Serie Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin (IPPC)

Mejores Tcnicas Disponibles de referencia europea Forja y Fundicin

Documento BREF

Mej

ores

Tcn

icas D

ispon

ible

s de

refe

renc

ia eu

rope

a Fo

rja y

Fund

icin

I.S.B.N.: 978-84-491-0976-8

Comisin Europea

Serie Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin (IPPC)

Comisin Europea

Mejores Tcnicas Disponibles de referencia europea Forja y Fundicin

Documento BREF

2009

Ttulo original en ingles: Reference Document on Best Available Techniques in the Smitheries and Foundries Industry. Julio 2004

Traduccin al espaol realizada por el Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino

Colaboracin en la Traduccin: Maite Rodriguez de la Federacin Espaola de Asociaciones de Fundidores (FEAF) Antton Melndez y Leire Uribe de INASMET

MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y MEDIO RURAL Y MARINO

Secretaria General Tcnica: Alicia Camacho Garca. Subdirector General de Informacin al ciu-dadano, Documentacin y Publicaciones: Jos Abelln Gmez. Director del Centro de Publicaciones: Juan Carlos Palacios Lpez. Jefa del Servicio de Produccin y Edicin: M Dolores Lpez Hernndez

Edita: Distribucin y venta: Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino Paseo de la Infanta Isabel, 1Secretara General Tcnica Telfono: 91 347 55 51 - 91 347 55 41Centro de Publicaciones Fax: 91 347 57 22

Plaza San Juan de la Cruz, s/n Telfono: 91 597 60 81 Fax: 91 597 66 01 Tienda virtual: www.marm.es e-mail: centropublicaciones@marm.es

Maquetacin, diseo, impresin y encuadernacin:Composiciones RALI, S.A.Particular de Costa, 12-14, 7. - 48010 Bilbao

NIPO: 770-09-356-3

ISBN: 978-84-491-0976-8Depsito legal: BI-919-2010Catlogo General de Publicaciones Oficiales:http://www.060.es (servicios en lnea / oficina virtual / Publicaciones)

Datos tcnicos: Formato: 21 29,7 cm. Caja de texto: 16,8 23,6 cm. Composicin: una columna. Tipografa: Century Schoolbook a cuerpos 9,5, 10 y 12. Encuadernacin: Rstica, cosido con hilo vegetal. Papel: interior en estucado mate reciclado de 115 g/m2, 100% libre de cloro. Cubierta en cartulina grfica de 300 g/m2, reciclado 100% libre de cloro, plastificado mate 1/cara de cubierta. Tintas a 4/4.

Nota Introductoria

El 1 de julio de 2002 se aprob la Ley 16/2002 de Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin, que incorpora a nuestro ordenamiento jurdico la Directiva 96/61/CE.

La ley exige un enfoque integrado de la industria en su entorno y el conocimiento por parte de todos los implica-dos industria, autoridades competentes y pblico en general de las Mejores Tcnicas Disponibles (MTDs), con el fin de reflejar todos estos aspectos en la Autorizacin Ambiental Integrada que otorgan las CCAA.

Se establece, en el marco de la Unin Europea, un intercambio de informacin entre los Estados miembros y las industrias para la eleccin de estas MTDs que deben servir de referencia comn para los Estados miembros a la hora de establecer el objetivo tecnolgico de aplicacin a las diferentes actividades.

A tal efecto, la Comisin Europea a travs de la Oficina Europea de IPPC (European Integrated Pollution Prevention and Control Bureau), ha organizado una serie de grupos de trabajo tcnico que, por epgrafes y actividades, proponen a la Comisin Europea los Documentos de Referencia Europeos de las Mejores Tcnicas Disponibles (BREFs).

Los BREF informarn a las autoridades competentes sobre qu es tcnica y econmicamente viable para cada sector industrial, en orden a mejorar sus actuaciones medioambientales y, consecuentemente, lograr la mejora del medio ambiente en su conjunto.

El grupo de Trabajo encargado de la valoracin de las Mejoras Tcnicas Disponibles en las industrias de Forja y Fundicin comenz sus trabajos en el ao 2000 y el documento final fue aprobado por la Comisin en Mayo de 2005 Reference Document on Best Available Techniques in the Smitheries and Foundries Industry. Est disponible en versin espaola en la pgina web del Registro Estatal de Emisiones y Fuentes Contaminantes (http://www.prtr-es.es) y en versin inglesa, en la web de la Oficina Europea de IPPC: http://ec.europa.eu/ environment/air/pollutants/stationary/ippc/index.htm. y en la pagina: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/

El Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino ha asumido la tarea, de acuerdo con los mandatos de la Directiva IPPC y de la Ley 16/2002, de llevar a cabo un correcto intercambio de informacin en materia de Mejores Tcnicas Disponibles; este documento, en cumplimiento de las exigencias legales, obedece a una serie de traducciones emprendidas por el Ministerio de Medio Ambiente sobre documentos BREF europeos.

Se pretende dar un paso ms en la adecuacin progresiva de la industria espaola a los principios de la Ley 16/2002, cuya aplicacin efectiva debe conducir a una mejora del comportamiento ambiental de las instalacio-nes afectadas, que las haga plenamente respetuosas con el medio ambiente.

IResumen Ejecutivo

El presente documento de referencia (en adelante BREF) sobre las mejores tcnicas disponibles (MTD) en forja y fundicin refleja el intercambio de informacin propiciado por el artculo 16(2) de la Directiva del Con-sejo 96/61/CE. Este resumen ejecutivo se ha ideado para leerse junto con el prefacio del BREF, en el que se explican la estructura del documento, sus objetivos, su empleo y las consideraciones legales. En el resumen tambin se describen los resultados y las conclusiones sobre las MTD principales y los niveles asociados de emisin y consumo. Puede leerse e interpretarse como un nico documento separado, con la salvedad de que, al tratarse de un resumen, no presenta la complejidad del texto ntegro del BREF. Por ello no debera conside-rarse un substituto del documento completo a la hora de adoptar decisiones sobre las MTD.

Objetivos del BREF

Este documento refleja el intercambio de informacin entorno a las actividades tratadas en el anexo I, catego-ras 2.3 (b), 2.4 y 2.5 (b) de la Directiva IPPC, es decir:

2.3. Instalaciones para la transformacin de metales frreos: b) Forjado con martillos cuya energa de impacto sea superior a 50 kilojulios por martillo y cuando la

potencia trmica utilizada sea superior a 20 MW.

2.4. Fundiciones de metales frreos con una capacidad de produccin de ms de 20 toneladas por da.

2.5. Instalaciones b) Para la fusin de metales no frreos, incluidos aleacin o productos de recuperacin (refino moldeado)

con una capacidad de fusin de ms de 4 toneladas para el plomo y el cadmio o 20 toneladas para todos los dems metales, por da.

Tras comparar las anteriores descripciones con las capacidades reales de las instalaciones existentes en Euro-pa, el grupo de trabajo tcnico (GTT) estableci un objetivo de trabajo centrado en los siguientes aspectos:

fundicin de metales frreos, por ejemplo hierro colado laminar, hierro maleable y nodular, acero; fundicin de metales no frreos, por ejemplo aluminio, magnesio, cobre, zinc, plomo y sus aleaciones.

La forja se ha excluido de entre los objetivos de este documento, ya que ninguna instalacin de forja europea cumpla las condiciones estipuladas en el anexo I 2.3.(b). As pues, el presente documento slo trata de la trans-formacin en las fundiciones. Las fundiciones dedicadas al cadmio, titanio o metales preciosos se han excluido asimismo por una cuestin tambin de capacidad. La colada continua (en forma de chapas y planchas) ya se ha tratado en los documentos BREF relativos a la produccin de hierro y acero, as como a las industrias de me-tales no frreos, por lo que no se considerarn en el presente documento. Al tratar de metales no frreos, pues, se considerar que el proceso se inicia en el momento de fundir los lingotes y la chatarra interna o con el metal lquido.

Desde el punto de vista del proceso de fundicin, el documento abarca los siguientes pasos:

confeccin de modelos almacenamiento y manipulacin de materias primas fusin y tratamiento del metal produccin de moldes y machos, tcnicas de moldeo colado o llenado y enfriamiento desmoldeo acabado tratamiento trmico.

II

MTDs para forja y fundicin

La industria de la fundicin

Las fundiciones funden metales frreos, no frreos y aleaciones y le dan forma definitiva o casi definitiva a los productos a travs de la colada y la solidificacin de metales fundidos o aleaciones en un molde. Se trata de un sector industrial diferenciado y diversificado que se compone de instalaciones de muy diverso tipo y tamao; cada una de ellas presenta una combinacin de tecnologas y operaciones unitarias propias, adaptadas al flujo de entrada, el tamao de las series y los tipos de productos elaborados por las instalaciones especficas. La organizacin en el sector se basa en el tipo de material transformado, siendo la principal distincin entre in-dustrias de fundicin frrea y no frrea. Puesto que las piezas fundidas son productos semielaborados, las fundiciones suelen estar ubicadas cerca de sus clientes.

La industria europea de la fundicin es la tercera ms importante del mundo, en lo que a metales frreos se refiere, y la segunda en el caso de los no frreos. La produccin total de la Europa ampliada se sita en 11,7 millones de toneladas de fundicin frrea y 2,8 millones de toneladas de fundicin no frrea. Alemania, Fran-cia e Italia son los tres principales productores europeos, con una produccin anual total de ms de dos millo-nes de toneladas cada uno. En los ltimos aos Espaa ha arrebatado el cuarto puesto al Reino Unido, aunque ambos superan el milln de toneladas de produccin. Los cinco productores principales aportan en conjunto ms del 80% del total producido en Europa. Si bien el nivel de produccin se ha mantenido relativamente es-table en los ltimos aos, el nmero total de fundiciones ha experimentado un retroceso (el total ronda actual-mente las 3.000), un fenmeno que se ve reflejado en las cifras de empleo (que actualmente se sitan alrededor de los 260.000 trabajadores). Ello se debe a la progresiva mejora y automatizacin de las unidades de fundi-cin. A pesar de todo, la industria de la fundicin sigue siendo un sector en el que predominan las PYMEs, como demuestra que el 80% de las empresas tengan menos de 250 empleados.

Los principales mercados abastecidos por la industria de la fundicin son el de la automocin (50% de la cuota de mercado), la ingeniera general (30%) y la construccin (10%). La creciente tendencia del mercado de la automocin hacia vehculos ms ligeros se ha traducido en el crecimiento del mercado de moldeo del aluminio y el magnesio. Mientras que la mayora de productos de hierro van destinados a la automocin (es decir, >60%), el acero suele ir dirigido a los mercados de la construccin, maquinaria y produccin de vl-vulas.

Proceso de fundicin

En la siguiente figura puede observarse un diagrama de flujo general del proceso de fundicin, dividido en las principales etapas:

fusin y tratamiento del metal: rea de fundicin; preparacin de moldes y machos: rea de moldeo; llenado del molde en el molde, enfriamiento y solidificacin y posterior desmoldeo: rea de colada; acabado de la pieza fundida: rea de acabado.

En funcin del tipo de metal, el tamao de la serie y el tipo de producto existen varios procesos alternativos. Normalmente, la principal divisin del sector se basa en el tipo de metal (frreo o no frreo) y el tipo de moldeo utilizado (moldes perdidos o permanentes). Aunque es posible cualquier combinacin, normalmente las fundi-ciones de metales frreos suelen utilizar moldes perdidos (por ejemplo, moldes de arena) y, las de metales no frreos, permanentes (por ejemplo, moldeo a presin). Cada uno de estos procesos bsicos puede implicar una serie de tcnicas que varan en funcin del tipo de horno utilizado, el sistema de moldeo y de produccin de machos (arenas verdes o distintos aglomerantes qumicos), as como el sistema de colada y las tcnicas de aca-bado empleadas. Todos ellos tienen sus propias caractersticas tcnicas, econmicas y medioambientales, ade-ms de ventajas y desventajas.

Los captulos 2, 3 y 4 de este documento siguen una aproximacin basada en el flujo de procesos para describir las distintas operaciones, desde la elaboracin de moldes hasta el acabado y el tratamiento trmico. En ellos se describen las tcnicas utilizadas, los niveles de emisin y consumo que conllevan y las tcnicas para minimi-zar el impacto medioambiental. El captulo 5 se estructura sobre la distincin entre tipos de metal y tipos de moldeo.

III

Resumen Ejecutivo

El proceso de fundicin

Aspectos medioambientales clave

La industria de la fundicin tiene una importancia capital en el reciclado de metales. La chatarra de acero, hierro y aluminio se funde nuevamente y da lugar a nuevos productos. Desde el punto de vista de las con-secuencias medioambientales, los procedimientos ms negativos que tienen lugar en las fundiciones son aquellos de carcter trmico o que emplean aditivos minerales. As pues, las principales amenazas para el entorno son las relativas a los gases de salida y residuales y a la reutilizacin o eliminacin de residuos minerales.

Las emisiones a la atmsfera son la principal preocupacin medioambiental. La transformacin genera part-culas de origen metlico, compuestos acidificantes, productos de combustin incompleta y carbono orgnico voltil. Las partculas de polvo son realmente problemticas, ya que se generan en todas las etapas del proce-so y adoptan distintas composiciones y tipos. Se genera polvo durante la fusin, el moldeo en arena, la colada y el acabado, y ese polvo producido puede contener metales y xidos metlicos.

La utilizacin de coque como combustible o el calentamiento de crisoles u hornos mediante quemadores de gas o de petrleo pueden provocar la emisin de productos de la combustin como NOx y SO2. Por otro lado, el empleo de coque y la presencia de impurezas (por ejemplo, aceite, pintura, etc.) en la chatarra pueden

IV

MTDs para forja y fundicin

llegar a producir productos de combustin incompleta o recombinaciones (como por ejemplo PCDD/F), ade-ms de polvo.

Al confeccionar los moldes y machos se emplean varios aditivos para aglomerar la arena. Y al aglomerarla y colar el metal se generan productos de reaccin y descomposicin, entre ellos compuestos inorgnicos y orgni-cos (aminas, COV). Los productos de descomposicin (principalmente COV) siguen generndose durante los procesos de enfriamiento y desmoldeo y productos pueden provocar, adems, malos olores.

Durante el proceso de fundicin las emisiones a la atmsfera no se limitan a un nico punto o puntos fijos. Las fuentes de emisin son varias (por ejemplo, coladas calientes, arena, metales calientes). Por ello, una de las cuestiones cruciales en la prevencin de las emisiones es, adems de tratar los gases de salida, lograr captu-rarlos.

El moldeo en arena supone el empleo de grandes volmenes de arena, con una relacin arena/metal lquido situada normalmente entre 1:1 y 20:1. La arena utilizada puede regenerarse, reciclarse, reutilizarse o des-echarse. En la fase de fusin se generan residuos minerales adicionales por extraccin de impurezas de la fundicin, como son la escoria y el dross, los cuales pueden tanto reutilizarse como eliminarse.

Dado que las fundiciones utilizan procesos trmicos, la eficiencia energtica y la gestin del calor generado son aspectos medioambientales importantes. A pesar de todo, a causa del elevado grado de transporte y manipu-lacin del elemento destinatario de esa energa (es decir, el metal) y de su lento enfriamiento, la recuperacin de este calor no siempre es sencilla.

Las fundiciones tambin presentan un elevado consumo de agua, por ejemplo, para el enfriamiento y temple. En la mayora de ellas, la gestin del agua implica la existencia de un circuito interno por el que se evapora la mayor parte. El agua suele utilizarse en los sistemas de enfriamiento de hornos elctricos (de induccin o de arco) o de cubilotes. Por lo general, el volumen final de agua residual es muy pequeo. Sin embargo, si se uti-lizan tcnicas de eliminacin de partculas por va hmeda, el agua generada requiere atencin especial. En el llenado por (alta) presin se forma una corriente de agua residual que debe tratarse para eliminar los com-puestos orgnicos (fenol, petrleo) antes de su vertido.

Niveles de consumo y emisin

En la siguiente figura se presenta una descripcin general de las entradas y salidas del proceso de fundicin. La etapa de fabricacin que aparece en el centro tambin engloba todos los procedimientos necesarios. Las entradas principales son el metal, la energa, los aglomerantes y el agua. Las emisiones clave son las partcu-las, las aminas y los COV, adems del SO2, las dioxinas y los NOx para determinados tipos de hornos.

En la etapa de fusin se utiliza entre el 40 y el 60% de la energa de entrada. En determinados tipos de metal, el empleo de energa depende del tipo de horno en cuestin. Las energas de fusin se sitan entre 500 y 1.200 kWh/t de carga metlica para los materiales frreos y entre 400 y 1.200 kWh/t de carga metlica para el alu-minio.

Las cantidades y tipos de aglomerantes, productos qumicos y arena empleadas dependen en gran medida del tipo de moldeo, sobre todo de su forma y tamao, aunque tambin del tamao de las series fabricadas.

El consumo de agua depende bsicamente del tipo de horno empleado, del sistema de depuracin de gases de combustin aplicado y del mtodo de colada utilizado.

En cada etapa del proceso se generan partculas, aunque con diferentes concentraciones de xidos minerales, metales y xidos metlicos. Los niveles de partculas durante la fusin del metal se encuentran en rangos in-feriores al lmite de deteccin (en ciertos metales no frreos) y valores superiores a 10 kg/tonelada en el caso de la fusin de hierro en cubilotes. La gran cantidad de arena empleada en el desmoldeo con molde perdido genera emisiones de partculas durante las distintas etapas de moldeo.

Las aminas se utilizan como aceleradores en la elaboracin de machos, lo que origina emisiones propias gene-radas en las disparadoras de machos y emisiones difusas procedentes de la manipulacin de los mismos.

VResumen Ejecutivo

La emisin de compuestos orgnicos voltiles (principalmente disolventes, BTEX y, en menor medida, fenol, formaldehdo, etc.) se produce por el uso de, por ejemplo, resinas, disolventes orgnicos o recubrimientos de tipo orgnico empleados en el moldeo y en la elaboracin de machos. Los compuestos orgnicos se descompo-nen trmicamente durante la colada del metal y vuelven a surgir durante las fases de desmoldeo y enfria-miento. En este documento se presentan niveles de emisiones con valores situados entre 0,1 y 1,5 kg/tonela-da de colada.

Vista general del flujo de materiales

en el proceso de fundicin

Tcnicas a tener en cuenta para determinar las MTD

La minimizacin de las emisiones, el uso eficiente de las materias primas y la energa, el uso ptimo de los procesos qumicos, la recuperacin y el reciclaje de los residuos y la sustitucin de sustancias nocivas son cues-tiones importantes sealadas por la Directiva IPPC. Por lo que respecta a las fundiciones, las principales consideraciones son las emisiones a la atmsfera, el empleo eficiente de materias primas y energa y la reduc-cin de desechos, adems de los sistemas de reciclado y reutilizacin empleados.

Los aspectos medioambientales antes sealados se atajan mediante diversas tcnicas integradas en los proce-sos o mediante las denominadas tcnicas end-of-pipe (situadas al final del proceso). En este documento se presentan ms de 100 tcnicas de control y prevencin de la contaminacin, ordenadas en los doce epgrafes siguientes, basados principalmente en el flujo de procesos:

VI

MTDs para forja y fundicin

1. Almacenamiento y manipulacin de materias primas: El almacenamiento de materiales y las tcnicas de manipulacin intentan evitar la contaminacin del suelo y el agua y optimizar el reciclaje interno de cha-tarra.

2. Fusin y tratamiento del metal fundido: Pueden considerarse, para cada tipo de horno, varias tcnicas de optimizacin de la eficiencia y minimizacin de la produccin de residuos. Se trata principalmente de me-didas integradas en el proceso. Las consideraciones medioambientales se aplican tambin en la seleccin del tipo de horno. Especial atencin merece la limpieza en la fundicin del aluminio y la fusin del magne-sio, dado el gran potencial contaminante de los productos que se han venido utilizando hasta hace poco (HCE y SF6).

3. Produccin de moldes y machos, incluyendo la etapa de preparacin de la arena: Se pueden aplicar tcni-cas y medidas de mejores prcticas para minimizar el consumo en cada tipo de sistema aglomerante y en las sustancias utilizadas para desmoldear los llenados por inyeccin. Para la reduccin de las emisiones de COV y olores generados por los sistemas de molde perdido pueden emplearse recubrimientos de agua y disolventes inorgnicos. Aunque los recubrimientos de agua se utilizan ampliamente, la aplicacin de di-solventes inorgnicos en la produccin de machos es todava limitada. Otra aproximacin consistira en el uso de distintos mtodos de moldeo. Sin embargo, estas tcnicas slo se emplean en contextos muy delimi-tados.

4. Colada del caldo: Para mejorar la eficiencia del proceso de colada se podran tener en cuenta algunas me-didas destinadas a incrementar el rendimiento del metal (es decir, la proporcin de caldo frente a pieza terminada).

5. Captura y tratamiento de humos y gases de combustin y de salida: Hacer frente a las emisiones a la at-msfera en las distintas etapas de fundicin requiere la implantacin de un sistema apropiado de captura y tratamiento. En funcin de la operacin unitaria pueden estudiarse varias tcnicas, que varan segn el tipo de compuestos emitidos, el volumen de gas residual y la facilidad de captacin del mismo. Las tcnicas utilizadas para capturar los gases residuales son de gran importancia a la hora de reducir las emisiones fugitivas; por lo que respecta a este tipo de emisiones, tambin pueden tenerse en cuenta medidas de me-jores prcticas.

6. Prevencin y tratamiento de aguas residuales: En muchos casos se puede evitar o minimizar la generacin de aguas residuales empleando una serie de medidas integradas en el proceso. Las aguas residuales que no puedan evitarse contendrn partculas minerales o metlico, aminas, sulfatos, aceite o lubricantes, dependiendo de la fuente de la que procedan. Las tcnicas de tratamiento aplicables difieren segn el tipo de compuesto.

7. Eficienciaenergtica: La fusin consume entre el 40 y el 60% del total de energa aportada en una fundi-cin. Por ello, las medidas de ahorro energtico deben aplicarse tanto al proceso de fusin como a los dems procesos (por ejemplo, compresin del aire, arranques de la planta, hidrulica) existentes. La necesidad de refrigerar el horno y el gas residual genera una corriente de agua o aire caliente que abre la posibilidad de dar uso, interno o externo, al calor.

8. Arena: regeneracin, reciclaje, reutilizacin y eliminacin: Puesto que las fundiciones emplean grandes cantidades de arena, una de las principales materias primas inertes, su regeneracin o reutilizacin ad-quiere gran importancia en la mbito medioambiental. Para regenerar la arena se utilizan varias tcnicas (por ejemplo, tratamiento y posterior reutilizacin nuevamente como molde), cuya eleccin depende del tipo de aglomerante y de la composicin del flujo de arena. Si la arena no se regenera internamente puede plan-tearse su reutilizacin externa para as evitar tener que desecharla. Se ha demostrado que la arena tiene varias aplicaciones.

9. Polvo y residuos slidos: tratamiento y reutilizacin: Las tcnicas empleadas en el proceso y las medidas operativas son aspectos que hay que tener en cuenta de cara a la minimizacin del polvo y los residuos. Al polvo recogido, la escoria y otros residuos slidos se les puede dar nuevos usos internos o externos.

10. Minimizacin de ruido: Son varias las actividades desarrolladas en las fundiciones que generan ruido. Las instalaciones que se encuentran cerca de zonas habitadas pueden provocar molestias a las personas. As pues, tambin puede considerarse la preparacin e implementacin de un plan de minimizacin del ruido, centrado tanto en medidas generales como adaptadas a la fuente que lo origina.

11. Desmantelamiento: La Directiva IPPC reclama la atencin sobre la posible contaminacin originada du-rante el desmantelamiento de las instalaciones, una etapa en la que las fundiciones presentan riesgo de

VII

Resumen Ejecutivo

contaminacin del suelo. Existen algunas medidas generales de amplio espectro, no limitadas a las fundi-ciones, que podran tomarse en consideracin.

12. Herramientas de gestin medioambiental: Los sistemas de gestin medioambiental son una herramienta til en la prevencin de la contaminacin procedente de las actividades industriales en general. Por ello son una de las partes bsicas de cualquier BREF.

MTD para fundiciones

El captulo 5, dedicado a las MTD, seala las tcnicas que el TWG ha considerado MTD, en un sentido general, para la industria de la fundicin, basndose en la informacin del captulo 4 y en especial en la definicin del artculo 2(11) de las mejores tcnicas disponibles y las consideraciones detalladas en el anexo IV de la Direc-tiva. El captulo dedicado a las MTD no establece ni propone lmites a las emisiones; se limita a sugerir algu-nos niveles asociados al uso de las MTD.

Durante el intercambio de informacin por parte del TMG se presentaron y debatieron numerosas cuestiones. Este sumario recoge algunas de las ms significativas. Los siguientes prrafos resumen las principales con-clusiones sobre MTD relativas a los retos medioambientales ms importantes.

Los elementos de las MTD debern adaptarse a cada tipo de fundicin. Una fundicin consiste bsicamente en un taller de fusin y uno de colada, ambos con su propia cadena de suministro. En el caso del moldeo perdido, la cadena de suministro incluye todas las actividades relativas al moldeo y la produccin de machos. En el captulo dedicado a las MTD se distingue entre la fusin de metales frreos y no frreos, y en el moldeo, entre moldes permanentes o perdidos. Cualquier fundicin puede clasificarse teniendo en cuenta el tipo de fusin y los sistemas de moldeo asociados, para los que se describen MTD especficas. Tambin se presentan MTD ge-nricas aplicables a cualquier fundicin.

MTD genricas

Algunos elementos de las MTD son genricos y se aplican a todas las fundiciones, sin que importen los proce-sos utilizados o el tipo de productos obtenidos. Se refieren a flujos de material, acabado de coladas, ruido, aguas residuales, gestin medioambiental y desmantelamiento.

Las MTD buscan optimizar la gestin y el control de los flujos internos con el fin de prevenir la contamina-cin y el deterioro, proporcionar una buena calidad de entrada, permitir el reciclaje y la reutilizacin y me-jorar la eficiencia del proceso. El BREF trata del almacenamiento y la manipulacin tratados en el documen-to BREF dedicado al almacenamiento, pero aade al respecto algunas MTD especficas de las fundiciones, por ejemplo el almacenamiento de la chatarra sobre superficies impermeables con sistema de recogida y drenaje (si bien la construccin de un tejado puede suplir en parte este sistema), el almacenamiento por se-parado de los materiales de entrada y los residuos, el uso de contenedores reciclables, la optimizacin del rendimiento del metal y medidas de mejores prcticas para la transferencia del metal fundido y la manipu-lacin de las cucharas.

Se proponen MTD para las tcnicas de acabado que generan polvo y para las tcnicas de tratamiento trmico. En cuanto a los cortes abrasivos, el granallado y el rebabado, las MTD van dirigidas a la recogida y el trata-miento del gas residual utilizado en el acabado mediante un sistema seco o hmedo. Las MTD tambin pro-mueven tratamientos trmicos con combustibles limpios (es decir, gas natural, o combustibles con bajo conte-nido de azufre), el funcionamiento automatizado de los hornos y del sistema de control de quemadores/calenta-dores o la captura de gases de salida procedentes de los hornos de tratamiento trmico.

Respecto a la minimizacin del ruido, las MTD consisten en desarrollar y poner en prctica una estrategia de reduccin del ruido con medidas generales y especficamente centradas en el origen, como por ejemplo el uso de sistemas de separacin para las operaciones unitarias que ms ruido generan, como el desmoldeo, adems de la utilizacin de medidas adicionales en funcin de las condiciones locales.

VIII

MTDs para forja y fundicin

Las MTD que tratan la gestin de aguas residuales se centran en la prevencin, la separacin de los distintos tipos de aguas residuales, la maximizacin del reciclaje interno y la aplicacin de tratamientos adecuados al flujo final. Para ello se proponen emplear, por ejemplo, interceptores de aceite o sistemas de filtrado y sedimen-tacin.

Las emisiones fugitivas tienen su origen en fuentes no confinadas (transferencias, almacenamientos, derra-mes) o en la parte de las confinadas que por escapar no se puede gestionar. En este caso las MTD fomentan la aplicacin de un conjunto de medidas sobre la manipulacin y el transporte de las materias y la optimizacin de la captura y depuracin de gases de salida mediante la utilizacin de una o ms tcnicas. Se da preferencia a la captura de los humos lo ms cerca posible de la fuente que los origina.

Las MTD tambin suponen la implementacin y adhesin a un sistema de gestin medioambiental (SGA) que incluya medidas adaptadas a las circunstancias concretas, como por ejemplo el compromiso por parte de la direccin, la planificacin, el establecimiento e implantacin de procedimientos o la comprobacin del compor-tamiento, con acciones correctivas y revisiones incluidas.

Las MTD consisten asimismo en poner en prctica todas las medidas necesarias para prevenir posibles conta-minaciones durante el desmantelamiento. Entre ellas destacan la minimizacin de riesgos en la fase de dise-o, la implementacin de un programa de mejoras dirigido a las instalaciones existentes y el desarrollo y se-guimiento de un plan de cierre de instalaciones que prevea tanto las instalaciones nuevas como las existentes. Dichas medidas deben estar dirigidas, al menos, a las siguientes partes del proceso: depsitos, contenedores, tuberas, aislantes, balsas y vertederos.

Fundicin de metal frreo

En cuanto al funcionamiento de los cubilotes, las MTD incluyen tcnicas que mejoran la eficiencia, como el uso de hornos de doble fila de toberas, enriquecimiento del oxgeno, soplado continuo o funcionamiento de larga duracin, aplicacin de mejores prcticas durante la fusin y control de la calidad del coque. Tambin se consi-deran MTD la captura, enfriamiento y depuracin de partculas del gas residual y la aplicacin de la postcom-bustin y la recuperacin del calor en determinadas condiciones. Varios de los sistemas utilizados para elimi-nar partculas de la corriente gaseosa se consideran MTD, si bien es preferible la depuracin hmeda de par-tculas cuando se funde con escoria bsica y, en algunos casos, como una de las medidas destinadas a prevenir y minimizar la emisin de dioxinas y furanos. La industria ha expresado sus dudas sobre la implantacin de medidas secundarias para atajar las dioxinas y los furanos que slo se han verificado en otros sectores y, en particular, sobre su aplicacin a las fundiciones ms pequeas. En el caso de los cubilotes, las MTD para la gestin de residuos son la minimizacin de la formacin de escoria, el tratamiento previo de la escoria que permita su reutilizacin externa y la recogida y reciclaje de menudo de coque (el vurgarmente denominado coquillo).

Con respecto al funcionamiento de los hornos elctricos de arco, las MTD incluyen procesos fiables y eficientes destinados a acortar el tiempo de fusin y tratamiento a travs de la utilizacin de escoria esponjosa, captura eficiente y enfriamiento de los gases residuales del horno y a travs de la depuracin de partculas mediante un filtro de mangas. En este caso, las MTD consisten en reciclar el polvo filtrado en el horno de arco.

Las MTD correspondientes a los hornos de induccin establecen la necesidad de fundir chatarra limpia; utili-zar medidas de buenas prcticas en los procedimientos de carga y en el funcionamiento; utilizar potencia de frecuencia media y, al instalar un nuevo horno, cambiar la frecuencia de cualquier horno que funcione con corriente principal a frecuencia media; evaluar la posibilidad de recuperar el calor de los residuos y, en deter-minadas condiciones, implantar un sistema de recuperacin de calor. En cuanto a la captura y tratamiento de los gases de salida en los hornos de induccin, las MTD consisten en emplear una campana o una cubierta extractora en cada horno para capturar los gases residuales y maximizar la recogida de los mismos a lo largo del ciclo completo de trabajo; utilizar gas de combustin seco para la limpieza y lograr mantener las emisiones de polvo por debajo de 0,2 kg/tonelada de hierro fundido.

En los hornos rotativos, las MTD seran implantar un conjunto de medidas destinadas a optimizar el rendi-miento del horno y utilizar un quemador de oxigs. Tambin capturar el gas residual cerca de la salida del horno, emplear postcombustin, enfriar mediante un intercambiador de calor y posteriormente utilizar un

IX

Resumen Ejecutivo

sistema seco de extraccin de partculas. De cara a la prevencin y la minimizacin de las emisiones de dioxi-nas y furanos, las MTD establecen el uso combinado de diversas medidas. De forma parecida a lo que ha suce-dido con los cubilotes, la industria ha expresado dudas sobre la implantacin de medidas secundarias para atajar las dioxinas y de tcnicas que slo se han verificado en otros sectores y, en particular, sobre su aplicacin a las fundiciones ms pequeas.

El tratamiento aplicado actualmente al metal depende del tipo de producto que se elabore. Las MTD consisten en recoger el gas de salida de los convertidores AOD mediante una campana o canopy y recoger y tratar el gas residual procedente de la nodulizacin mediante un filtro de mangas. Las MTD tambin incluyen lograr que el polvo de MgO pueda reciclarse.

Fundicin de metal no frreo

Por lo que respecta al funcionamiento de los hornos de induccin para el fundido de aluminio, cobre, plomo y zinc, la MTD consiste en seguir medidas propias de mejores prcticas para los procesos de carga y funciona-miento, utilizar potencia de frecuencia media y, al instalar un nuevo horno, cambiar cualquier horno que funcione a la frecuencia de la corriente general a frecuencia media; evaluar la posibilidad de recuperar el calor residual y, en condiciones especficas, implantar un sistema de recuperacin de calor. En cuanto a la captacin de gases de salida procedentes del horno, las MTD aconsejan reducir al mnimo las emisiones y, en caso nece-sario, capturar los gases residuales, maximizando su recogida a lo largo del ciclo completo de trabajo, y poner en marcha un sistema seco de depuracin de los gases de combustin.

Las MTD relativas a otros tipos de hornos se centran principalmente en la recogida eficiente de los gases resi-duales y/o la reduccin de emisiones fugitivas.

Para el tratamiento de los metales no frreos las MTD establecen el empleo de un impulsor para la desgasifi-cacin y la limpieza del aluminio. Es MTD el empleo de SO2 como gas de recubrimiento en el fundido del mag-nesio en instalaciones con una produccin anual igual o superior a las 500 toneladas. De cara a las plantas pequeas (

XMTDs para forja y fundicin

aglomerada qumicamente (mezclada o arena nica). Respecto a la regeneracin, las condiciones de las MTD se enumeran en la siguiente tabla. La arena regenerada slo puede reutilizarse en sistemas de arena compatibles.

MTD para la regeneracin de la arena aglomerada qumicamente (mezcla y arena nica)

Tipo de arena Tcnica Proporcin de regeneracin1 (%)

Arena nica en fro Regeneracin mecnica simple 75 80

Arena nica de silicatos Tratamiento trmico y neumtico 45 85

Arena nica en cajas fras, SO2, cajas calientes, en coquillaArenas orgnicas mezcladas

Regeneracin mecnica en fro o trmica machos: 40 100moldes: 90 100

Arenas mezcladas (verde y orgnica) Tratamiento mecnico/trmico/mecnico, rectificacin o friccin neumtica

machos: 40 100moldes: 90 100

(1) masa de arena regenerada/masa total de arena utilizada.

Los mtodos de moldeo alternativos y los aglomerantes inorgnicos tienen potencial para minimizar el impac-to medioambiental de los procesos de moldeo y colado.

El llenado, el enfriamiento y el desmoldeo generan emisiones de polvo, COV y otros productos orgnicos. La MTD consiste en aislar las cadenas de colado y enfriamiento y extraer los gases de salida (en el caso de las cadenas en serie), y aislar asimismo el equipo de desmoldeo, adems de tratar los gases de salida mediante sistemas secos o hmedos de extraccin de partculas.

Molde permanente

A causa de las caractersticas diferenciadas del proceso, las cuestiones medioambientales derivadas de la cola-da en molde permanente requieren un enfoque distinto respecto a las de molde perdido, en las que el agua es un factor destacado. Las emisiones a la atmsfera adoptan forma de neblina de aceite en lugar de partculas polvo y productos de combustin como sucede en otros casos. As pues, las MTD se centran en medidas de pre-vencin que implican la minimizacin del consumo de agua y agentes desmoldeantes. Las MTD consisten en recoger y tratar el agua de escorrenta o procedente de fugas mediante interceptores de aceites y por destila-cin, evaporacin en vaco o degradacin biolgica. Si las medidas de prevencin destinadas a minimizar la neblina de aceite no permiten a la fundicin alcanzar los niveles de emisin asociados a las MTD, stas se centrarn en el empleo de campanas de extraccin y precipitacin electroesttica para los productos de salida de mquinas MAP.

Las MTD para la preparacin de la arena aglomerada qumicamente coinciden con los elementos mencionados para el moldeo perdido. Las MTD para la gestin de la arena utilizada consisten en aislar la unidad de elimi-nacin de machos y tratar los gases generados mediante sistemas secos o hmedos de extraccin de partculas. Si existe un mercado local, las MTD se centraran conseguir que la arena procedente de la eliminacin de los machos estuviera disponible para ser reciclada.

Niveles de emisin asociados a las MTD

Los siguientes niveles de emisin se asocian a las medidas contempladas por las MTD arriba citadas.

XI

Resumen Ejecutivo

Emisiones a la atmsfera asociadas al uso de MTD en diversas actividades de las fundiciones

Actividad Tipo Parmetro Nivel de emisin(mg/Nm)

Acabado de piezas Polvo 5 20

Fusin de metales frreos General Polvo (1) 5 20

PCDD/PCDF 0,1 ng TEQ/Nm3

Fusin de metales frreos Cubilote de viento caliente CO 20 1.000

SO2 20 100

NOx 10 200

Cubilote de viento fro SO2 100 400

NOx 20 70

COV NM 10 20

Cubilote sin coque NOx 160 400

Horno elctrico de arco NOx 10 50

CO 200

Horno rotativo SO2 70 130

NOx 50 250

CO 20 30

Fusin de metales no frreos General Polvo 1 20

Fusin de aluminio Cloro 3

Horno de cuba para Al SO2 30 50

NOx 120

CO 150

COV 100 150

Horno de solera para Al SO2 15

NOx 50

CO 5

COT 5

Moldeo y colada en molde perdido o de arena

General Polvo 5 20

Macherz Aminas 5

Unidades de regeneracin SO2 120

NOx 150

Colada en molde permanente General Polvo 5 20

Neblina de aceite, medida como C total 5 10

(1) el nivel de emisiones de polvo depende de sus componentes, por ejemplo metales pesados y dioxinas, y su flujo msico.

Todos los niveles de emisin asociados se expresan como media a lo largo de un tiempo de medicin factible. Cuando resulta practicable el seguimiento continuo se emplea un valor medio diario. Las emisiones a la atms-fera se basan en condiciones estndar, es decir 273 K, 101,3 kPa y gas seco.

Los documentos de referencia de MTD no establecen estndares legalmente vinculantes; estn pensados para proporcionar informacin y servir de gua a la industria, los estados miembros y el pblico en general sobre los

XII

MTDs para forja y fundicin

niveles de consumo y emisiones que pueden lograrse al utilizar ciertas tcnicas. As pues, ser necesario de-terminar los valores lmite apropiados a cualquier caso tomando en consideracin los objetivos de la Directiva IPPC y las consideraciones locales.

Tcnicas emergentes

Actualmente siguen en fase de investigacin y desarrollo, o simplemente acaban de introducirse en el mercado, nuevas tcnicas de minimizacin del impacto medioambiental llamadas emergentes. En el captulo 6 se tratan cinco de ellas: el uso de materiales de baja combustin para la fusin en cubilotes, el reciclaje del polvo de los filtros con carga metlica, la recuperacin de aminas mediante la permeacin del gas residual, la pulverizacin por separado del agente desmoldeante y el agua en las coladas por presin de aluminio y el uso de materiales aglomerantes inorgnicos en la produccin de machos. Esta ltima tcnica ha sido sealada por el GTT como prometedora, aunque la limitada escala de su aplicacin e implantacin actuales no permiten por el momento incorporarla como tcnica a las MTD.

Conclusiones sobre el intercambio de informacin

Intercambio de informacin

El documento BREF aglutina ms de 250 fuentes de informacin. Los institutos de investigacin sobre la fun-dicin proporcionaron buena parte de esa informacin y desempearon un papel activo en el intercambio de informacin. Las notas locales sobre MTD procedentes de diversos estados miembros sirvieron de base slida para el intercambio. La mayora de documentos proporcionados durante el intercambio trataban sobre proce-sos y tcnicas tal y como se aplican en las fundiciones de metales frreos. A lo largo de toda la redaccin del BREF los procesos de las fundiciones de metales no frreos han quedado subrepresentados; por este motivo, las conclusiones sobre las MTD para fundiciones de metales no frreos son menos detalladas.

Nivel de consenso

Se logr un buen nivel de consenso general sobre las conclusiones, sin que hubiera opiniones divergentes. Los representantes de la industria aadieron un comentario que expresaba sus dudas sobre la facilidad de implan-tacin de medidas secundarias para la reduccin de dioxinas.

Recomendaciones de cara a futuros trabajos

El intercambio de informacin y el resultado del mismo, o sea, este documento, representan un importante salto de cara a lograr el control y la prevencin integrados de la contaminacin dentro de la industria de la fundicin. Los trabajos futuros pueden seguir esta lnea si se centran en la recopilacin y evaluacin de la in-formacin que no se proporcion durante el presente trabajo. En concreto, las iniciativas futuras deberan tratar en detalle las siguientes cuestiones:

TcnicasdereduccindeCOV: Se necesitan datos e informacin sobre los mtodos aplicados para la captura y tratamiento eficientes de los gases de salida procedentes de las fundiciones que contienen COV. El uso de aglomerantes y materiales de recubrimiento alternativos puede, en este sentido, convertirse en una medida de prevencin importante.

Tratamiento de aguas residuales: Se necesitan datos de un buen nmero de sistemas de tratamiento de agua utilizados en las fundiciones; en ellos se deberan constar los niveles de emisin respecto a la entrada y las tcnicas de tratamiento aplicadas.

Fusindemetalesnofrreos: En este documento slo se citan datos correspondientes a fundiciones de meta-les no frreos en el caso de algunas instalaciones concretas. Se requiere ms informacin tanto sobre emisio-nes controladas como fugitivas originadas por la fusin de metales no frreos en las fundiciones, basada en la prctica del da a da y expresada en forma de niveles de emisin y flujos de masa.

XIII

Resumen Ejecutivo

DatoseconmicossobrelastcnicasdelasMTD: Falta informacin econmica sobre muchas de las tcnicas presentadas en el captulo 4. Esta informacin debera recopilarse a partir de proyectos de implementacin de las mismas.

Temas sugeridos para futuros proyectos de I+D

El intercambio de informacin tambin ha puesto de relieve algunas reas en las que podra lograrse mayor conocimiento til a partir de proyectos de investigacin y desarrollo. Se trata de las cuestiones siguientes:

Seguimiento y reduccin de las dioxinas: Hay que entender mejor la influencia de los parmetros del proceso por lo que respecta a la formacin de dioxinas. Para ello se requiere un seguimiento de las emisiones en varias instalaciones y en condiciones diversas. Por otro lado, tambin es necesario investigar el uso y la efectividad de las medidas secundarias para la reduccin de las dioxinas en la industria de la fundicin.

Emisiones de mercurio: La elevada volatilidad del mercurio puede provocar emisiones gaseosas, no relacio-nadas con el polvo. Con la vista puesta en la aplicacin de una poltica europea sobre las emisiones de mer-curio se hace necesario investigar las emisiones de mercurio en los procesos de fusin en general y, en par-ticular, en las fundiciones (no frreas).

Quemadores de oxigs y su uso en cubilotes: El TWG seal la existencia de nuevas aplicaciones como resul-tado de las investigaciones en curso. En este caso, el objetivo de ulteriores investigaciones sera llevar esta tcnica hasta un grado de desarrollo que permita su generalizacin.

XV

Prefacio

1. Sobre el presente documento

A menos que se indique lo contrario, cualquier referencia a la Directiva en este documento alude a la Direc-tiva del Consejo 96/61/CE sobre prevencin y control integrados de la contaminacin. Puesto que la Directiva es vlida sin perjuicio de las disposiciones comunitarias en materia de salud y seguridad, tambin lo es el presente documento.

Este documento forma parte de una serie que presenta los resultados del intercambio de informacin entre los estados miembros de la UE y las industrias afectadas sobre las mejores tcnicas disponibles (MTD) y el segui-miento y desarrollo que implican. *[Publicado por la Comisin Europea de conformidad con el artculo 16(2) de la Directiva, por lo que debe tomarse en consideracin, de acuerdo con el anexo IV de la Directiva, a la hora de determinar las mejores tcnicas disponibles.]

* Nota: los corchetes se eliminarn cuando la Comisin haya completado el procedimiento de publicacin.

2. Obligaciones legales relevantes de la Directiva IPPC y definicin de MTD

Para ayudar al lector a entender el contexto en el que se redact el presente documento, en el prefacio se inclu-yen algunas de las definiciones ms relevantes de la Directiva IPPC, incluida la del trmino mejores tcnicas disponibles. Se trata de definiciones inevitablemente incompletas y de carcter nicamente informativo. No tienen validez legal y en ningn caso modifican o perjudican las disposiciones contenidas en la Directiva.

El objetivo de la Directiva es lograr el control y la prevencin integrados de la contaminacin generada por las actividades detalladas en el anexo I, con el fin de conseguir un alto grado de proteccin del medio ambiente en su conjunto. Los fundamentos legales de la Directiva se refieren a la proteccin medioambiental y su implan-tacin debe tener en cuenta otros objetivos comunitarios, como por ejemplo la competitividad de la industria comunitaria en relacin con el desarrollo sostenible.

Ms concretamente, la Directiva establece un sistema de autorizaciones para determinadas categoras de ins-talaciones industriales que exigen que titulares y reguladores cuenten con una visin general y a la vez integral del potencial contaminante y de consumo de la instalacin. El objetivo global de este planteamiento integrado es mejorar la gestin y el control de los procesos industriales con el fin de garantizar un elevado nivel general de proteccin medioambiental. Desde este punto de vista resulta esencial el principio general presentado en el artculo 3, segn el cual los operarios han de adoptar todas las medidas preventivas frente a la contaminacin, en particular a travs de la aplicacin de las MTD, para mejorar su rendimiento medioambiental.

El trmino mejores tcnicas disponibles se define en el artculo 2(11) de la Directiva del modo siguiente: La fase ms eficaz y avanzada de desarrollo de las actividades y de sus modalidades de explotacin, que demues-tren la capacidad prctica de determinadas tcnicas para constituir, en principio, la base de los valores lmite de emisin destinados a evitar o, cuando ello no sea practicable, reducir en general las emisiones y el impacto en el conjunto del medio ambiente. El mismo artculo 2(11) prosigue con la definicin del trmino:

tcnicas: la tecnologa utilizada junto con la forma en que la instalacin est diseada, construida, man-tenida, explotada y paralizada;

disponibles: las tcnicas desarrolladas a una escala que permita su aplicacin en el contexto del sector industrial correspondiente, en condiciones econmica y tcnicamente viables, tomando en consideracin los costes y los beneficios, tanto si las tcnicas se utilizan o producen en el Estado miembro correspondiente como si no, siempre que el titular pueda tener acceso a ellas en condiciones razonables;

mejores: las tcnicas ms eficaces para alcanzar un alto nivel general de proteccin del medio ambiente en su conjunto.

XVI

MTDs para forja y fundicin

En el anexo IV de la Directiva se detalla una lista de los Aspectos que deben tenerse en cuenta con carcter general o en un supuesto particular cuando se determinen las mejores tcnicas disponibles (), teniendo en cuenta los costes y ventajas que pueden derivarse de una accin y los principios de precaucin y prevencin. Estos aspectos incluyen la informacin publicada por la Comisin de conformidad con el artculo 16(2).

Las autoridades competentes responsables de la concesin de autorizaciones debern tener en cuenta los prin-cipios generales establecidos en el artculo 3 al determinar las condiciones de los permisos. Estas condiciones deben incluir valores lmite para las emisiones, que sern completados (o sustituidos), segn corresponda, por parmetros equivalentes o medidas tcnicas. De acuerdo con el artculo 9(4) de la Directiva, los lmites a las emisiones han de basarse en las MTD, sin perjuicio del cumplimiento de las exigencias de calidad medioam-biental, sin que se prescriba el uso de ninguna tcnica o tecnologa especfica, aunque teniendo en cuenta las caractersticas tcnicas de las instalaciones en cuestin, su localizacin geogrfica y las condiciones medioam-bientales locales. En todos los casos, las condiciones de la autorizacin deben incluir disposiciones sobre la minimizacin de la contaminacin a larga distancia o transfronteriza y deben garantizar un alto grado de proteccin medioambiental general.

Los Estados miembros tienen la obligacin, segn el artculo 11 de la Directiva, de garantizar que las autori-dades competentes realicen un seguimiento de los avances de las MTD o estn informadas al respecto.

3. Objetivo de este documento

El artculo 16(2) de la Directiva exige que la Comisin organice un intercambio de informacin entre los Es-tados miembros y las industrias correspondientes acerca de las mejores tcnicas disponibles, las prescripcio-nes de control relacionadas, y su evolucin. La Comisin publicar cada tres aos los resultados de los inter-cambios de informacin.

El objetivo de intercambio de informacin se establece de acuerdo con el considerando 25 de la Directiva, donde se indica que los avances y el intercambio de informacin en la Comunidad sobre las mejores tcnicas dispo-nibles contribuirn a reducir los desequilibrios tecnolgicos en el mbito de la Comunidad, ayudarn a la di-vulgacin mundial de los valores lmite establecidos y de las tcnicas empleadas en la Comunidad y, asimismo, ayudarn a los Estados miembros para la aplicacin eficaz de la presente Directiva.

La Comisin (DG de Medio Ambiente) estableci un foro de intercambio de informacin (IEF, Information Exchange Forum) para contribuir a la realizacin de los trabajos previstos en el artculo 16(2) y propici la creacin de diversos grupos de trabajo tcnicos (TWG) en el marco del IEF. Tanto este foro como los grupos de trabajo tcnicos cuentan con representantes de los Estados miembros y la industria, uno de los requisitos que establece el artculo 16(2).

El objetivo de esta serie de documentos es reflejar con precisin el intercambio de informacin, tal y como re-quiere el artculo 16(2), y proporcionar informacin de referencia a las autoridades responsables de la conce-sin de autorizaciones para que la tengan en cuenta en el momento de determinar las condiciones de la autori-zacin. Estos documentos aportan informacin relevante sobre las mejores tcnicas disponibles, por lo que deberan convertirse en herramientas tiles para potenciar el rendimiento medioambiental.

4. Fuentes de informacin

El presente documento es un resumen de la informacin recopilada de varias fuentes, entre ellas, en especial, la opinin del grupo de expertos creado para ayudar a la Comisin en la tarea encomendada, y ha sido verifi-cada por los servicios de la Comisin. Se agradecen profundamente todas las contribuciones.

5. Cmo interpretar y utilizar este documento

La informacin que aporta este documento est pensada para utilizarse como referencia inicial a la hora de determinar las MTD para casos concretos. Al establecer las MTD y las condiciones de autorizacin basadas en

XVII

Prefacio

las mismas hay que tener siempre en cuenta el objetivo general: lograr un elevado nivel de proteccin del medio ambiente en su conjunto.

El resto de esta seccin describe qu tipo de informacin aporta cada captulo del documento.

Los captulos 1 y 2 proporcionan informacin general sobre el sector industrial afectado y sobre los procesos industriales que en l tienen lugar.

El captulo 3 aporta datos e informacin sobre los niveles actuales de consumo y emisiones y refleja la situacin de las instalaciones existentes en el momento de su redaccin.

El captulo 4 describe en detalle la reduccin de emisiones y otras tcnicas consideradas de gran importancia para determinar las MTD y las condiciones de las autorizaciones basadas en stas. Aporta informacin sobre los niveles de consumo y emisiones considerados alcanzables en aplicacin de la tcnica, una estimacin gene-ral de los costes y enumera posibles problemas colaterales asociados a la tcnica; adems, analiza hasta qu punto es aplicable la tcnica teniendo en cuenta la variedad de instalaciones que requieren autorizaciones IPPC (por ejemplo, nuevas instalaciones, ya existentes, grandes o pequeas). No se han incluido las tcnicas que, por lo general, se consideran obsoletas.

El captulo 5 describe las tcnicas y los niveles de emisin y consumo considerados compatibles con las MTD de forma genrica. Su objetivo es proporcionar indicaciones generales sobre los niveles de emisin y consumo que se consideran un buen punto de referencia para ayudar a determinar las condiciones de autorizacin ba-sadas en las MTD o para establecer normas generales vinculantes en virtud del artculo 9(8). Ntese, sin embargo, que el presente documento no propone valores lmite a las emisiones. Para determinar las condicio-nes de autorizacin adecuadas ser necesario tomar en cuenta los factores locales y especficos que afectan a las instalaciones en cuestin, su ubicacin geogrfica y las condiciones medioambientales del lugar. Por lo que respecta a las instalaciones existentes, tambin debe tenerse en cuenta la viabilidad econmica y tcnica de actualizarlas. Incluso el objetivo evidente de garantizar un elevado grado de proteccin del medio ambiente en su conjunto a menudo implicar un compromiso entre los distintos tipos de impacto medioambiental que en muchas ocasiones se ver influido por cuestiones locales.

Aunque se intenta profundizar en algunas de estas cuestiones, resulta imposible abarcarlas todas en este do-cumento. Las tcnicas y niveles presentados en el captulo 5, por tanto, no sern necesariamente apropiados para la totalidad de las instalaciones. Por otro lado, la obligacin de garantizar un elevado grado de proteccin medioambiental, incluida la minimizacin de la contaminacin de larga distancia o transfronteriza, provoca que las condiciones de autorizacin no puedan establecerse nicamente basndose en consideraciones locales. As pues, es de vital importancia que la informacin contenida en el presente documento sea tenida en cuenta ntegramente por las autoridades responsables de la concesin de autorizaciones.

Puesto que las mejores tcnicas disponibles cambian con el paso del tiempo, este documento se revisar y ac-tualizar en su momento. Cualquier comentario o sugerencia debera hacerse llegar a la Oficina Europea de Prevencin y Control Integrados de la Contaminacin del Instituto de Estudios Tecnolgicos Prospectivos (IPTS), a la direccin siguiente:

Edificio Expo, c/ Inca Garcilaso, s/n, E-41092 Sevilla, EspaaTelfono: +34 95 4488 284

Fax: +34 95 4488 426e-mail: JRC-IPTS-EIPPCB@cec.eu.int

Internet: http://eippcb.jrc.es

XIX

ndice

RESUMEN EJECUTIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I

PREFACIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XV

OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXXVII

1. INFORMACIN GENERAL SOBRE LAS FUNDICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1. Perspectiva general del sector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1.1. Industria de la fundicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.2. Mercados de la fundicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.3. Tipos de fundiciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.2. Consideraciones medioambientales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.2.1. Atmsfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2.2. Residuos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.3. Energa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2.4. Agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2. TCNICAS Y PROCESOS DE LAS FUNDICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1. Perspectiva general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.1.1. El proceso de fundicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.1.2. Fusin de hierro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.1.3. Fusin de acero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.4. Fusin de aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.5. Fusin de magnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.6. Fusin de cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.1.7. Fusin de zinc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.1.8. Fusin de plomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.1.9. Fusin de superaleaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.2. Confeccin de modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.1. Confeccin de modelos generales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2. Prototipado rpido (RP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3. Materias primas y su manipulacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.4. Fusin y tratamiento del metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.4.1. Cubilotes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.4.1.1. Cubilote de viento fro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.4.1.1.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.4.1.1.2. Mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.4.1.1.3. Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4.1.1.4. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.4.1.2. Cubilote de viento caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.4.1.2.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.4.1.2.2. Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4.1.2.3. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

XX

MTDs para forja y fundicin

2.4.1.3. Cubilote de larga campaa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4.1.4. Caractersticas de las emisiones atmosfricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4.2. Horno elctrico de arco (HEA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4.2.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.4.2.2. Fusin y refinado en HEA con revestimiento cido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.4.2.3. Fusin y refinado en HEA con revestimiento bsico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.4.2.4. Caractersticas de las emisiones atmosfricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.4.3. Hornos de induccin (HI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.4.3.1. Hornos de induccin sin ncleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2.4.3.1.1. Descripcin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4.3.1.2. Procedimiento de fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.3.1.3. Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.3.1.4. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

2.4.3.2. Hornos de induccin de canal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.4.3.2.1. Descripcin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.3.2.2. Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.4.3.2.3. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.4.3.3. Caractersticas de las emisiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.4.4. Hornos de techo radiante (calentados por resistencia). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4.5. Horno rotativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.4.5.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.4.5.2. Procedimiento de fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.4.5.3. Metalurgia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.5.4. Aplicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.5.5. Ventajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.5.6. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.4.6. Hornos de solera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.4.7. Hornos de cuba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.4.7.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.4.7.2. Ventajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.4.7.3. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4.8. Hornos de crisol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4.8.1. Descripcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.4.8.2. Procedimiento de fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.4.8.3. Ventajas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.4.8.4. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2.4.9. Convertidor AOD para el refinado de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.4.10. Convertidor VODC para el refinado de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.4.11. Tratamiento del acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.4.12. Tratamiento del hierro colado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.4.12.1. Aleacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.12.2. Homogeneizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.12.3. Desulfuracin y recarburacin del hierro fundido en cubilote . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.12.4. Tratamiento de nodulizacin de la colada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4.12.5. Inoculacin de la colada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.4.13. Tratamiento del metal no frreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

XXI

ndice

2.5. Produccin de moldes y machos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.5.1. Materias primas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.5.1.1. Materiales refractarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.5.1.1.1. Arena silcea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.5.1.1.2. Arena de cromita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.5.1.1.3. Arena de zirconia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.5.1.1.4. Arena de olivino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.5.1.2. Aglomerantes y otros productos qumicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.5.1.2.1. Bentonita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.5.1.2.2. Resinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.5.1.2.3. Polvo de carbn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.5.1.2.4. Aglomerantes de cereales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.5.1.2.5. xido de hierro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.5.1.3. Llenado, alimentacin y filtrado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.5.2. Preparacin de la arena (transporte, tamizado, enfriamiento, mezcla) . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5.2.1. Acondicionamiento de la arena para el moldeo en arena verde . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.5.3. Moldeo en arena natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.5.4. Moldeo con arena ligada con arcilla o bentonita (moldeo en verde). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.5.5. Moldeo con arena suelta (moldeo en vaco) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.5.6. Produccin de moldes y machos con arena qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

2.5.6.1. Procesos de fraguado en fro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

2.5.6.1.1. Resina fenlica con catalizador cido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.5.6.1.2. Resina furnica con catalizador cido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2.5.6.1.3. Poliuretano (isocianato fenlico) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5.6.1.4. ster fenlico alcalino (Resol ster) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5.6.1.5. Aceite alqudico, sin estufado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5.6.1.6. Silicato-ster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.5.6.1.7. Cemento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.5.6.2. Procesos de fraguado por gas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

2.5.6.2.1. Caja fra (uretano fenlico endurecido con aminas) . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.5.6.2.2. Formiato de metilo fenlico alcalino (Resol ster). . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.5.6.2.3. Resinas furnicas endurecidas con SO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2.5.6.2.4. Resinas epoxi-acrlicas endurecidas con SO2 (curado por radicales

libres) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.5.6.2.5. Silicato de sodio endurecido con CO2 (vidrio soluble) . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.5.6.2.6. Resinas fenlicas alcalinas endurecidas con CO2. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.5.6.3. Procesos de fraguado en caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.5.6.3.1. Resinas fenlicas y/o furnicas en la tcnica de caja caliente . . . . . . . . 65 2.5.6.3.2. Caja tibia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.5.6.3.3. Croning (cscara) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.5.6.3.4. Aceite de linaza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.5.6.3.5. Aceite alqudico, estufado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.5.6.4. Revestimiento de moldes y machos de arena qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.5.6.4.1. Composicin de los revestimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.5.6.4.2. Proceso de revestimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

2.5.7. Moldeo con modelo perdido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.5.7.1. Arena suelta proceso a la espuma perdida moldes para piezas pequeas (po-liuretano, lost foam) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.5.7.2. Arena qumica moldes para piezas grandes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

XXII

MTDs para forja y fundicin

2.5.8. Preparacin de moldes permanentes (de metal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.5.9. Moldeo a la cera perdida y cscara cermica (Investment casting) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.6. Colada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

2.6.1. Colada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

2.6.1.1. Llenado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.6.1.2. Solidificacin (primer enfriamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.1.3. Desmoldeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.1.4. Enfriamiento de la colada (segundo enfriamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2.6.2. Colada en moldes permanentes (utillajes metlicos) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

2.6.2.1. Colada a baja presin y por gravedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.6.2.2. Colada a alta presin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.6.2.3. Colada por centrifugacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.6.2.4. Colada continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2.7. Desmoldeo y acabado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2.7.1. Separacin del sistema de alimentacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.2. Separacin de la arena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.3. Eliminacin de rebabas (rebabado, desbarbado o rebarbado) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

2.8. Tratamiento trmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2.8.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.8.2. Hornos de tratamiento trmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

2.8.2.1. Hornos de cmara. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.8.2.2. Hornos de cuba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.8.2.3. Hornos de recocido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.8.3. Temple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.8.4. Tratamiento trmico del hierro dctil (hierro SG). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

2.8.4.1. Atenuacin de la tensin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.8.4.2. Eliminacin de carburos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.8.4.3. Recocido para la produccin de estructuras ferrticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.8.4.4. Normalizacin para la produccin de estructuras perlticas . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.8.4.5. Produccin de estructuras endurecidas y templadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.8.4.6. Hierro dctil austemperizado (ADI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

2.8.5. Tratamiento trmico del acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.8.6. Tratamiento trmico del aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

2.8.6.1. Atenuacin de la tensin y recocido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.8.6.2. Tratamiento de solucin y enfriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.8.6.3. Tratamiento de precipitacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.8.6.4. Envejecimiento artificial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

2.9. Control de calidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3. NIVELES ACTUALES DE EMISIN Y CONSUMO EN LAS FUNDICIONES . . . . . . . . . . . . 89

3.1. Vista general del flujo de materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.1.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.2. Fusin y tratamiento trmico de metales frreos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.2.1. Caractersticas de los hornos de fusin utilizados para el acero y el hierro . . . . . . . . . . . . 91 3.2.2. Cubilotes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.2.2.1. Consumo de coque y energa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 3.2.2.2. Partculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

XXIII

ndice

3.2.2.3. Gases residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.2.2.4. Escoria generada por los cubilotes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.2.2.5. Residuos de refractario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

3.2.3. Hornos elctricos de arco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

3.2.3.1. Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.2.3.2. Partculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.2.3.3. Humos visibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.2.3.4. Gases residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.2.3.5. Escoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

3.2.4. Hornos de induccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.2.4.1. Hornos de induccin sin ncleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.2.4.1.1. Energa de entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 3.2.4.1.2. Partculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 3.2.4.1.3. Gases residuales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.2.4.1.4. Escoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.2.4.2. Hornos de induccin de canal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.2.5. Hornos rotativos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.2.5.1. Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.2.5.2. Partculas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.2.5.3. Gases residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.2.6. Convertidor AOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3.2.6.1. Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.6.2. Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.6.3. Gases residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.6.4. Escoria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.2.7. Convertidor VODC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.8. Refinado y tratamiento del acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.9. Tratamiento de la fundicin de hierro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.2.9.1. Nodulizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.3. Fusin y tratamiento del aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.3.1. Anlisis de los hornos de fusin de aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.3.2. Hornos de cuba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.3.3. Hornos de fusin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.4. Hornos de techo radiante (calentados mediante resistencia). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.5. Hornos de solera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.3.6. Hornos de crisol (calentados por combustible y resistencia) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.3.7. Tratamiento del aluminio fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.4. Fusin y colada de magnesio y aleaciones de magnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

3.4.1. Proteccin del caldo de magnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.4.2. Tratamiento del caldo de magnesio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.4.3. Chatarra de magnesio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3.5. Fusin y colada de cobre y aleaciones de cobre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3.5.1. Procesos de fusin y colada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.5.2. Tratamiento de la colada de cobre y aleacin de cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3.6. Fusin y colada de zinc y aleaciones de zinc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.7. Fusin y colada de plomo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

XXIV

MTDs para forja y fundicin

3.8. Depuracin de gases residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

3.8.1. Sistemas de depuracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 3.8.2. Dioxinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

3.9. Produccin de moldes y machos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

3.9.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.9.2. Moldeo con arena ligada con arcilla (moldeo en verde) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.9.3. Moldeo con arena suelta (moldeo en vaco) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.9.4. Produccin de moldes y machos con arena qumica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

3.9.4.1. Niveles de consumo de sustancias qumicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.9.4.2. Factores de emisin . . . . . . .