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INTRODUCCIÓN El presente trabajo trata sobre la industria metalúrgica, esta nos brinda y procesa los metales que la humanidad exige constantemente para la fabricación de productos utilizados en la actualidad, siendo el centro de atención la contaminación que esta genera mediante los procesos utilizados. La industria metalúrgica se divide en grupos dependiendo la actividad que realizan, por lo que estos grupos producen distintos desechos y generan contaminantes de gran variedad que afectan de distinta manera al ambiente que los rodea. Gran parte de los desechos obtenidos son perjudiciales al ambiente y a la salud, por lo que deben de tratarse para poder eliminarse en el ambiente, reduciendo de esta manera el impacto que producen. Dependiendo del estado en que estos se encuentran sea sólidos, líquidos o gaseosos determinan la forma de tratarse y el procedimiento de eliminación o reciclaje a seguir. La contaminación que se produce en el ambiente por la metalurgia, llevo al desarrollo de tratamientos de desechos y la tecnología necesaria para realizarlos. En los últimos años ha orientado a las industrias a plantear procesos industriales metalúrgicos sustentables y de menor impacto ambiental. Con el fin de tener una producción con el menor daño a largo plazo. Debido a las actividades como la extracción de minerales que es necesaria para la producción de metales y los procesos de producción industrial de metales, la legislación guatemalteca intervino en su papel de estado para brindar ese soporte legal en defensa de los recursos del país y de la reducción de contaminación al ambiente, esto genero la creación de leyes que regulan las actividades que involucran a la metalurgia, con el fin de tener una industria metalúrgica sustentable y consciente del ambiente que la rodea para tener el menor impacto negativo en este. Los anteriores párrafos citaron las líneas guía de investigación en este trabajo, por lo que a continuación se desarrollaran estas líneas de manera estructurada, mediante los temas establecidos en la siguiente sección.

OBJETIVOS General Investigar la relación entre la industria metalúrgica y el medio ambiente.

Específicos Analizar los usos de los metales en la industria. Investigar acerca del manejo de los desechos procedentes de los usos de los metales en la industria. Indagar las leyes que existen en Guatemala de protección ambiental.

JUSTIFICACION La presencia de los desechos metalúrgicos en el ambiente tiene implicaciones importantes por los efectos tóxicos que produce en los seres vivos, ya que provoca, por eso es importante su estudio, su monitoreo y su tratamiento de ser posible. Estos contaminantes, en concentraciones que normalmente se dan en el medio ambiente, no son tóxico para las plantas. Sin embargo, concentraciones altas inhiben su desarrollo celular y afectan la permeabilidad. Los peces pueden acumular estos desechos provenientes de emisiones liquidas, pero generalmente no causan la muerte de estos peces y es por eso que los que consumen el pescado, no pueden detectar que está contaminado y lo consumen sin darse cuenta del peligro. Entonces, al estudiar la repercusión de la contaminación por el mal manejo de los desechos metalúrgicos en seres vivos, se ha visto la necesidad de estudiar los tratamientos o procesos para poder desechar los residuos metalúrgicos. Sin embargo, la contaminación por estos desechos es muy difícil de detectar a través de un monitoreo ambiental, ya que las técnicas específicas de análisis son extremadamente difíciles y costosas y sólo pueden ser manejadas por muy pocos laboratorios en el país que son especializados. La contaminación proveniente de la minería es importante debido a que existe gran cantidad de gente que trabaja directamente con el mercurio y que puede llegar a intoxicarse seriamente con el mismo, pero además, la quema de este metal al aire libre, sin las precauciones necesarias, puede llevar a la transformación del mismo y a la afectación no solo de aquellos cercanos al proceso de obtención del oro sino una buena parte del área circundante. Y como la minería es un sector productivo importante en la generación de empleo y de ingresos económicos en las zonas mineras, es necesario tener en cuenta detalles como la salud de los involucrados en la obtención del oro.

INDUSTRIA METALÚRGICA Metalurgia Arte y ciencia de obtener los metales y procesarlos y así adaptarlos para que satisfagan las necesidades humanas.

Concepto de industria metalúrgica Se trata de un sector industrial amplio y diversificado que contempla industrias de producción de materiales férricos, materiales no férricos, industrias auxiliares (automóvil y talleres mecánicos), así como empresas de metales preciosos. Se considerarán nueve grupos de industrias: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Industrias siderúrgicas Industrias metalúrgicas de hierro (Fe) Industrias metalúrgicas de cobre (Cu) Industrias metalúrgicas de oro (Au) Industrias metalúrgicas de aluminio (Al) Acabado de superficies Talleres mecánicos Industrias del automóvil El sector de la joyería.

CONTAMINACIÓN La contaminación se denomina a la presencia en el ambiente de cualquier agente químico, físico o biológico nocivos para la salud o el bienestar de la población, de la vida animal o vegetal. En la industria metalúrgica su característica general se trata de procesos que suelen emitir restos de grasas, detergentes, meta-les, ácidos y sustancias básicas. Sus vertidos son poco biodegradables y con un alto potencial toxicológico para el saneamiento y en general, para el medio ambiente si el vertido de la empresa puede ir a cauce público.

CLASIFICACION DE CONTAMINANTES GENERADOS Emisiones atmosféricas. Las emisiones atmosféricas se pueden dividir en:  

Controladas Fugitivas

Las controladas corresponden a emisiones que se originan en focos estacionarios y pueden ser reducidas mediante sistemas tradicionales de limpieza de gases como lo son las campanas de captación y los filtros.

La contribución de emisiones fugitivas (no captadas) no es fácilmente cuantificable, pero puede llegar incluso a ser mayor que las emisiones controladas. Las emisiones del proceso de fundición en hornos son: principalmente material particulado y Monóxido de carbono (CO), los compuestos orgánicos volátiles (COV), óxidos de azufre (SOx), óxidos nitrosos (NOx) y pequeñas cantidades de clorhidratos y fluoruros. Las mayores concentraciones de emisiones en hornos ocurren cuando las tapas o puertas son abiertas para cargar, recargar, alear, inyectar oxígeno, remover la escoria y colar.

Emisiones líquidas. Los principales procesos que generan este tipo de efluentes contaminantes son:   

Fabricación de moldes (aglomerantes) Enfriamiento de moldes y piezas Enfriamiento del horno

Las emisiones líquidas no son significativas, en general, salvo que la empresa contenga procesos de tratamientos térmicos o baños químicos. El proceso de enfriamiento de los hornos consiste de circuito cerrado y un segundo abierto. El circuito abierto requiere una permanente regeneración del caudal producto de las pérdidas por evaporación. La circulación de las aguas también implica que se vayan concentrando sales producto de la adición de anti-incrustantes y anti-oxidantes, entre otros. Ello significa que debe existir una purga periódica de agua. Estas aguas constituyen las emisiones líquidas provenientes de las fundiciones, emisión líquida que se puede considerar de bajo grado de contaminación.

Residuos sólidos Los principales residuos sólidos generados son las arenas de descarte, escoria, escombros (virutas y chatarra) y polvos retenidos en filtros de mangas. En fundiciones no ferrosas además se pueden generar residuos peligrosos y contaminados con plomo, cobre, níquel y zinc, con frecuencia en elevadas concentraciones totales y extraíbles, provenientes principalmente de la escoria.

Ruidos Las principales molestias generadas por las empresas de fundiciones, son esencialmente ruidos. La manera en que el ruido generado se propaga hacia el exterior dependerá exclusivamente de las instalaciones de la empresa.

TRATAMIENTOS DE DESECHOS Tecnologías de tratamiento de emisiones líquidas Los procesos para purificar las aguas residuales en la industria de fundiciones están formados por las siguientes etapas:  

Separación de sólidos y líquidos, mediante sedimentación o flotación. Deshidratación para reducir la humedad contenida en los sólidos.

El volumen del fango puede reducirse de forma importante mediante la eliminación de parte del agua. El transporte de fangos puede ser uno de los costos más importantes; por ello, un leve aumento de la concentración de sólidos puede producir un ahorro importante.

Tecnologías de tratamiento de gases Existen cuatro tecnologías básicas que se emplean en el tratamiento de emisiones gaseosas: absorción, adsorción, incineración y condensación. La elección de la tecnología de control depende de los contaminantes que se deben remover, la eficiencia de remoción, las características del flujo contaminante y especificaciones de terreno. Normalmente, se mezclan dos o más tecnologías de remoción de gases en un sólo equipo, siendo las principales tecnologías de remoción absorción y adsorción, y las tecnologías de condensación e incineración son usadas principalmente como pretratamientos.

Tecnologías y equipos para tratamiento de material particulado En las tecnologías tratamientos para material particulado se diferencian por el proceso a utilizar y por el tamaño de las partículas a eliminar se distinguen: ciclones y separadores inerciales, removedores húmedos, precipitadores electroestáticos y filtros de mangas. Ciclones y separadores inerciales: Separadores inerciales son ampliamente utilizados para recoger partículas gruesas y de tamaño mediano. El principio general de los separadores inerciales, es el cambio de dirección al cual el flujo de gases es forzado. Como los gases cambian de dirección, la inercia de las partículas causa que sigan en la dirección original, separándose del flujo de gases. En la práctica, suele ser bastante más interesante utilizar un arreglo de varios ciclones de diámetro reducido. Este tipo de equipos reciben el nombre de "Multiciclón" y puede recuperar con buena eficiencia partículas relativamente pequeñas (4 mm y mayores). Estos equipos pueden utilizarse como preseparadores de otros equipos captadores para mejorar el funcionamiento de estos últimos, o bien en el caso de fundiciones se pueden utilizar como medio de control de las emisiones de las plantas de arenas.

Removedores húmedos: Generalmente se utilizan para captar partículas inferiores a 5 µm (las duchas captan sólo partículas gruesas). Son aptos para trabajar con gases y partículas explosivas o combustibles y/o de alta temperatura y humedad. En forma parcial son capaces de remover gases, por lo que puede existir un problema de corrosión, y necesitar materiales especiales En el caso de las fundiciones, son poco utilizados porque al captar las partículas genera un problema de residuos líquidos, que eventualmente puede llegar a ser peligroso. Precipitadores electrostáticos: Un precipitador electrostático es un equipo de control de material particulado, que utiliza fuerzas eléctricas para mover las partículas fuera del flujo de gases y llevarlas a un colector. Los precipitadores electrostáticos tienen eficiencias de 99,9% en remoción de partículas del orden de 1 a 10 [µm]. Sin embargo, para partículas de gran tamaño (20 - 30 [µm]) la eficiencia baja, por lo que se requiere de preferencia tener un equipo de pretratamiento, tal como un ciclón o multiciclón. Filtros de mangas: Son los sistemas de mayor uso actualmente en la mediana y grande industria, debido principalmente a la eficiencia de recolección, y a la simplicidad de funcionamiento. Las partículas de polvo forman una capa porosa en la superficie de la tela, siendo éste el principal medio filtrante. Una consideración especial debe observarse con respecto al punto de rocío del flujo de gases, el cual se ve influenciado por la presencia de SO3 en el flujo, ya que se produce la condensación en las mangas y éstas se taparán no permitiendo el filtrado. Además, esta condición de condensación produce corrosión en los metales y más aún si hay presencia de SO3 el cual con presencia de humedad se transforma en H2SO4 (ácido sulfúrico), por lo que también perjudicará por ataque ácido a la mayor parte de los materiales usados en las mangas. Por otra parte, debe considerarse el eventual peligro de explosión si se trabaja con gases combustibles (ricos en hidrocarburos) o explosivos (CO proveniente de atmósferas reductoras en fundiciones).

Planificación ambiental para residuos específicos Para la recuperación de las escurriduras de productos químicos se utilizan diversas tecnologías, a saber:    

Evaporación. Los evaporadores más comunes son los atmosféricos, pero los evaporadores al vacío permiten ahorrar energía. El intercambio iónico se utiliza para la recuperación química del agua de lavado. Extracción electrolítica. Se trata de un proceso electrolítico por el que se reducen los metales disueltos en la disolución y se depositan en el cátodo. Electrodiálisis. Se realiza utilizando membranas permeables a los iones y aplicando corriente para separar especies iónicas de la disolución.

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Osmosis inversa. Consiste en el empleo de una membrana semipermeable para producir agua purificada y una disolución iónica concentrada. El agua es obligada a atravesar la membrana aplicando una elevada presión y la mayor parte de las sales disueltas son retenidas por la membrana.

LOS GRUPOS DE INDUSTRIAS METALÚRGICAS COMO GENERADORAS DE CONTAMINANTES Industria siderúrgica Se considera un sector básico por abastecer a otras actividades industriales variadas. Las materias primas empleadas son: coque, mineral de hierro y chatarra. En la actualidad cobra cada vez más importancia la fabricación de aceros especiales para tecnologías de vanguardia. Comprende varios subsectores:   

Acero integral (altos hornos) Hornos eléctricos Aceros especiales.

Por su mayor uso en la industria de la siderurgia se detalla a continuación los contaminantes presentes en el alto horno. Alto horno. Fabricación directa de acero en una cámara en que se introducen mineral de hierro, carbón o coque y caliza, y se inyecta oxígeno. Los vertidos producidos provienen de: hornos de coque, zonas de laminación y decapados. Suelen presentar altos caudales. 1. Hornos de coque: Sus vertidos contienen compuestos cianurados, amoníaco, fenoles, ácidos, álcalis, aceites y grasas, y residuos sólidos como restos de minerales, restos de coque y piedra caliza. Los vertidos mayoritariamente proceden de la torre de enfriamiento donde el coque caliente se lava y se enfría con agua. En general, los vertidos líquidos generados pueden tratarse mediante: recirculación, evaporación, extracción con disolventes, destilación, sedimentación, neutralización, flotación y aeración. El principal método de depuración de vertidos de plantas de coque es la recuperación de subproductos, siendo el más importante por su valor económico el fenol. 

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Eliminación de carga biodegradable (DBO5) Se lleva a cabo mediante recirculación y reutilización de aguas para enfriamiento y similares: reducción DBO5 hasta 75% de la original. Recuperación De Subproductos En función del contenido concreto de cada vertido pueden recuperarse como subproductos: sulfato amónico, alquitrán, naftalina, benceno, tolueno y xileno. El fenol se concentra mediante tratamiento con

hidróxido sódico (conversión en fenolato sódico y destilación, >80% recuperación) o se elimina mediante tratamiento biológico (fangos activos o filtración bacteriana, menos 25 mg/l de contenido inicial).  Eliminación De Benzol Se realiza mediante separadores por gravedad.  Eliminación De Aceites En General Se realiza mediante flotación con inyección de aire. 2. Zonas de laminación y decapados: Con estos procesos se consigue manufacturar el acero ya producido, así como “limpiarlo” de restos de impurezas no deseadas. Estos vertidos contienen fundamentalmente, cantidades importantes de ácidos (sulfúrico y clorhídrico), presentan pHs ácidos e hierro. Dentro de los tratamientos de desechos en este proceso se encuentran los siguientes: a) Neutralización: Se lleva a cabo con cal, hidróxido sódico o carbonato sódico (más caros). Fases: I. Precipitación de hidrato férrico (pH