Caracterización de Residuos Sólidos en La Industria Cerámica y Su Relación Con Las Mejores Técnicas Disponibles (MTDs)

Hacia la sustentabilidad: Los residuos sólidos como fuente de energía y materia prima © 2011 pp 36-41 ISBN 978-607-607-015-4

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Caracterización de residuos sólidos en la industria cerámica y su

relación con las Mejores Técnicas Disponibles (MTDs)

Valeria Ibáñez-Forés, Ana Gómez-Parra, Mª Dolores Bovea*, Antonio Gallardo, Francisco J.

Colomer *[email protected]

Resumen

El objeto de este trabajo es realizar una caracterización de los residuos sólidos, tanto peligrosos

como no peligrosos, producidos en la industria cerámica. Para ello, se ha analizado los residuos

sólidos procedentes de más de 40 empresas fabricantes de pavimento y revestimiento cerámico en

España. Tras su asignación a m2 de baldosa cerámica producida, se han caracterizado de acuerdo al

código LER y RD 952/1997, y distribuido entre los procesos unitarios en que puede dividirse la

producción de dichas baldosas. Finalmente, se han estudiado las Mejores Técnicas Disponibles

(MTDs) propuestas en el documento BREF sectorial correspondiente, y se ha realizado una

selección de las más adecuadas para su implantación en cada proceso unitario.

Palabras clave: industria cerámica, mejores técnicas disponibles, MTD, residuos sólidos

1. Introducción

Hasta el inicio de la crisis económica mundial en 2008, la cerámica española representaba el 40%

de la producción europea de pavimento y revestimiento cerámico [1]. Dicha industria está muy

concentrada territorialmente, y más del 90% de la producción nacional procede de la Comunidad

Valenciana, concretamente del área delimitada por un radio de unos 30 kilómetros en torno a

Castellón, la capital de provincia del área de La Plana [2] y [3].

La elevada concentración industrial y la cada vez más exigente legislación europea en materia

medioambiental [4] y [5], requieren la aplicación de medidas de seguimiento y control para la

gestión y reducción del impacto ambiental producido por las altas tasas de generación de residuos,

vertidos y emisiones atmosféricas en la zona.

El objetivo principal de este estudio es analizar la generación y la gestión de los residuos peligrosos

(RP) y no peligrosos (RNP), producidos por el sector cerámico español, a partir de datos

procedentes de 40 azulejeras localizadas en la provincia de Castellón. Concretamente, se pretende:

1. inventariar los residuos (RP y RNP) generados, caracterizándolos en función de las

normativas vigentes españolas;

2. Identificar la etapa u origen de generación de cada residuo a lo largo del proceso de

fabricación de la baldosa;

3. Proponer medidas para minimizar la generación de residuos en planta; y

4. Sugerir técnicas de valorización in situ para aumentar la sostenibilidad de su ciclo de vida.

Para ello, se ha seguido la metodología mostrada en la Figura 1.

Hacia la sustentabilidad: Los residuos sólidos como fuente de energía y materia prima © 2011

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Figura 1. Metodología empleada

2. Descripción del proceso de fabricación de la baldosa cerámica

El principal producto fabricado por las empresas del sector cerámico de la región de La Plana es el

gres esmaltado producido mediante monococción. En dicha técnica de producción se identifican

ocho procesos unitarios mostrados en la Figura 2.

El proceso comienza con la recepción en planta de las arcillas previamente molidas y atomizadas.

Dicho polvo granulado alimenta a las prensas que conforman la pieza según la forma y espesor

elegidos. Una vez conformadas, las piezas son secadas, dando paso a lo que se le denomina

bizcocho. En el proceso de monococción, el secado da paso a la fase de engobe y esmaltado. Ésta

consiste en la aplicación de varias capas de esmaltes, con diferente composición según el modelo a

elegir, encargadas de embellecer la pieza y de aportarle las características técnicas superficiales

deseadas. Seguidamente, las piezas se introducen en un horno para su cocción en ciclos más o

menos rápidos y temperaturas más o menos elevadas según el tipo de producto a fabricar.

La última fase de la fabricación es la clasificación, embalaje y paletizado de las piezas en función

de su calidad. Este proceso asegura la conservación del producto durante su almacenamiento y

distribución.

3º. CARACTERIZACIÓN DE RP Y RNP

1º. RECOGIDA DE DATOS

2º. TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

4º. ASIGNACION A PROCESOS UNITARIOS

METODOLOGÍA

Autorizaciones Ambientales Integradas (AAI)

Orden MAM 304/2002

Visitas a las empresas + Entrevistas + Cuestionarios

Unidad Funcional

Análisis de los datos Medidas de tendencia central y dispersión

m² de baldosa

40 EMPRESAS

Según..

RD 952/1997 Criterios de Asignación

Análisis del Origen de Producción

5º. PROPUESTA DE GESTIÓN DE LOS RP Y RNP

PROPUESTA DE TÉCNICAS DE MINIMIZACIÓN DE RESIDUOS

PROPUESTA DE TÉCNICAS DE VALORIZACIÓN IN-SITU


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Figura 2. Diagrama de proceso de la fabricación de baldosas cerámicas mediante monococción

3. Generación y caracterización de RP y RNP

Las Tablas 1 y 2 recogen la caracterización, según la Orden MAM 304/2002 (Código LER), el Real

Decreto 952/1997 y el Real Decreto 833/1988, de los RNP y RP, respectivamente, producidos en la

industria azulejera.

Tabla 1. Codificación de los RP y RNP según la legislación española

RESIDUOS NO PELIGROSOS CÓDIGO

LER DEFINICIÓN

Lodos acuosos con material

cerámico 08 02 02 Lodos acuosos que contienen materiales cerámicos

Suspensión acuosa con material

cerámico 08 02 03 Suspensiones acuosas que contienen materiales cerámicos

Residuos de mezclas antes de

cocción 10 12 01

Residuos de la preparación de mezclas antes del proceso de

cocción

Residuos cerámicos cocidos 10 12 08 Residuos de cerámica, ladrillos, tejas y materiales de

construcción (después del proceso de cocción)

Papel y cartón 15 01 01 Envases de papel y cartón

Plástico 15 01 02 Envases de plástico

Palets rotos/madera 15 01 03 Envases de madera

Envases metálicos 15 01 04 Envases metálicos

Filtros de mangas no contaminados 15 02 03

Absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y

ropas protectoras distintos de los especificados en el código

15 02 02

Revestimientos y refractarios/

Lamas y rodillos cerámicos 16 11 06

Revestimientos y refractarios procedentes de procesos no

metalúrgicos, distintos de los especificados en el código 16

11 05

Chatarra 17 04 07 Metales mezclados

RSU 20 03 01 Mezclas de residuos municipales

Lodos de fosas sépticas 20 03 04 Lodos de fosas sépticas

6) CLASIFICACIÓN Y EMBALAJE

7) ALMACENAMIENTO

EXPEDICIÓN

8) PROCESOS AUXILIARES:- Mantenimiento

- Oficinas

- Laboratorio

ALMACENAMIENTO INTERMEDIO

1) RECEPCIÓN DE MATERIAS PRIMAS

2) PRENSADO

3) SECADO

ARCILLAS PROD. QUÍMICOSAlmacenamiento Materia Prima

5) LINEA DE COCCIÓNPRE-CALENTAMIENTOHORNOS

4) LINEA DE ESMALTADOPREPARACIÓN DE ESMALTES ESMALTADO

BIZCOCHO

BIZCOCHO

ESMALTADO

BALDOSA

COCIDA


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Tabla 2. Codificación de los RP y RNP según la legislación española

RESIDUOS PELIGROSOS

CÓDIGO LER

DEFINICIÓN CÓDIGO DEL RESIDUO (Orden MAM/304/2002,

RD 952/1997 y RD 833/1988)

Aceite hidráulico usado/ ceras y grasas

13 01 10*/ 13 02 05*/ 12 01 12*

Aceites hidráulicos minerales no clorados/ Aceites minerales no clorados de motor, de transmisión mecánica y lubricantes/

Ceras y grasas usadas

Q7//R9//L8-9/P19//C51//H5-14//A272//B4201/B4203/B0019

Disolventes y mezclas de disolventes

14 06 03* Otros disolventes y mezclas de disolventes Q7//R13//L5//C41//H3B-5//A272//B0005/B4203

Envases de plástico contaminados

15 01 10* Envases que contienen restos de sustancias peligrosas o

están contaminados por ellas Q5//R3//S36//C15-18-40-41-51//H5-

14//A272//B4203 Envases de papel

contaminados 15 01 10*

Envases que contienen restos de sustancias peligrosas o están contaminados por ellas

Q5//R3-5//S36//C15-18//H5-14//A272//B4203

Aerosoles 15 01 11* Envases metálicos, incluidos los recipientes a presión vacíos,

que contienen una matriz porosa sólida peligrosa (por ejemplo, amianto)

Q5//D15//R4//S12-36//C40-41-51//H3B-5//A272//B4203

Filtros de aceite usados

16 01 07* Filtros de aceite Q6//R4//S8//C51//H5-

14//A272//B4201/B0019 Trapos y absorbentes

contaminados 15 02 02*

Absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y ropas protectoras contaminados por sustancias peligrosas

Q5//D15//S34//C40-41-51//H5//A272//B0019

Componentes eléctricos y

electrónicos/ equipos informáticos

16 02 13* Equipos desechados que contienen componentes peligrosos, distintos de los especificados en los códigos 16 02 09 a 16

02 12

Q14//R13//S40//C6-18//H6-14//A272//B4201

Sólidos contaminados 15 02 02* Absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y ropas protectoras contaminados por sustancias peligrosas

Q5//D15//S34//C51//H5-6//A272/B4201

Tierras contaminadas 17 05 03* Tierra y piedras que contienen sustancias peligrosas Q12//D9/R13//S23//C51//H5-

6//A272/B4201 Telas de pantallas

serigráficas 15 02 02*

Absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y ropas protectoras contaminados por sustancias peligrosas

Q5//D15//S40//C41-51//H5-14//A272//B4201

Materiales de aislamiento

17 06 01* Materiales de aislamiento que contienen amianto Q14//D15//S40//C25//H7-

14//A272/B4201

Pilas y acumuladores 20 01 33* Baterías y acumuladores especificados en los códigos 16 06

01, 16 06 02 ó 16 06 03 y baterías y acumuladores sin clasificar que contienen esas baterías

Q6//R13//S37//C5-11-16//H6//A272//B4201

Baterías 16 06 01* Baterías de plomo Q6//R13//S37//C18-

23//H6//A272//B4201

Tóner en polvo 08 03 17* Residuos de tóner de impresión que contienen sustancias

peligrosas Q6//R3//S40//C41//H14//A272/B0019

Tubos fluorescentes y lámparas Hg

20 01 21* Tubos fluorescentes y otros residuos que contienen mercurio Q6//R13//S40//C16//H6//A272//B4201

Filtros de mangas 15 02 02* Absorbentes, materiales de filtración, trapos de limpieza y ropas protectoras contaminados por sustancias peligrosas

Q9//D15//S28//C15-18//H5-14//A272//B4201

Envases metálicos contaminados

15 01 10* Envases que contienen restos de sustancias peligrosas o

están contaminados por ellas Q5//R4-13//S36//C41-51//H5//A272//B4203

Líquidos reveladores/ fijadores/ fotolitos

09 01 02*/ 09 01 04*

Soluciones de revelado de placas de impresión al agua/ Soluciones de fijado

Q7//R13//L16//C23-24//H6-8//A272//B0019

Productos cerámicos caducados

08 01 11*/ 16 03 03*

Residuos de pintura y barniz que contienen disolventes orgánicos u otras sustancias peligrosas/ Residuos inorgánicos que contienen sustancias peligrosas

Q7//D9//S-P12-27//C7-18//H6-14//A272//B4201

Sólidos inorgánicos de laboratorio

06 04 05*/ 10 12 11*

Residuos que contienen otros metales pesados/ Residuos del vidriado que contienen metales pesados

Q7//D9//S25//C15-18//H6-14//A272//B4201

Revestimientos y refractarios

16 11 05* Revestimientos y refractarios, procedentes de procesos no

metalúrgicos, que contienen sustancias peligrosas Q6//D15//S40//C25//H6//A272/B4201

La Tabla 3 muestra, en su última columna, las cantidades de residuos peligrosos y no peligrosos

generados por m2 de baldosa producida, como promedio de los valores obtenidos de 40 empresas

fabricantes de pavimento y revestimiento cerámico en España. En función del origen de generación

se ha realizado una asignación a los procesos unitarios que los generan. Para ello, se han aplicado

los siguientes criterios de asignación:

Los residuos originados por el mantenimiento general de la planta se reparten por igual

entre las ocho etapas del proceso de fabricación.

Los residuos mercuriales (lámparas y tubos fluorescentes) se originan entre todas las etapas

desarrolladas en el interior de la nave industrial.

Los residuos originados por el mantenimiento de la maquinaria utilizada en cierta etapa, se

reparten entre la etapa de mantenimiento (procesos auxiliares) y el proceso unitario donde

éste se realiza.


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Tabla 3. Cantidades de RP y RNP generados por m2 de baldosa producida. Asignación a procesos unitarios

4. Mejores Técnicas Disponibles aplicables

Según las políticas europeas en materia de residuos (Directiva 2006/12/CE [6] y Directiva

2004/12/CE [7]), así como las nuevas normativas medioambientales impulsadas desde la Unión

Europea (IPPC), para realizar una buena gestión de los residuos es esencial llevar a cabo acciones

previas a la eliminación segura, que permitan minimizar y valorizar los residuos mediante reciclado,

nuevo uso, recuperación o cualquier otra acción destinada a obtener materias primas secundarias. Es

en la legislación IPPC donde se introduce el concepto de las Mejores Técnicas Disponibles (MTD)

como medida de protección del medio ambiente y supone para las industrias la exigencia de estar al

corriente de las MTD consideradas para su sector.

En la industria cerámica, la aplicación de estas técnicas a la generación de residuos consiste en la

minimización, recuperación y el reciclado de las pérdidas o residuos. Los objetivos de reducción de

residuos del proceso y las soluciones correspondientes se presentan, en lo que se refiere a los lodos

generados en la fabricación de productos cerámicos y a los residuos sólidos, en forma de técnicas de

optimización del proceso, reciclado y reutilización, según resume la Tabla 4. En general suele

utilizarse una combinación de estas medidas para la reducción de la generación de residuos.

1.R

ecep

ció

n d

e

tier

ras

2.P

ren

sad

o

3.S

ecad

o

4.E

sma

lta

do

5.C

occ

ión

6.C

lasi

fica

ción

y e

mb

ala

je

7.A

lma

cen

aje

8.P

roce

sos

au

xilia

res

TOTAL

RP

Productos cerámicos caducados 1,03E-03 1,03E-03 2,05E-03

Aceite hidráulico usado/ceras/grasas 3,85E-04 3,85E-04 7,69E-04

Envases de papel contaminados 6,51E-04 6,51E-04

Líquidos reveladores/fijadores/fotolitos 5,08E-04 5,08E-04

Envases de plástico contaminados 5,08E-04 5,08E-04

Sólidos inorgánicos de lab 3,94E-04 3,94E-04

Sólidos contaminados 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,98E-05 3,18E-04

Materiales de aislamiento 1,34E-04 1,34E-04 2,67E-04

Tierras contaminadas 2,29E-04 2,29E-04

Trapos y absorbentes contaminados 5,22E-05 5,22E-05 5,22E-05 5,22E-05 2,09E-04

Revestimientos y refractarios 1,04E-04 1,04E-04 2,07E-04

Guias, correas, cintas transportadoras 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 2,17E-05 1,74E-04

Disolventes y mezclas de disolventes 1,33E-04 1,33E-04

Baterías 1,31E-04 1,31E-04

Filtros de mangas 4,20E-05 4,20E-05 4,20E-05 1,26E-04

Telas de pantalla serigrafía 9,05E-05 9,05E-05

Envases metálicos contaminados 8,99E-05 8,99E-05

Filtros de aceite usados 1,89E-05 1,89E-05 3,78E-05

Tubos fluorescentes y lámparas Hg 3,26E-06 3,26E-06 3,26E-06 3,26E-06 3,26E-06 3,26E-06 3,26E-06 2,28E-05

Aerosoles 6,25E-06 6,25E-06 6,25E-06 1,87E-05

Pilas 5,57E-06 5,57E-06

Tóner en polvo 5,27E-06 5,27E-06

Cintas de impresora 3,77E-06 3,77E-06

SUMA: 1,62E-04 7,98E-04 3,54E-04 2,38E-03 3,54E-04 6,48E-05 6,48E-05 2,77E-03 6,95E-03

RNP

Suspensión acuosa con material cerámico 1,42E+00 1,42E+00

Lodos acuosos con material cerámico 8,45E-01 8,45E-01

Testillo previa-cocción 6,49E-01 6,49E-01

Testillo esmaltado cocido 1,37E-01 1,37E-01 2,74E-01

Lodos de fosas sépticas 1,15E-01 1,15E-01

Plástico 1,29E-02 1,29E-02 2,58E-02

Chatarra 1,25E-02 1,25E-02 2,50E-02

Rodillos cerámicos 4,39E-03 4,39E-03

Papel y cartón 2,19E-03 2,19E-03 4,39E-03

Palets rotos/madera 1,37E-03 1,37E-03 2,74E-03

RSU 2,50E-04 2,50E-04

Filtros de mangas no contaminados 1,25E-05 1,25E-05 1,25E-05 1,25E-05 5,00E-05

SUMA: 0,00E+00 6,49E-01 1,25E-05 2,26E+00 1,41E-01 1,66E-01 1,37E-03 1,43E-01 3,36E+00


41

Tabla 4. Técnicas aplicables para la minimización y valorización de RP y RNP del sector cerámico

min

imiz

ació

n d

e

resi

du

os

Reducir las bajas en la etapa de cocido: mediante el control electrónico del proceso en el horno, reglaje optimizado y mejora en la

distribución de la carga.

Recogida y almacenamiento adecuado de los residuos de máxima generación: piezas crudas rotas (testillo crudo), piezas cocidas

rotas (testillo esmaltado cocido) y lodos o suspensiones acuosas con elementos cerámicos para su posterior valorización in-situ.

Control continuo de mermas de esmalte en su preparación y aplicación (mediante la realización de un seguimiento con registro).

Uso adecuado de aceite de máquinas, intentando su máximo aprovechamiento.

Diseño óptimo de las cajas utilizadas para el encajado, intentando el máximo aprovechamiento espacial del conjunto.

Utilizar o programar las máquinas embaladoras para que optimicen la cantidad de plástico utilizado en cada embalaje.

Control de restos de cartón y plástico para detectar posibles fallos en máquinas que dañen e invaliden dichos materiales.

valo

riz

ació

n i

n-s

itu

Testillo crudo: Incorporación al proceso de producción, tanto si es esmaltado como no esmaltado, mezclándose con la barbotina

en los atomizadores. Previo a este paso, todo el testillo debería mezclarse, en balsas especializadas, con desleidores. El polvo recuperado de los filtros de mangas también podría recuperarse mezclándolo con agua para incorporar la mezcla al proceso, del

mismo modo que se hace con el testillo.

Testillo esmaltado cocido: Tras su trituración, se puede almacenar en los propios silos de materia prima para su atomización y

reincorporación al proceso de fabricación de la baldosa.

Lodos y suspensiones acuosas: Por un lado, las suspensiones acuosas que contienen material cerámico podrían incorporarse a los

atomizadores, en caso de que la planta atomice sus propias tierras. Por otro lado, aquellas suspensiones producidas durante la limpieza de filtros pueden ser depuradas incorporándolas en las balsas del sistema de aguas residuales.

5. Conclusiones

La recopilación de datos primarios procedentes de 40 empresas del sector cerámicos localizadas en

la provincia de Castellón (España) ha permitido inventariar los RP y RNP característicos del

mismo. La etapa de esmaltado, junto con el mantenimiento de la planta, son los principales orígenes

de producción de residuos. El testillo tanto crudo como cocido, así como las suspensiones o lodos

con material cerámico son los residuos que más se generan. Consecuentemente, se han propuesto

ciertas técnicas de valoración in-situ de dichos residuos. La clasificación y el embalaje también

producen altas cantidades de residuos. Por ello, es necesario ajustar las dimensiones de las cajas de

envase, así como optimizar la cantidad de plástico utilizado en cada embalaje. Cabe señalar que la

etapa de recepción de tierras genera principalmente polvo y PST que se emiten a la atmósfera, por

lo que no han sido objeto de estudio en este trabajo.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Ministerio de Ciencia e Innovación y Generalitat Valenciana la

financiación recibida para la realización de este estudio (Proyecto DPI2008- 04926 y

ACOMP/2011/036, respectivamente).

Referencias Bibliográficas

[1] Criado E., Sánchez E., Regueiro M., ―All tiled up: Spanish ceramics and glass‖. Ind. Miner. Vol.

444. 2004.

[2] ASCER, ―Los sectores español y mundial de fabricantes de baldosas cerámicas‖, 2004.

[3] Miranda J.A., ―Eficiencia colectiva y competitividad internacional: La exportación de los

distritos industriales valencianos en el último tercio del siglo XX‖. IX Congreso Internacional de la

Asociación Española de la Historia Económica. 2008. Murcia.

[4] Directiva IPPC (Directiva 96/61/CE del 24 septiembre de 1996 y Directiva 2008/1/CE del 15 de

enero de 2008) relativa a la Prevención y al Control Integrados de la Contaminación.

[5] Directiva 2010/75/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 24 de noviembre de 2010

sobre las emisiones industriales (prevención y control integrados de la contaminación).

[6] Directiva 2006/12/CE del Parlamento Europeo y Consejo, 5 de abril 2006, relativa a residuos.

[7] Directiva 2004/12/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 11 de febrero de 2004, por la

que se modifica 94/62/CE de envases y residuos de envases.

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