Impactos ambientales/Cemento

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Esta categoría incluye las instalaciones con hornos que emplean el proceso húmedo o seco para producir cemento de piedra caliza, y las que emplean agregado liviano para producirlo a partir de esquisto o pizarra. Se utilizan hornos giratorios que elevan los materiales a temperaturas de 1400 ºC. Las materias primas principales son piedra caliza, arena de sílice, arcilla, esquisto, marga y óxidos de tiza. Se agrega sílice, aluminio y hierro en forma de arena, arcilla, bauxita, esquisto, mineral de hierro y escoria de alto horno. Se introduce yeso durante la fase final del proceso. Toda las materias primas se reciben y se almacenan a granel. La tecnología de hornos de cemento se emplea en todo el mundo. Usualmente, las plantas de cemento se ubican cerca de las canteras de piedra caliza a fin de reducir los costos de transporte de materia prima. Sea que están yuxtapuestos o no, los impactos ambientales de la operación de la cantera deben ser considerados durante la evaluación de los impactos del proceso de fabricación del cemento (ver el capítulo sobre "Extracción Minera y Procesamiento de Minerales").

Emisiones atmosféricas de una fábrica de cemento sin los controles adecuados sobre las emisiones atmosféricas

Impactos ambientales potenciales[editar]

Las plantas de cemento pueden tener impactos ambientales positivos en lo que se relaciona con el manejo de los desechos, la tecnología y el proceso son muy apropiados para la reutilización o destrucción de una variedad de materiales residuales, incluyendo algunos desperdicios peligrosos (ver el capítulo "Manejo de Materiales Peligrosos"). Asimismo, el polvo del horno que no se puede reciclar en la planta sirve para tratar los suelos, neutralizar los efluentes ácidos de las minas, estabilizar los desechos peligrosos o como relleno para el asfalto.

Los impactos ambientales negativos de las operaciones de cemento ocurren en las siguientes áreas del proceso: manejo y almacenamiento de los materiales (partículas), molienda (partículas), y emisiones durante el enfriamiento del horno y la escoria (partículas o "polvo del horno", gases de combustión que contienen monóxido y dióxido de carbono, hidrocarburos, aldehídos, cetonas, y óxidos de sulfuro y nitrógeno). Los contaminantes hídricos se encuentran en los derrames del material de alimentación del horno (alto pH, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, principalmente potasio y sulfato), y el agua de enfriamiento del proceso (calor residual). El escurrimiento y el líquido lixiviado de las áreas de almacenamiento de los materiales y de eliminación de los desechos puede ser una fuente de contaminantes para las aguas superficiales y freáticas.

El polvo, especialmente la sílice libre, constituye un riesgo importante para la salud de los empleados de la planta. Es peligroso exponer a los empleados a niveles altos de ruido. El ruido y el tráfico de los camiones pueden ser molestias para la comunidad circundante.

Como algunos de los impactos mencionados pueden ser evitados completamente, o atenuados más exitosamente, si se escoge el sitio de la planta con cuidado, se recomienda leer el capítulo: "Ubicación de Plantas y Desarrollo de Parques Industriales", conjuntamente con esta sección.

Temas especiales[editar]

Emisiones de partículas a la atmósfera[editar]

La fabricación de cemento incluye el transporte de materiales polvorientos o pulverizados desde la cantera de piedra caliza, hasta el embarque del producto terminado para envío. Las partículas son la causa más importante del impacto ambiental negativo. Los precipitadores electrostáticos, o los filtros de bolsa, constituyen un requerimiento rutinario para controlar las emisiones de partículas de los hornos. El control del polvo que resulta del transporte de los materiales es uno de los desafíos más difíciles; las bandas transportadoras, pilas de acopio, y caminos de la planta, pueden ser causas más importantes de degradación de la calidad del aire, que las emisiones del molino y el horno. Se deben emplear recolectores mecánicos de polvo donde sea práctico, por ejemplo, en los trituradores, transportadores y el sistema de carga. En la mayoría de los casos, el polvo recolectado puede ser reciclado, reduciendo el costo y disminuyendo la producción de desechos sólidos. Se puede mantener limpios los camiones de la planta con aspiradoras y/o rociadores, a fin de eliminar el polvo atmosférico causado por el tráfico y el viento. Deben ser cubiertas las pilas de acopio tanto como sea posible. Los camiones que transportan materiales a la planta y fuera de ésta deben tener carpas y limites de velocidad.

Descargas de desechos líquidos[editar]

Proceso del Cemento

En las plantas del proceso "seco", se alimentan al horno las materias primas secas. El único efluente es el agua de enfriamiento, y ésta puede ser eliminada con torres de enfriamiento o piscinas. En el proceso "húmedo", se alimentan las materias primas al horno en forma de una lechada. En algunos casos, las plantas pueden lixiviar el polvo del horno que se ha recolectado, a fin de eliminar el álcali soluble antes de volver a alimentarlo al horno. En estas plantas, el rebosamiento del clarificador del proceso de lixiviación constituye la fuente más severa de contaminación hídrica; requiere neutralización (posiblemente mediante carbonicen) antes de descargarlo.

Uso de los hornos de cemento para reciclar o eliminar los desechos[editar]

Los desechos de aceite, solventes, residuos de pintura y otros desperdicios inflamables, han sido utilizados como combustibles suplementarios para los hornos de cemento. Esta práctica comenzó en los Estados Unidos en 1979, para conservar energía y reducir los costos de combustible, y ha sido satisfactorio en términos, tanto de la calidad del producto, como el impacto ambiental. Además, algunos desechos sólidos pueden ser utilizados como combustibles, tal como las llantas gastadas. Los requerimientos de materia prima pueden ser satisfechos, parcialmente, con los desperdicios (rutinariamente usados) de otras industrias: yeso de las plantas de ácido fosfórico, piritas cocinadas de la producción de ácido sulfúrico, escoria de los hornos altos, y ceniza de las plantas termoeléctricas a carbón.

La alta. temperatura de la llama y la naturaleza del producto hacen que los hornos de cemento sean atractivos para destruir una variedad de materiales orgánicos peligrosos. Manejados correctamente, los hornos constituyen una alternativa mucho menos costosa que los incineradores de desechos. Las pruebas realizados por la Agencia de Protección Ambiental de los EE.UU. y otros, han demostrado que la destrucción de los compuestos orgánicos, incluyendo PCB y los pesticidas organocloruros y órgano fósforos, iguala o supera los resultados logrados por los incineradores de desperdicios peligrosos que operan a temperaturas más bajas. Muchos compuestos metálicos tóxicos pueden ser quemados en los hornos de cemento en cantidades que sean suficientemente pequeñas, y que no afecten negativamente la calidad del producto, ni la seguridad, porque se vinculan a la escoria y llegan a formar parte del producto. El plomo, sin embargo, requiere atención especial; hasta la mitad de la cantidad introducida sale del horno y se precipita con el polvo del horno. El reciclaje del polvo aumenta la concentración del plomo hasta el punto en que éste, también, se vincula a la escoria, pero una cantidad pequeña (0.2 a 1.0 por ciento) se escapa con los gases de la chimenea. Talium se emite con el humo del horno, es decir, no se liga a los sólidos. Los estudios del comportamiento del mercurio, hasta la década de los 90, han sido inconcluyentes.

Al utilizar los hornos de cemento para eliminar los desechos peligrosos, se necesitan previsiones especiales en cuanto a los procedimientos de operación de la planta, el personal y el monitoreo para proteger a los trabajadores, la salud pública y la calidad del medio ambiente. También, hay que diseñar planes de respuesta de emergencia, y se requiere la participación de la comunidad que potencialmente pueda ser afectada. Para mayor información, se debe consultar las siguientes secciones, junto con las presentaciones sobre Administración y Capacitación, y Monitoreo que se encuentran en esta sección: "Manejo de Peligros Industriales", Manejo de Materiales Peligrosos", y "Ubicación de Plantas y Desarrollo de Parques Industriales."

Alternativas del proyecto[editar]

Selección del sitio[editar]

Los temas generales que deben ser considerados durante la ubicación de las plantas industriales fueron presentados en el capítulo: "Ubicación de Plantas y Desarrollo de Parques. Industriales". La naturaleza de la producción del cemento es tal que los impactos sobre la calidad del aire y de la extracción de la materia prima y el transporte de los materiales a granel a la planta y fuera de ésta, merecen atención especial durante la evaluación de los sitios alternativos. Son inadecuadas las regiones donde la calidad del aire es inferior a lo establecido, o donde existen áreas pobladas cuyas características meteorológicas o topográficas limitan la circulación del aire. Si la demanda de materia prima de la planta requiere la abertura de nuevas canteras, deben ser identificadas (si se conocen) y se debe estudiar los impactos ambientales de éstas como parte del proyecto. Es un factor positivo para la selección del sitio, si está cerca a las fuentes de desechos que pueden servir como combustible, o substitutos y suplementos para la materia prima. Si todas las características son similares, es preferible escoger un sitio cerca de la fuente de piedra caliza, para reducir los costos de transporte (1 tonelada de cemento requiere 1,3 - 1,4 toneladas de piedra caliza).

Combustibles Alternativos[editar]

Los hornos de cemento pueden ser calentados con carbón, petróleo o gas, o una combinación de estos. Los desechos pueden servir como combustible suplementario. Además, estas decisiones tienen implicaciones para la calidad ambiental y la magnitud de la inversión que se requerirá para controlar la contaminación.

(a) Control de la contaminación atmosférica

alternativas para captar el polvo del horno:

  • precipitador electrostático:
  • filtro;

alternativas para captar el polvo del enfriador de la escoria:

  • filtro de cama granular;
  • precipitador
  • filtro;

alternativas para controlar el polvo de las otras operaciones:

  • cubrir o encerrar los transportadores, trituradores, puntos de transferencia de los materiales, áreas de almacenamiento;
  • instalar colectores mecánicos de polvo y/o filtros donde sean necesarios;
  • pavimentar los caminos de la planta;
  • emplear aspiradoras para limpiar las calles de la planta;
  • rociadores para los caminos y pilas de acopio de la planta,
  • emplear el rocio de latex para estabilizar las pilas de acopio.

(b) Control de la contaminación del agua

  • reciclar el agua residual del proceso húmedo por el horno;
  • torres y piscinas de enfriamiento;
  • controlar con diques el escurrimiento de las pilas de desechos y materia prima;
  • controlar con forros la infiltración de las pilas de desechos y materia prima.

Administración y capacitación[editar]

Los impactos negativos potenciales sobre la calidad del aire, provenientes de todos los procesos de la fabricación de cemento, y sobre la calidad del agua, a causa de las plantas de lixiviación, requieren que las instituciones apoyen la operación y supervisión eficiente del control de la contaminación, y la reducción de los desperdicios. El personal de la planta debe incluir un ingeniero que haya sido capacitado en las tecnologías de control de la contaminación atmosférica e hídrica y de monitoreo que se emplean. Al solicitársela, los fabricantes, a menudo, proveerán la capacitación necesaria en la operación y mantenimiento de los equipos. Se deben establecer los procedimientos normales de operación para la planta, y éstos han de ser implementados por la gerencia. Deben incluir la operación de los equipos de control de la contaminación, los requerimientos de monitoreo de la calidad del agua, la limpieza de los caminos y áreas de almacenamiento de la planta, los procedimientos para disminuir los impactos negativos que ocurren durante la puesta en marcha del horno (cuando los precipitadores no operan efectivamente), y las instrucciones de notificación y paralización, u otras respuestas, si fallan los equipos que controlan la contaminación.

Se deben establecer las normas de salud y seguridad para la planta, incluyendo los procedimientos que mantienen la exposición a] polvo y el sílice libre, en un nivel que sea inferior a las normas nacionales (o si no existen, inferior a los limites del Banco Mundial), un programa de exámenes médicos regulares, y capacitación permanente en los aspectos de salud y seguridad de la planta y las buenas prácticas ambientales. (Para mayor información, ver: “Occupational Health and Safety Guidelines”, editado por el Banco Mundial.)

Si la planta será utilizada para la destrucción de los desechos peligrosos, se requerirán procedimientos especiales para manejar estos materiales en el sitio, y para responder a las emergencias. La parte de la operación que corresponde a la eliminación de los desechos peligrosos debe ser supervisada y realizada por empleados con entrenamiento especial. El transporte y el almacenamiento de los materiales debe ser controlado cuidadosamente por los funcionarios apropiados de las agencias reglamentarias y 'de seguridad pública, y han de realizarse según las prácticas aceptadas para el manejo de dichos materiales, y para la notificación y respuesta de emergencia Ver la Sección "Manejo de Peligros Industriales").

Se deben fijar normas para las emisiones y efluentes de la planta, en base a los reglamentos nacionales, si existen, o si no los hay, según los lineamientos del Banco Mundial. Puede ser necesario dar capacitación especializada a las agencias gubernamentales que tienen la responsabilidad de monitorear la operación de los equipos de control de la contaminación, ejecutar las normas, y vigilar las actividades de destrucción de los desechos peligrosos, y asegurar que dispongan de los equipos y autoridad necesarios. La evaluación ambiental debe incluir una valorización de las capacidades locales que existen en estas áreas y recomendar los elementos de ayuda apropiados que han de ser incluidos en el proyecto.

Monitoreo[editar]

Los planes de monitoreo son importantes para la planta y el sitio especifico. Sin embargo, en general, el monitoreo de una planta de cemento debe incluir los siguientes aspectos: control continuo de la opacidad del gas de la chimenea y pruebas periódicas para detectar la presencia de partículas, para calibrar y verificar los monitores de opacidad; control del polvo del horno, el gas de la chimenea y el cemento, a fin de detectar la presencia de los materiales tóxicos que están siendo quemados; verificación del pH (en forma continua), los sólidos totales disueltos y suspendidos, la alcalinidad, y el contenido de potasio y sulfatos de las corrientes de desechos líquidos; monitoreo de las áreas de trabajo para detectar el polvo fugitivo, el sílice libre y el ruido; control de las aguas de recepción a fin de monitorear el pH y su contenido total de sólidos suspendidos; control de la calidad del aire ambiental para detectar la presencia de partículas suspendidas; monitoreo del escurrimiento y lixiviación de las pilas de acopio; e inspección para asegurar que se cumplan los procedimientos de seguridad y de control de la contaminación.

Impactos potenciales negativos - Medidas de atenuación[editar]

Impactos Negativos Potenciales Medidas de Atenuación
Directos: Selección del Sitio -
1. Ubicación de la planta en o cerca de los hábitat sensibles como mangles, esteros, humedales y arrecifes de coral.
  • Ubicar la planta en un área industrial, de ser posible, a fin de reducir o concentrar la carga sobre los servicios ambientales locales y facilitar el monitoreo de los efluentes.
  • Integrar la participación de las agencias de los recursos naturales en el proceso de la selección del sitio, a fin de estudiar las alternativas.
2. Ubicación cerca de los ríos que causa su eventual degradación
  • El proceso de la selección del sitio debe examinar las alternativas que reducen los efectos ambientales y no excluyan el uso beneficioso de la extensión de agua.
  • Las plantas que reduzcan descargas líquidas, no deben ubicarse en ningún río que no tenga la capacidad adecuada para absorber los desechos.
3. La ubicación puede causar serios problemas de contaminación atmosférica en el área local.
  • Ubicarla en un área que no está sujeta a inversiones o “atropamiento” de los contaminantes, y donde los vientos predominantes se dirijan hacia las áreas relativamente despobladas.
4. La ubicación puede agravar los problemas que se relacionan con los desechos sólidos en el área.
  • La selección del sitio debe evaluar la ubicación según los siguientes lineamientos:
    • el lote debe ser de un tamaño suficiente que permita eliminar los desechos en el sitio;
    • la planta debe estar cerca de un depósito para la eliminación de desechos;
    • la ubicación debe ser conveniente para que los contratistas públicos privados puedan recolectar y transportar los desechos sólidos al sitio donde serán eliminados definitivamente;
Directos -
5. Contaminación hídrica debido a los efluentes y el agua de enfriamiento o el escurrimiento de las pilas de desechos

-Planta: Sólidos Totales Suspendidos, Sólidos Totales Disueltos, temperatura, pH.
-Escurrimiento de las pilas de acopio: Sólidos Totales Suspendidos, pH

  • El análisis de laboratorio de los efluentes debe incluir los Sólidos Totales Disueltos, los Sólidos Totales Suspendidos, las sales, la alcalinidad, el potasio, los sulfatos y el monitoreo in-situ del pH y la temperatura.
  • Todas las plantas
    • No debe haber ninguna descarga de agua de enfriamiento. Si no es factible reciclarla, se puede descargar el agua de enfriamiento, siempre que la temperatura del agua que la recibe no suba más de 3°C;
    • No debe haber ninguna descarga del agua de lavado, ni los derrames del tanque de la lechada;
    • Mantener el pH del efluente entre 6.0 y 9.0
  • Plantas que no realizan lixiviación
    • Sólidos Totales Suspendidos < 5 g/tonelada de producto
    • Sólidos Totales disueltos, su concentración no debe ser mayor que la del agua que ingresa a la planta.
  • Plantas que realizan lixiviación
    • Sólidos Totales Suspendidos < 150 g/tonelada de producto
    • Sólidos Totales Disueltos < 1.5 kg/tonelada de producto.
  • Pilas de acopio de materiales
    • Reducir al mínimo la cantidad de lluvia que se filtra por los montones y se escurra de manera incontrolada.
    • Revestir las áreas de almacenamiento
  • Lavado de equipos, caminos y otros
    • < 150 g/tonelada de producto durante el lavado de los equipos o durante los períodos de lluvia.
    • Los procedimientos de limpieza de la planta deberán reflejar el nivel deseado de mitigación.
6. Emisión de partículas a la atmósfera provenientes de todas las operaciones de la planta: trituración, manejo de materiales, hornos, enfriadores de escoria.
  • Controlar las partículas con filtros recolectores de tela
  • Controlar las emisiones de partículas del horno con recolectores precipitadores electroestáticos de polvo, y emplear acondicionamiento con agua en las operaciones secas del proceso.
  • Controlar las partículas de la siguiente manera:
    • del horno, 150 g/tonelada de materia prima;
    • del enfriador de escoria, 50 g/tonelada de escoria;
    • a nivel de la tierra fuera del perímetro de la planta, 80 pg/m3;
    • descarga de la chimenea, 100 pg/m3;
7. Emisión de partículas de las fuentes que se encuentran a nivel de la tierra (partículas de polvo fugitivo), caminos, pilas.
  • Las medidas de control incluyen:
    • tratamiento de los caminos;
    • rocío de agua en las pilas;
    • uso de una aspiradora industrial;
    • límite de velocidad de 20 km/h;
8. Emisión por el horno de SO, gaseoso hacia la atmósfera, proveniente de la quema de los combustibles.
  • Controlar con la acción natural de limpieza, que hacen los materiales alcalinos, mejorada mediante el uso de los hornos de precalentamiento, y los gases de escape, para secar la materia prima durante la molienda.
  • Si se analiza la materia prima durante la etapa de factibilidad del proyecto, se puede determinar su contenido de azufre; de esta manera se puede diseñar correctamente los equipos que controlan las emisiones.

Dentro de la cerca de la planta

    • Media aritmético anual: 100 pg/m3;
    • Valor tope durante 24 horas 1000 pg/m3;
  • Fuera del perímetro de la planta
    • Media aritmético anual: 100 pg/m3;
    • Valor tope durante 24 horas 500 pg/m3;
9. Exposición de los trabajadores al ruido excesivo
  • Reducir el Nox mediante el uso de carbón y hornos precalentadores/precalcinadores.
  • Se debe controlar cuidadosamente el uso del material vegetal o los desechos químicos de otras industrias locales, porque estos combustibles pueden aumentar las emisiones atmosféricas de Nox.
10. Desarrollo secundario inducido, incluyendo la mayor demanda sobre la infraestructura.
  • De ser posible, efectúe la puesta en marcha en un momento en que el viento no esté soplando hacia las áreas pobladas, o ecológicamente frágiles.
11. Cambios en los modelos demográficos y alteración de los valores y sistemas socioculturales.
  • Diseñar el precipitador con cámaras paralelas a fin de utilizar una parte del equipo cuando la otra esté en reparación.
  • Exigir la paralización del horno si el precipitador está completamente fuera de servicio.
12. La quema de los desechos y aceites peligrosos como combustibles suplementarios, puede emitir la atmósfera a los contaminantes tóxicos de la combustión incompleta, y metales como plomo.
  • No obstante, los estudios han demostrado que la mayoría de materiales orgánicos se destruyen con una eficiencia del 99.99 por ciento y que el polvo del cemento absorbe los metales, los mismos que se acumulan luego en el sistema que controla la contaminación atmosférica.
  • La incidencia de los accidentes es mayor que lo normal debido al nivel de experiencia de los trabajadores.
  • Se debe tener cuidado y asegurarse que, (a) los desechos y aceites peligrosos se analicen antes de aprobarlos para incineración, y (b) que se mantenga la eficiencia de combustión del horno.
  • Introducir los desechos en el extremo “caliente” del horno
  • Diseñar los procedimientos de manejo de los desechos peligrosos y los planes de contingencia (ver la sección: “Manejo de Materiales Peligrosos”).
13. Exposición de los trabajadores al ruido excesivo
  • Se puede controlar la filtración de agua lluvia y el escurrimiento desde las pilas de acopio de los materiales sólidos, del combustible y de los desechos, si se los cubre y/o emplea contención para prevenir su filtración hacia las aguas superficiales o freáticas.
  • El tamaño de las áreas represadas debe ser suficiente para contener una lluvia normal de 24 horas.
Indirectos -
14. Los efectos ocupacionales para la salud de los trabajadores debido al polvo fugitivo, el manejo de los materiales u otras operaciones del proceso.
  • La instalación debe implementar un Programa de Seguridad y Salud que incluya lo siguiente:
    • identificar, evaluar, monitorear y controlar los peligros para la seguridad y la salud con un nivel específico de detalle;
    • considerar los peligros para la salud y seguridad de los trabajadores;
    • proponer los procedimientos necesarios para proteger a los empleados;
    • dar capacitación de seguridad;
15. Se complica el problema de la eliminación de los desechos sólidos en la región debido a la falta de almacenamiento en el sitio;
  • Planificar las áreas adecuadas para la eliminación en el sitio, o emplear el polvo del horno u otros subproductos como material de relleno loca, luego de verificar si el líquido lixiviado tiene características peligrosas.
  • Utilizar el polvo del horno para tratar el suelo, neutralizar el ácido o estabilizar los desechos peligrosos.
16. Se alteran los modelos de tránsito, se crea ruido y congestión, y se producen peligros para los peatones debido al uso de camiones pesados para transportar la materia prima, el combustible o el cemento hacia la planta o fuera de ella;
  • La selección del sitio puede atenuar algunos de estos problemas;
  • Se deben preparar estudios especiales del sector de transporte durante el estudio de factibilidad del proyecto para seleccionar las mejores rutas y reducir los impactos.
  • Reglamentar a los transportistas y diseñar planes de contingencia de emergencia para reducir el riesgo de accidentes durante el transporte de los combustibles residuales.
17. Al explotar la piedra caliza localmente para suministrarla a la planta de cemento, pude crear conflictos con otras industrias, como la vivienda y construcción, que dependen de recursos similares, además, puede agraviar la erosión/sedimentación de los ríos, si las operaciones se realizan de manera incontrolada o sin restricciones.
  • Planificar el uso de la piedra caliza, tomando en cuenta su disponibilidad e imponer restricciones sobre el trabajo realizado en la cantera.
  • Coordinar con la agencia responsable, un estudio de las opciones de rescate una vez que la instalación salga del servicio.
  • Planificar la restauración de la mina de piedra caliza.

Referencias[editar]

  • Banco Mundial. 1984. Cemento Manufacturero Languideces flor Disponeos fo Laste. Oficie fo Alimentaron Affaire, Washingtoniano D.CD.: Banco Mundial.
  • Beers, A. 1987. 1jazardous Waste Incineration: The Cement Kiln Option. New York: State Legislative Commission on Toxic Substances and Hazardous Wastes.
  • Occupational Safety and Health Association. 1984. Industrial Hygiene Technical Manual, Occupational Safety and Health Administration Instructions, Washington D.C.: General Printing Office.
  • Organizaci6n de las Naciones Unidas para Desarrollo Industrial. 1977. Information Sources on the Cement and Concrete Industry. Guides to Information Sources, No. 2. New York.
  • United States Environmental Protection Agency. 1974. Development Document for Effluent Limitations, Guidelines. New Source Performance Standards for the Cement Manufacturing Point Source Category. Document No. EPAJ440/1 74 005a. Washington D.C.


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