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Editorial

Minería sustentable.

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No se necesita redefinición

 


Fecha de Publicación: 21/2/2003
Impactos Ambientales y Actividades Productivas

Industria del Vidrio



Descripción del ámbito de actividad

La industria del vidrio utiliza como materias primas principalmente arena, cal, dolomita y feldespato, así como soda, borosilicatos y numerosos materiales adicionales que abarcan prácticamente todo el sistema periódico de elementos. Sus productos representan una amplia variedad de vidrios con diferentes propiedades, de los cuales una gran parte todavía es transformada después de su producción (Cuadro 1).

Cuadro 1 - Productos de vidrio

Vidrio para recipientes

Vidrio plano

Vidrio para usos
cotidianos y vidrio especial

  • vidrio hueco
  • vidrio plano
  • vidrios ópticos
  • vidrio para conservas
  • vidrio colado
  • vidrios para fines de alumbrado
  • vidrio para usos medicinales
  • vidrio modelado
  • artículos de cristalería
  • vidrio para embalajes
  • vidrio armado
  • vidrio de laboratorio
   
  • matraces de vidrio

Fibras de vidrio de plomo

Fibras minerales

 
  • vidrio plomizo
  • copas
  • tubos televisión
  • fibras de vidrio para transmisión óptica
  • fibras de vidrio
  • fibras minerales
  • fibras al borosilicato
  • fibras de cerámica
    (resistentes a temperaturas elevadas)
 

En la industria moderna del vidrio, las empresas productoras no suelen extraer ellas mismas las materias primas, sino que las compran con la composición química y las características físicas deseadas como, p. ej., granulación, grado de humedad, impureza. Puesto que se trata de materiales muy diferentes, que tienen que ser dosificados y mezclados, se necesitan instalaciones de mezcla y de preparación. La mezcla se funde en hornos de cubeta y menos frecuentemente en hornos de crisol o en hornos especiales. Para las fibras minerales todavía se utilizan en parte cubilotes y para la producción de fibras cerámicas, sistemas eléctricos de fundición. En la actualidad, los gases de humo son refrigerados en instalaciones de regeneración o recuperación, con lo cual se reduce el consumo específico de combustible.

Después de la fusión, los vidrios son moldeados. A continuación la mayoría tiene que ser enfriada conforme al empleo previsto, a fin de evitar tensiones en el vidrio. A menudo son todavía perfeccionados mediante tratamientos térmicos, químicos y físicos ulteriores, como son endurecer la superficie, colar, flexionar, pegar, soldar y esmerilar. Los vidrios huecos, además, frecuentemente se decoran. Las fibras, después de la fusión, son estiradas, centrifugadas, sopladas o comprimidas a través de toberas utilizando diferentes tecnologías.

La capacidad de producción de las distintas empresas que fabrican vidrio varía mucho. Es frecuente que en una planta productora estén reunidos varios sistemas de fusión con diferentes programas de producción. Los hornos de crisol presentan un rendimiento de 3-8 t/día, mientras que la producción de las cubetas para vidrios especiales oscila en la mayoría de los casos entre 8 y 15 t/día. En determinados sectores, los rendimientos son todavía considerablemente mayores; cubetas de vidrios para recipientes funden entre 180 y 400 t/día, cubetas para vidrios planos alcanzan capacidades de entre 600 y 1000 t/día.

Las temperaturas de fusión del vidrio oscilan generalmente entre 1200°C y 1500°C, dependiendo en gran parte de la mezcla y del producto a elaborar. La energía necesaria para la fusión de 1 kg de vidrio varía entre 3700 y 6000 kJ. Las capacidades y el consumo energético citados son valores medios, influenciables a través del diseño y el tiempo de funcionamiento de la cubeta, del programa de producción y del grado real de utilización de la cubeta. Siempre que sea posible, debería reducirse el consumo energético específico mediante la utilización de trozos de vidrio usado.

Impactos y medidas correctoras

Aire

Gases residuales/Gases de humo

En una fábrica de vidrio se generan gases residuales durante la fundición como consecuencia de la quema de los combustibles utilizados. Los gases de humo contienen, además de los residuos de la combustión, como dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx), también componentes de la mezcla, como sustancias alcalinas (Na, K), cloruros (-Cl), fluoruros (-F) y sulfatos (-SO4).

Dióxido de azufre (SO2)

Óxidos de nitrógeno (NOx)

Flúor/Cloro

Polvo

Un aspecto problemático de la industria del vidrio es la emisión de polvo de los hornos de fundición generada por las elevadas temperaturas y la evaporación de partes de la mezcla, las cuales se convierten por sublimación en finísimas partículas de polvo. La concentración de polvo de diferentes cubetas de fundición desprovistas de filtro se muestran en el Cuadro 3.

Concentración de polvo en los gases residuales de cubetas de vidrio - Valores medidos

Clase de vidrio

Calentamiento

Polvo en gases residualesa)
mg/m³

Vidrio al sodio y calcio
Vidrio al sodio y calcio
Vidrio de cristal al potasio

Gas natural
Fuel-oil pesado
Gas natural/ Fuel-oilb)

68 - 200
103 - 356
45 - 402

Vidrio de plomo
Gas natural/Fuel-oilb)

Gas natural

272 - 1000

Vidrio de borato Fuel- oilb)

Gas natural

120 - 975

Fibras de vidrio de borosilicato

Gas natural/Fuel- oilb)

1425 - 2425

a) Gas residual en estado normal, 8 % oxígeno
b) Fuel-oil extra ligero

Los valores del cuadro muestran que las cubetas de vidrio sin filtros tienen elevadas concentraciones de polvo en los gases residuales. Dependiendo del tipo de cubeta y de su rendimiento, se eligen procedimientos eléctricos de despolvoramiento, despolvoramiento textil con adsorción o lavado húmedo. La eliminación del polvo debe contribuir al mismo tiempo a disminuir las emisiones de fluoruros, de sulfatos y de cloruros, así como de los metales pesados tóxicos.

Especialmente críticas son las emisiones de plomo, cadmio, selenio, arsenio, antimonio, vanadio y níquel. Estos polvos contaminantes que se presentan principalmente en los gases residuales de la producción de vidrios especiales, pueden separarse solamente mediante filtros para polvos.

Ruido

La contaminación acústica en la industria del vidrio es importante, especialmente en las fases de fundición, moldeado y enfriamiento, así como en las zonas de los compresores, mientras que en los sectores de extracción, preparación, empaquetamiento y transformación ulterior apenas se presentan molestias por ruidos.

Durante la fusión en las cubetas y en el alimentador pueden producirse niveles de ruido de hasta 110 dB(A) originados por las elevadas velocidades del aire. Los grandes ventiladores, generadores de las cantidades necesarias de aire, y los compresores producen contaminaciones acústicas adicionales relativamente elevadas. Sin embargo, en los compartimentos donde se encuentran estas fuentes sonoras sólo hay pocos puestos de trabajo. En las plantas de producción modernas, estos puestos están provistos de instalaciones estáticas de protección acústica. Los equipos de mando de las instalaciones pueden construirse insonorizados o bien situarse fuera de la zona ruidosa. Para trabajos de corta duración en estas zonas es obligatorio llevar protección auditiva.

Un sector especialmente crítico, tanto en lo que respecta a las emisiones sonoras como a la contaminación por temperaturas elevadas y vapores de aceites, es el moldeado de vidrio para recipientes, con máquinas de aire comprimido. Aquí la contaminación acústica es en general de 90 dB (A). En los últimos años se consiguieron mejoras mediante modificaciones en la dirección del aire. Hasta ahora no es posible aislar totalmente las máquinas por blindaje para amortiguar el ruido debido a que es necesario lubricar las unidades regularmente con aceite y limpiar los moldes. Durante el enfriamiento del vidrio los ventiladores producen ruidos que, sin embargo, pueden atenuarse con la ayuda de construcciones ingeniosas y de aislamientos antirruido.

A fin de evitar perjuicios por ruidos las fábricas de vidrio deben construirse en fuera de las zonas habitadas, a una distancia mínima de 500 m. La distancia hasta las zonas de viviendas debería ser tal, que durante el día el grado de inmisión por ruidos no supere los 50 a 60 dB(A) y por la noche los 35 - 45 dB(A).

Agua

El consumo de agua por tonelada de vidrio producida varía fuertemente. Con objeto de tener que añadir sólo pequeñas cantidades suplementarias de agua limpia deberían instalarse sistemas de circuitos cerrados. La mayor demanda de agua en una vidriería se produce en los sectores siguientes:

  • refrigeración de los compresores generadores de aire comprimido,
  • refrigeración de los grupos diesel utilizados en parte para la generación de electricidad,
  • tanques de enfriamiento para el vidrio sobrante,
  • transformación posterior del vidrio mediante esmerilado, brocado, etc.

Las aguas residuales que se producen en estos sectores son enfriadas y reutilizadas. Una parte es desviada para otras funciones, como p.ej.:

  • mojado de la mezcla a fin de evitar el levantamiento de polvo
  • refrigeración de gases de humo, especialmente en instalaciones eléctricas de despolvoramiento
  • humidificación de productos de calcio para filtros de adsorción seca.

Por término medio, el consumo de agua de una vidriería tendría que ser inferior a 1 m³/t de vidrio producida. El agua de refrigeración de las instalaciones de cortado y de las máquinas de moldeado, de los compresores, de los grupos electrógenos diesel de emergencia que eventualmente se puedan utilizar, pero también el agua de los tanques de enfriamiento situados debajo de las máquinas de producción, puede estar contaminada con aceite. Este agua debe depurarse mediante separadores de aceite.

Suelos

No es de esperar que se produzca contaminación del suelo, con los consiguientes daños para la flora y la fauna, en los alrededores de las fábricas modernas de vidrio que respeten las normas ambientales existentes relativas a los gases residuales y al polvo, equipadas con las instalaciones necesarias de depuración, y que dispongan de un circuito interno de aguas residuales adecuado, así como del correspondiente separador de agua.

Lugar de trabajo

Los trabajadores de las fábricas de vidrio pueden sufrir molestias o estar expuestos a peligro sobre todo por el ruido y en algunos puestos de trabajo especiales por el fuerte calor. En plantas de producción bien cuidadas prácticamente no se presentan problemas de polvo. En casos particulares, como en la producción de vidrios especiales, los polvos tóxicos pueden resultar peligrosos para la salud.

Básicamente ningún puesto de trabajo debería estar expuesto a un nivel sonoro continuo de más de 85 dB(A); alcanzado dicho nivel, debe proveerse protección auditiva. A partir de 90 dB(A), el uso de protección es forzoso. Asimismo es obligatorio usar auriculares antirruido durante una corta estancia en zonas muy ruidosas del proceso.

Hasta ahora no es posible, por razones técnicas, aislar o automatizar por completo las máquinas modeladoras del vidrio, especialmente las máquinas de vidrio para recipientes, de tal forma que los trabajadores en estas zonas tienen que llevar auriculares de protección. Las molestias acústicas procedentes del sistema de quemadores, de los ventiladores, así como de los compresores se pueden evitar fácilmente; por un lado, apenas hay puestos de trabajo en la zona de las máquinas y, por otro lado, las estaciones de mando de las unidades pueden protegerse contra polvo, calor y ruido. Durante los trabajos de mantenimiento y reparación el trabajador tiene que usar la protección de oídos exigida por las reglamentaciones y, si fuese necesario, ropas protectoras.

En caso de interrupción del funcionamiento o de roturas inesperadas de cubetas, así como de averías en el sistema de precaldeo pueden producirse considerables emisiones de calor, pues las cubetas funcionan en parte a temperaturas superiores a los 1500°C. El trabajo en tales situaciones excepcionales debe realizarse bajo vigilancia. En cada fábrica debe haber equipos protectores como trajes térmicos, que faciliten el trabajo en caso de emergencia. Con el fin de que en tales circunstancias se pueda intervenir rápida y selectivamente, deben elaborarse planes de emergencia y practicarlos periódicamente.

Según estudios recientes, se sospecha que las fibras de vidrio y las fibras minerales pueden tener efectos cancerígenos. Por ello, en las fábricas de vidrio, deberían realizarse inspecciones médicas regularmente, a fin de detectar a tiempo problemas que eventualmente pudiesen presentarse y evitar daños posteriores.

Ecosistemas

Del 70 al 80 % del material transformado en las vidrierías son materias primas naturales (arena, feldespato, dolomita, cal), las cuales generalmente no son extraídas en las cercanías de la fábrica. De las materias primas naturales, aproximadamente el 75 % son arenas de sílice, cuya extracción hoy en día rara vez es realizada por la vidriería misma. La soda necesaria se sintetiza artificialmente a partir de sal (NaCl) y de dióxido de carbono, el cual se obtiene de la calcita. La soda se puede obtener también de yacimientos naturales, como es el caso, p.ej. en los EE.UU. Las materias primas restantes son en parte materiales de elaboración artificial o materiales en bruto purificados, como compuestos de sodio o de boro.

Para la fundición de una tonelada de vidrio se necesitan aprox. 1,2 - 1,3 t de materias primas. La superficie necesaria para su extracción no se puede definir exactamente, ya que los yacimientos a considerar no se utilizan exclusivamente para la industria vidriera y las alturas de extracción varían fuertemente.

Si una fábrica tiene su propia explotación de materias primas, los efectos ambientales ya deben tomarse en consideración en la etapa de planificación de la extracción, especialmente en lo relativo al agua y al recultivo continuo necesario. Los costos de extracción y del recultivo se incluyen en aquellos de las materias primas.

A la hora de elegir el emplazamiento de una planta de producción de vidrio deben tenerse en cuenta los aspectos ambientales. Si se trata de emplazamientos en zonas dedicadas hasta entonces a la agricultura, hay que evaluar las posibilidades de ingresos alternativos, sobre todo para las mujeres afectadas. Además del cumplimiento de las normas legales referentes a los gases residuales, al polvo, al ruido y al agua, deben examinarse las condiciones del suelo, la integración en el paisaje y la infraestructura local. En la infraestructura se incluyen, entre otras cosas, las posibilidades de suministro y de vivienda para los trabajadores, los medios de transporte y el volumen de tráfico ,así como la industrialización existente y planeada de la zona.

Dado que los impactos ambientales no quedan limitados al recinto de la fábrica, los grupos de población afectados, y especialmente las mujeres y los niños, deberían tener derecho a asistencia médica.

Mediante la organización de un sistema de reciclaje de vidrio usado se puede reducir, por un lado, la demanda energética de la producción y, por otro, se alivian considerablemente los vertederos de residuos. Por la misma razón, debería reducirse el sistema de envases sin retorno a favor de los envases retornables.



 

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