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MASTER EN SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTIÓN MÓDULO ASPECTOS ECONÓMICOS, FISCALES Y LEGALES DE LA GESTIÓN AMBIENTAL

Presentado a: Licenciado en Ciencias Económicas y Empresariales Antonio Aguilera N.

Presentado por Joe Luis Herrera Castro Alumno Sistemas Integrados de Gestión

LA GESTIÓN AMBIENTAL EN PLANTAS CEMENTERAS CASO PRÁCTICO

Pasto – Colombia, Noviembre de 2014

CASO A ANALIZAR Teniendo en cuenta los aspectos fundamentales en el proceso de producción del cemento, realice una revisión inicial ambiental referida a la industria cementera compuesta por: 1. Proceso productivo 2. Inventario de los contaminantes generados durante el proceso 3. Legislación aplicable y grado de cumplimiento la misma. Con estos datos y con el apoyo de las guías BREF y MTD facilitadas por el Ministerio de Medio Ambiente, establezca un Sistema de Gestión Medioambiental para una industria cementera típica. Las guías BREF y MTD se encuentran en la página Web: www.prtr-es.es , dentro del apartado Fondo Documental. (Documentos de Mejores Técnicas Disponibles (MTD)).

DESARROLLO 1. PROCESO PRODUCTIVO: Se describe con las siguientes etapas: Llegada Materia Prima: El proceso industrial comienza en las canteras con la extracción de las materias primas, que se efectúa mediante explotaciones a cielo abierto, con uso de perforadoras especiales y voladuras de roca controladas. Estas rocas son cargadas en camiones con palas de gran capacidad y se trasladan a la trituradora. Triturado: La trituración de calizas y arcillas, permite reducir el material con tamaño de hasta 1,2 metros en partículas con un tamaño final de 0,46 mm, para ser trasladado a la sección de molienda. Molienda: Con un molino de bolas, se reducen las partículas a harina, que constituye el elemento que alimentara al horno. Es en esta etapa donde se seleccionan las características químicas de la harina que se desea obtener. Homogenización: El material molido es transportado mediante sistemas neumáticos o transportes mecánicos a estos silos, donde se logra finalmente una harina, que sirve para alimentar el horno. Cocción: La harina cruda es introducida, en forma neumática y debidamente dosificada, a un intercambiador de calor por suspensión en

contracorriente de gases en varias etapas, en la base está instalado un sistema de pre calcinación de la mezcla (horno rotativo) donde se desarrollan las reacciones físico-químicas que dan lugar a la formación del Clinker. Molienda: El Clinker es enfriado y sometido a una molienda y por un transportador mecánico se traslada al almacenamiento. Separación: Por un proceso de extracción controlada, el Clinker es conducido a un molino de bolas con circuito cerrado, con sistema de separación neumático que permite obtener una alta superficie específica, en esta etapa también se incorporan mediante básculas automáticas, las adiciones requeridas de otros elementos para elaborar las diferentes clases de cemento. Empaque: El producto terminado es controlado por análisis químicos y ensayos físicos para garantizar la calidad del producto final y transportado por medios neumáticos a silos de depósitos desde donde se envasa y empaca en bolsas o sacones de 25 y 50 kilos. A continuación se indica en el diagrama de flujo del proceso: Arcilla Caliza Grava Marga

Llegada Materia Prima

Material de Cantera

Triturado

Crudo

Molienda

Harina de Crudo

Calcio, Aluminio, Silicio, Hierro

Homogenización

Gases del Proceso

Cocción

Molienda

Residuos Separación

Empaque de Cemento

Clinker Otros Componentes

2. INVENTARIO DE LOS CONTAMINANTES GENERADOS DURANTE EL PROCESO: Los contaminantes más importantes generados durante la actividad cementera son: 

Partículas de polvo: Provenientes de las actividades de almacenamiento, transporte y manipulación de materiales y materias primas (fuentes dispersas o difusas) y de los filtros de desempolvamiento (fuentes localizadas o puntuales).



Gases de combustión: Óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SO2), monóxido de Carbono (CO), compuestos orgánicos volátiles (COV).



Residuos, ruido y olor: Por las labores propias de la planta.

3. LEGISLACION APLICABLE Y GRADO DE CUMPLIMIENTO DE LA MISMA:  Decreto 833/1975, de 6 de febrero que desarrolla la ley 38/1972 de protección del ambiente atmosférico y demás leyes que la modifiquen o sustituyan.  DIRECTIVA 2000/76/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO, de 4 de diciembre de 2000, relativa a la incineración de residuos.  DECISIÓN DE LA COMISIÓN de 17 de julio de 2000, relativa a la realización de un inventario europeo de emisiones contaminantes (EPER) con arreglo al artículo 15 de la Directiva 96/61/CE del Consejo relativa a la prevención y al control integrados de la contaminación (IPPC). 2000/479/CE. Los principales problemas ambientales asociados con la producción de cemento son las emisiones a la atmósfera y el uso de energía. La descarga de aguas residuales por lo general se limita a escorrentía de lluvias (superficial), agua de refrigeración de equipos (circuito cerrado) y agua sanitaria, que se consideran como impacto ambiental no significativo.

El almacenamiento y manipulación de combustibles es una fuente potencial de contaminación del suelo y aguas subterráneas, por lo cual las fábricas deben dotarse de medios adecuados que garanticen la protección del suelo. La figura 1 muestra un balance de masa para la producción de 1 tonelada de cemento gris con el proceso seco, y que use fuelóleo como combustible.

Figura 1. Balance de Masa (producción de 1 tonelada cemento gris). 3.1. CONSUMO DE MATERIAS PRIMAS: En la tabla 1 se muestran los datos de consumo de materias primas correspondientes a una planta tipo unión Europea: Materia Prima (base Seca)

Por Tonelada de Clinker

Caliza, arcilla, pizarra, marga, 1,57 t otros Yeso, Anhidrita Adiciones Fuente: Cembureau Report 1997

Por Tonelada de Cemento

Al año (por Mt de Clinker)

1,27 t

1.568.000 t

0,05 t 0,14 t

0,05 t 172.000 t

Tabla 1. Consumo de Materias Primas en elaboración de cemento.

3.2. CONSUMO DE ENERGIA: La mayor parte del consumo energético se concentra en la descarbonatación y la clinkerizacion de las materias primas en el horno, las cuales consumen el 90% de la energía total de la fábrica. El 75% de esta energía se consume en la molienda de materias primas y el cemento, la impulsión de gases y la manipulación y transporte de materiales, suman prácticamente el 25% restante. El proceso de cocción de las materias primas requiere de un aporte energético teórico (reacciones químicas endotérmicas) de 1700 a 1800 MJ/t de Clinker. La energía térmica consumida por los diferentes tipos de hornos está en torno a los siguientes rangos (MJ/t de Clinker):  2900 a 3200    

3100 a 4200 3300 a 4500 Hasta 5000 5000 a 6000

Para líneas nuevas vía seca, con precalentador de Ciclones y precalcinador. Para vías secas, con precalentador de ciclones. Para hornos vía semiseca o semihumeda. Para hornos largos vía seca. Para hornos vía húmeda.

Además de la vía de fabricación empleada, el consumo energético en la fabricación de Clinker, está relacionado con la humedad de las materias primas y con la dificultad en completar las reacciones químicas para la formación del Clinker (depende de cristalografía/mineralogía de compuestos). El consumo de electricidad varía entre 90 a 130 KWh/t de cemento, cifra que depende de los siguientes factores: a. Facilidad de molturación de los materiales, relacionado con su estructura mineralógica. b. La eficiencia energética de los equipos de molienda. c. La finura del material molido, especialmente en la fabricación de cementos de diferentes categorías resistentes. 3.3. EMISIONES: La directiva IPPC incluye una relación indicativa de los contaminantes atmosféricos que deben ser tomados en consideración, y para las que deben fijarse límites de emisión cuando los niveles de emisión y la potencial peligrosidad del contaminante así lo requieran. El foco más importante de emisión a la atmosfera es el horno de Clinker. Estás emisiones provienen de las reacciones físicas y químicas de las materias primas procesadas y de los combustibles empleados para la cocción. Las emisiones relevantes son: óxidos de nitrógeno (NOx), Dióxido de axufre (SO2) y partículas (polvo).

Los principales constituyentes de los gases de salida de un horno de cemento son nitrógeno del aire de combustión; CO2 de la descarbonatación del CaCO3 y de la oxidación del combustible, vapor de agua del proceso de combustión y de las materias primas; y exceso de oxígeno, como se indica en la tabla 2: Tabla 2. Composición de los gases emitidos por el horno Compuesto Nitrógeno (N2) Dióxido de Carbono (CO2) Agua (H2O) Oxígeno (O2) Resto (incluye contaminantes)

% en Volumen 45 - 57 11 – 29 10 – 39 4 – 12