuague oon rocio en lugar
de la inmersion de Ios objetos
en tanques.
La reduccion de residues y
Ios ahorros asociados
La reduccion de residues
estimada = 42 gai
-------
PREVEKCIQH DE LA
CGjlTAMiSACIQS
ADJUNTOA
Information Sobre Como
Lograr Acceso a Depositos
de Informacion Sobre
la Prevencion de la
Contaminacion
-------
PREVSHCIOM DE LA
GOKTAMIKACIOH
ADJUNTO B
Encuesta
-------
MAILING LIST FOR FUTURE PUBLICATIONS
Mair.e : : . : Organ,i~at ion :
Position: ' ' Address:
Phone : . . ' ' ; ; '. -
Fax: i_l_! ' .'
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Please help us by answering the following questions:
A. PROFILE OF YOUR ORGANIZATION .
Trade^associaticn / / Business / / Governmental office
/ y Other ; "' . ;
What product."cr service .does your business/organization provide?
How old i.s your, business/organization? years
How mar.y employees work ir. your business/organization?
B. TRAINING NEEDS
U.'S..EFA an'd SECESOL" plan to add sections to this manual to support other industries in the border-
area. Which industries shfiuld be adoressed next? . . - - '
/ / Acr'icultural Che-.icals / / Wood Finishing , /.'/..other. _ ; : :
What'type of training would you attend? . -. . .
: / Technical workshop's . / / General training / / None ' ./,. / Other _
I . -E?A and SEDESCI. are considering holding trainin
V..,.t 'ir.f'crrr.icicr. wruld te useful to you ' ir. this area
ining sessions on "poliution prevention.
-------
- 2 -
C. USEFULNESS OF MANUAL
Did you find the format of this manual useful? / / Y«s / / No
Did you find its content useful? / / Yss / / No
How would you improve it? __ :
What .ocher information should be included?
« . (tOtt h»!t} = ** ** =
Who else should receive this manual?
Name: "
Address: ;
D. ADDITIONAL COMMENTS
Please provide any additional comments c,n this manual and its usefulness
Please fold on the dotted line and mail. If you have any questions regarding this publication or would like additional
information, you may contact U.S. EPA (415) 744-1500, or SEDESOL 525-553-6421.
Place
Stamp
Here-
HILARY LAUER
POLLUTION PREVENTION COORDINATOR.
US EPA (H-l-B)
75 HAWTHORNE ST
SAN -FRANCISCO CA 94105-3901
-------
APENDICEA
Lista de Referencias
para Obtener Informacion
Adicional (en Ingles)
-------
-------
APENDICE A: INFORMACION ADICIONAL
DEREFERENCE
, . Los documentos sobre !a prevencion de la contaminacion que aparecen en la
siguiente lista pueden.servirle. Desgraciadamente, actualmente solo estan
disponibies en ingle's. Se puede'n obtener copias de los documentos que tengan
numeros de dbcumento del EPA (la Agenda de Prqteccion del Medio Ambiente,-
Environmental Protection Agency, EPA), o bieh de la EPA misma o del Centra de
Distribucion de Informacion Sobre la Prevencion de la Contaminacion (Prevention
Information Clearinghouse, PP|C). Se pueden obtener copias de los documentos
que tengan numeros del Interc&mbio de Informacion Sobre la Prevencion de la
Contaminacion .(Pollution Prevention Information Exchange System. PIES) del
. PPIC/PIES. . ' '
EPA CERf Publications Unit . PPIC . ' PIES..."
. 26 West Martin Luther King Drive . 401M Street, Technical Support.Office
Cincinnati, OH 45268 ., ; Mailcode PM221A . SAIC
(513)569-7562 Washington, D.C. 20460 7600-A Leesburg Pike
' (202)-260-1023 Falls Church, VA 22'043 .
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