Informe Layman

Coordinador del proyecto

Socios del proyecto

Información del proyectoReferencia del proyecto: LIFE14 ENV/ES/000252

Duración: 03/09/ 2015 – 31/08/2018Presupuesto total: 1.205.363 €

Financiación del Programa LIFE: 722.884€

PROYECTO COFINANCIADO POR EL PROGRAMA LIFE DE LA UNIÓN EUROPEA

CON LA COLABORACIÓN DE LA GENERALITAT VALENCIANA A TRAVÉS DEL IVACE

ÍNDICE

Fundació CTM Centre TecnològicPlaça de la Ciència, 2

08243 Manresa (Barcelona)Tel. (+34) 93 877 73 73

e-mail: foundrytile@ctm.com.es global@foundrytile.eu

www.foundrytile.eu

04INTRODUCCIÓN

–06

OBJETIVO–

08ESTRATEGIA DE VALORIZACIÓN

–09

ESCALA PILOTO E INDUSTRIAL –

123 AÑOS DE PROYECTO

–13

RESULTADOS DEL PROYECTO –

14IMPACTO DEL PROYECTO PARA LA SOCIEDAD A LARGO PLAZO

–15

ACTIVIDADES DE DISEMINACIÓN

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

INTRODINTRODPROBLEMÁTICA AMBIENTAL

l problema ambiental objetivo que se ha abordado en este proyecto es la gestión actual de las arenas y fracción fina desechadas en la industria de

fundición de metales ferrosos, procedentes tanto del moldeo en verde y como del moldeo químico, que suponen en la actualidad más de 300.000 toneladas al año a nivel español.

A pesar de la existencia de diferentes vías de valorización viables que pueden ser de aplicación para algunas de las fracciones de los subproductos de fundición, así como de los esfuerzos de la industria de la fundición para valorizar la mayor cantidad posible de estos subproductos, la realidad es que más del 50% de estos subproductos son actualmente depositados en vertederos.

Por otro lado, el sector de la producción de baldosas cerámicas consume elevadas cantidades de materia prima, y en especial, arenas y arcillas, que podrían ser parcialmente sustituidas por dichos subproductos.

4

INTRODUCCIÓN

E

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

PROYECTO FOUNDRYTILEl proyecto LIFE+ FOUNDRYTILE presenta un doble efecto. Por un lado, se mejora la gestión de los subproductos de Fundición y, por otro, se reduce

el impacto que causan las canteras (Directiva 2006/21/EC y afines) así como la preparación de dichas arenas sobre el entorno. En consecuencia, la solución que se propone en este proyecto, claramente promueve el concepto de economía circular, clave para el desarrollo sostenible, dado que refuerza la simbiosis industrial entre las empresas del sector de la fundición y el sector cerámico, tal y como se desprende del planteamiento que se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 1.

5

La oportunidad de la aplicación se basa en la composición

mineralógica y en las cantidades generadas de estos subproductos ya

que los subproductos de fundición pueden sustituir parcialmente a

arcillas y arenas utilizadas en los soportes de las baldosas cerámicas.

Según la actividad económica de ambos sectores, en el caso

de España, con un grado de sustitución del 5%, la producción

de baldosas podría absorber todos los subproductos, tanto arenas

como finos, llegando a un 75% de valorización a nivel Europeo.

Figura 1.

Diagrama de flujo para el planteamiento de estrategias de Simbiosis Industrial

E

Oportunidad

Requerimientos

Adecuación

¿Sostenible?

Validación

Ensayo

Implementación

Marco regulatorio

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

OBJETIVOOBJETIVO

l principal objetivo del proyecto es demostrar la viabilidad técnica, económica y ambiental de la valorización de la fracción fina y de las arenas de fundición

férrea en la producción de baldosas cerámicas como sustitutos de materias primas. El carácter innovador del proyecto radica en la utilización de residuos de las arenas y la fracción fina en la producción de baldosas en sustitución de materias primas naturales: arcillas rojas (productos cerámicos de cocción roja) y arcillas blancas (productos cerámicos de cocción blanca). Así, se contribuye a la implementación de la Directiva Europea de Residuos (Directiva 2008/98/EC) y a los objetivos y metas de la hoja de ruta hacia una Europa eficiente en el uso de recursos.

6

OBJETIVO

E

OBJETIVOLA NUEVA APLICACIÓN CONLLEVA LOS SIGUIENTES BENEFICIOS PRINCIPALES:

1. Preservación de recursos naturales. 2. Incremento de la valorización de residuos de la fundición. 3. Reducción de la huella ambiental.4. Aumento de la competitividad de las empresas de los

sectores de fundición y cerámico.

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

7

De re

siduo

a rec

urso Producción

Consu

m

o

de residuos

Gestión

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ESTRATEGIAESTRATEGIAn el proyecto se han caracterizado 23 muestras de arenas y finos para obtener una muestra representativa a nivel nacional. Los resultados obtenidos en

la caracterización muestran que el carbón y los compuestos orgánicos presentes en los subproductos son los aspectos más críticos para su valorización como materias primas para la producción de baldosas cerámicas ya que generan el defecto denominado corazón negro en las piezas cerámicas. Por ello se han probado diferentes pretratamientos para el acondicionamiento de los subproductos de fundición con la finalidad de incrementar su porcentaje de sustitución. Como se muestra en la figura siguiente, los tratamientos térmicos son válidos para la eliminación del carbón y de los compuestos orgánicos, por lo que permiten aumentar el porcentaje de valorización.

ESTRATEGIA DE VALORIZACIÓN

E

8

Figura 2.

Tendencia a la formación de corazón negro de una composición cerámica (STD) y de las obtenidas añadiendo un 5% de subproductos tratados (S-T) y sin tratar (S).

Se han preparado y caracterizado composiciones representativas de diferentes tipos de baldosas cerámicas. Los porcentajes de valorización de los subproductos dependen de si se realiza un pre-tratamiento térmico a los subproductos de fundición o se introducen directamente. En el caso de los subproductos no tratados térmicamente se ha podido introducir hasta un 2,2%, pudiendo incrementarse este porcentaje hasta el 5% si una parte importante de los subproductos se trata térmicamente. Estas composiciones se han preparado y caracterizado inicialmente a escala de laboratorio y posteriormente a escala piloto.

STD S S-T

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ESCALAESCALA

reviamente a las pruebas industriales se han obtenido prototipos de los diferentes tipos de baldosas cerámicas. Estos prototipos se han obtenido reproduciendo el

proceso de fabricación de baldosas cerámicas a escala piloto.

ESCALA PILOTO E INDUSTRIAL

P

9

Figura 3.

Proceso de fabricación de baldosas cerámicas.

Estas pruebas han permitido obtener prototipos de los diferentes tipos de baldosas cerámicas con un 2,2% de una mezcla de subproductos (excepto en las baldosas de gres porcelánico en que este porcentaje ha sido del 1% para evitar una tendencia excesiva a la formación de corazón negro).

Materias primas y agua

Prensado Secado Esmaltado Cocción Baldosa Cerámica

Preparación del esmalte

MoliendaAtomización

Figura 4.

Prototipos obtenidos a escala piloto.

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ESCALA PILOTO E INDUSTRIAL

Figura 6.

Ensayos a escala industrial de la producción de baldosas cerámicas con subproductos de fundición. Obtención de polvo atomizado.

Figura 7.

Ensayos a escala industrial de la producción de baldosas cerámicas con subproductos de fundición. Prensado de los soportes.

10

Figura 5.

Procesado a escala piloto.

Finalmente, se han realizado pruebas industriales con los dos tipos de soportes cerámicos (azulejo de cocción blanca y gres porcelánico) que fabrica EUROATOMIZADO, socio encargado de las pruebas industriales. Se han producido 20 tn de cada uno de los dos tipos de producto, tanto añadiendo los subproductos como sin añadirlos. Al igual que en las pruebas piloto, se han añadido en un 2,2% a la composición de azulejo y en un 1% a la composición de gres porcelánico. Las composiciones se han preparado en EUROATOMIZADO y se han obtenido 800 m2 de cada producto en una empresa de fabricación de baldosas cerámicas ubicada en la provincia de Castellón, núcleo del clúster cerámico español.Para obtener piezas sin defectos (especialmente el ya comentado, corazón negro), tanto en las baldosas de azulejo como en las de gres porcelánico ha sido necesario aumentar la duración del ciclo de cocción aproximadamente un 15% respecto a las baldosas sin subproductos.

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ESCALA PILOTO E INDUSTRIAL

Figura 8.

Ensayos a escala industrial de la producción de baldosas cerámicas con subproductos de fundición. Esmaltado de los soportes.

Figura 10.

Ensayos a escala industrial de la producción de baldosas cerámicas con subproductos de fundición. Producto acabado.

Durante las pruebas industriales se han analizado las emisiones que se producen durante la cocción, y se ha comprobado que la introducción de subproductos de fundición no produce cambios significativos ni a nivel de partículas ni de gases respecto a las baldosas sin subproductos. Por otro lado, las baldosas producidas superan los requisitos técnicos que marca la normativa europea de baldosas cerámicas.

Figura 9.

Ensayos a escala industrial de la producción de baldosas cerámicas con subproductos de fundición. Cocción.

11

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

DURACIDURACIRESULTADOSRESULTADOS

3 AÑOS DEL PROYECTO2015 2016 2017

RESULTADOS Se ha elaborado una base de datos con las características de los subproductos de fundición y los criterios de aceptabilidad para los productos cerámicos.

Evaluación de diferentes tecnologías de adecuación de los subproductos para reducir su contenido de hierro y carbono orgánico. Se demuestra que la separación magnética y el tratamiento térmico permiten incrementar la ratio de sustitución de subproductos del 2,2 hasta el 5%.

Se han caracterizado 23 muestras representativas de 20 tipologías de arenas y finos de 10 fundiciones.

Se han obtenido composiciones cerámicas con las diferentes muestras de arenas y finos, primero por separado y posteriormente mezcladas.

La caracterización de estas composiciones muestra que es posible valorizar todos los subproductos si se mezclan en proporciones similares a las que se depositan en vertederos.

La valorización de las arenas y finos de fundición mediante su introducción en composiciones de baldosas es técnicamente y medioambientalmente viable. Los porcentajes de arenas y finos deben ajustarse en función de su contenido de carbón y compuestos orgánicos.

Mediante la metodología del Análisis del Ciclo de Vida (ACV) se ha demostrado que la valorización de subproductos propuesta conlleva beneficios ambientales para todos los productos evaluados, confirmando su viabilidad como estrategia de economía circular.

12

Septiembre 2015Inicio del proyecto

Junio 2016Selección y caracterización de los subproductos

sep ene enemay sepoct feb febjun octnov mar jul novdic abr ago dic

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ÓN· · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ÓN· · · · · · · · · · · · · · · · · ·

ÓNRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOSRESULTADOS

2017 2018

13

En el Análisis del Ciclo de Costes (ACC), se ha validado que la valorización de subproductos de fundición permite la reducción de costes en ambos sectores implicados debido, principalmente, a la disminución del consumo de materias primas en el sector cerámico y a la reducción de los costes de gestión de residuos en las fundiciones.

El Análisis del riesgo químico para la salud humana ha demostrado que el uso y fabricación de las baldosas incorporando los subproductos de la fundición no supone un riesgo adicional inaceptable para la salud humana.

Participación de más de 300 agentes del sector cerámico y empresas fundidoras en el proyecto.

Diseminación de la importancia de la utilización de los subproductos y promoción de su aceptación por parte de la sociedad.

Difusión de las experiencias del proyecto a empresas y/o entidades a nivel europeo.

Junio 2017Definición de los pretratamientos

Diciembre 2017Obtención de productos a escala piloto Junio

2018Impacto socieconómico.ACV y ACC

Mayo 2018

Obtención de productos a escala

industrial Análisis del riesgo químico en la

salud humana

Agosto 2018Fin delproyecto

enemay maysep febjun junoctmar marjul julnovabr abrago agodic

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

IMPACTIMPACTIMPACTO DEL PROYECTO PARA LA SOCIEDAD A LARGO PLAZO

ALGUNAS CIFRAS

Ahorro de

8.500 toneladas de CO2 al año

Sustitución del

2% de materia prima por subproductos de fundición

14

Valorización de unas 260.000 toneladas al año de subproductos de fundición en el sector cerámico a nivel sectorial nacional con la consecuente disminución de la cantidad de subproductos depositados en vertederos.

Reducción del coste derivado de la gestión de los subproductos de fundición.

Incremento de las posibles materias primas disponibles para ser utilizadas por el sector cerámico.

Reducción del impacto ambiental en la fabricación de baldosas. FOUNDRYTILE aporta ventajas ambientales respecto a la producción convencional para una distancia máxima de transporte de subproductos de entre 875 y 1.025 km. (en función de la tipología de producto evaluado), teniendo en cuenta las emisiones de CO2. Este hecho garantiza la viabilidad ambiental de la solución FOUNDRYTILE a nivel Europeo.

Reducción de la huella de carbono a lo largo del ciclo de vida de las baldosas cerámicas, pudiendo ahorrar hasta 8.500 toneladas de CO2 al año a nivel sectorial nacional.

Reducción de la extracción de materias primas naturales procedentes de canteras con la consecuente preservación de los recursos naturales.

Reducción de las emisiones de CO2 generadas por las actividades extractivas.

Reducción de los costes de fabricación de los materiales cerámicos al sustituir un 2% de materia prima por subproductos de fundición.

· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

DISEMIDISEMIACTIVIDADES DE DISEMINACIÓN

15

XIV Congreso Mundial de la Calidad del Azulejo y del Pavimento Cerámico (QUALICER) (Castellón, 8-9 febrero 2016).

Foro Cerámica Innova en el marco de la feria CEVISAMA 2016 (Valencia, 1-5 febrero 2016).

Infoday Regional del Programa LIFE (Valencia, 30 mayo 2017).

Presencia del Proyecto FoundryTile en la Feria Internacional de Procesos y Equipos para la Fabricación, SUBCONTRATACIÓN´17 (Bilbao, 6-8 junio 2017).

Infoday Regional del Programa LIFE (Valencia, 9 mayo 2018).

Presentación del proyecto FoundryTile en la Jornada Técnica de proyectos LIFE organizada por CTM (Manresa, 8 noviembre 2016).

El proyecto FOUNDRYTILE ha realizado un gran número de diversas actividades de diseminación del proyecto, con el objetivo de difundir los resultados del proyecto a grupos de interés: científicos, expertos, empresas fundidoras, empresas del sector cerámico, desarrolladores de tecnología y autoridades ambientales, entre otros.