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5 Índice ÍNDICE 0. RESUMEN INTRODUCCIÓN LEGISLACIÓN MEDIOAMBIENTAL DE APLICACIÓN EN EL SECTOR INTRODUCCIÓN ATMÓSFERA Principales obligaciones Notas prácticas RESIDUOS INERTES O INERTIZADOS Principales obligaciones Notas prácticas RESIDUOS PELIGROSOS Principales obligaciones para los productores de RPs Notas prácticas RUIDO INTERNO Principales obligaciones Notas prácticas LICENCIA DE ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL Principales obligaciones Notas prácticas DIRECTIVA IPPC DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO Y GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE FUSIÓN Oxidación Defosforación Formación de escoria espumosa DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE AFINO Desoxidación Desulfuración Control de Nitrógeno, Hidrógeno y Oxígeno Descarburación Metalurgia de inclusiones DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE ACERO EN HORNO DE ARCO ELÉCTRICO DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE HORNO-CUCHARA GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES PRODUCCIÓN LIMPIA EN LAS ACERÍAS ESCORIAS Factores que influyen en la formación de escorias espumosas Contenido de FeO en la escoria negra Basicidad de la escoria Volumen de alimentación de oxígeno Tipo de carbón utilizado Eficiencia del arco eléctrico Medidas de Producción Limpia Cribado de la chatarra Optimización del proceso de formación de escoria negra Análisis de prerreducidos OTROS RESIDUOS GENERADOS

6 Libro Blanco. Escorias de acería Polvos de acería Medidas de Producción Limpia Refractarios Medidas de Producción Limpia TENDENCIA DE LA ACTUACIÓN MEDIOAMBIENTAL DEL SECTOR CARA AL FUTURO Emisiones atmosféricas Residuos generados Impacto acústico Efluentes líquidos Afección a suelos RECICLAJE DE ESCORIAS CRITERIOS MEDIOAMBIENTALES PARA LA VALORIZACIÓN DE LAS ESCORIAS DE ACERÍA EN DIFERENTES APLICACIONES Incorporación de las escorias a la composición del suelo Usos permitidos de las escorias ALTERNATIVAS DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS Explanadas, bases y sub-bases de carretera Aspectos medioambientales Aspectos técnicos Estimación de utilización en explanada, bases y sub-bases de carretera (CAPV) Capa de rodadura Aspectos medioambientales Aspectos técnicos Estimación de utilización en capa de rodadura (CAPV) Tramo de prueba en capa de rodadura Utilización en cementera de escorias negras Aspectos medioambientales Aspectos técnicos Estimación de utilización en cementera (CAPV) Utilización en cementera de escorias blancas Aspectos medioambientales Aspectos técnicos Estimación de utilización en cementera (CAPV) INFLUENCIA DEL ENFRIAMIENTO Y VERTIDO DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS POSIBILIDADES DE REUTILIZACIÓN COMPROBACIÓN DE LAS POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN Y RECICLAJE DE ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN DE LAS ESCORIAS POSIBILIDADES DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS EMPRESA A: ACERÍA DE ACERO COMÚN ANEXO I: ANALÍTICA REALIZADA SOBRE LAS ESCORIAS NEGRAS DE 11 ACERÍAS VASCAS ANEXO II: ASPECTOS TÉCNICOS ANALIZADOS SOBRE LAS ESCORIAS ANEXO III: ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES. METODOLOGÍA EMPLEADA PARA LA OBTENCIÓN DE LOS VALORES LÍMITE PROPUESTOS ANEXO IV: RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CONTROL DE EVALUACIÓN DEL TRAMO DE PRUEBA REALIZADO CON ESCORIAS DE HORNO DE ARCO ELÉCTRICO

7 Índice de Tablas ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1: Producción de los diferentes tipos de acero en la CAPV (1997)...7 Tabla 2: Generación relativa de residuos en la fabricación de acero (datos estimativos 1997)...8 Tabla 3: Composición base de las escorias negras de acería y composición tipo de una escoria blanca...9 Tabla 4: Condiciones técnicas y medioambientales para el reciclaje de escorias de acerías 10 Tabla 5: Balance económico y capacidades de absorción de las diferentes alternativas de reciclaje de escorias en la CAPV...11 Tabla 6: Producción de acero en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos)...14 Tabla 7: Generación de escorias negras de acería en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos)...15 Tabla 8: Generación de escorias blancas de acería en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos)...15 Tabla 9: Actividades potencialmente contaminadoras de la atmósfera en el sector de siderurgia y fundición...18 Tabla 10: Residuos industriales inertes...21 Tabla 11: Categorías o tipos genéricos de residuos peligrosos, presentados en forma líquida, sólida o de lodos, clasificados según su naturaleza o la actividad que los genera...24 Tabla 12: Residuos peligrosos según sus constituyentes...25 Tabla 13: Principales fases en el proceso de fabricación del acero...31 Tabla 14: Etapas de formación de la escoria espumosa...33 Tabla 15: Residuos y cantidad generada de éstos por cada tonelada de acero producida...39 Tabla 16: Rango de composición de las escorias de las acerías vascas...41 Tabla 17: Cantidad generada de escoria negra y escoria blanca según el tipo de acero producido...42 Tabla 18: Valores de basicidad óptica para los óxidos más comunes que contienen las escorias...43 Tabla 19: Características del carbón para inyección en horno de arco eléctrico...45 Tabla 20: Esquema general de las medidas aplicables de Producción Limpia...47 Tabla 21: Cálculos del contenido en hierro de la escoria según el porcentaje de FeO...48 Tabla 22: Influencia de la basicidad sobre la cantidad de escoria generada...49 Tabla 23: Cálculo de la cantidad de escoria generada utilizando prerreducidos...50 Tabla 24: Concentraciones medias del polvo de acería en diferentes países europeos...51 Tabla 25: Valores de referencia y cambios admisibles en la composición del suelo para los elementos bario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos...60 Tabla 26: Valores límite para el ensayo de lixiviación pren (procedimiento C), y resultados obtenidos de ensayar las escorias muestreadas según dicho ensayo...60 Tabla 27: Máximos hinchamientos obtenidos para las escorias muestreadas...62 Tabla 28: Grado de envejecimiento de las escorias muestreadas...62 Tabla 29: Valores límite para el ensayo de lixiviación pren (procedimiento C), en el caso que se considere un espesor de capa igual a 1 cm, y resultados obtenidos de ensayar las escorias muestreadas según dicho ensayo...64 Tabla 30: Valores mínimos del Coeficiente de Pulido Acelerado...65 Tabla 31: Estudio de opciones de las mezclas bituminosas...69 Tabla 32: Testigos extraídos del tramo experimental de prueba...69 Tabla 33: Análisis de los gases de combustión muestreados en la chimenea de salida del horno...70 Tabla 34: Niveles de emisión permitidos a cementeras según el decreto 833/

8 Libro Blanco. Escorias de acería Tabla 35: Análisis elemental de las muestras de clinker recogidas Tabla 36: Valores límite para el caso de la utilización de una capa de escorias igual a 1 cm Tabla 37: Resultados del ensayo de lixiviación europeo realizado sobre las muestras de cemento Tabla 38: Determinación analítica de las escorias blancas Tabla 39: Valores de resistencia del clinker Tabla 40: Comparación de la analítica de la escoria de la empresa A con los valores límite83 Tabla 41: Resultados de la densidad y porosidad de las once acerías ensayadas Tabla 42: Parámetros químicos (humedad, ph y cal libre) de las escorias ensayadas Tabla 43: Contenido en carbono y azufre en las escorias ensayadas Tabla 44: Contenido en aniones de las escorias ensayadas Tabla 45: Compuestos orgánicos presentes en las escorias muestreadas Tabla 46: Compuestos mayoritarios presentes en las escorias ensayadas Tabla 47: Elementos traza presentes en las escorias ensayadas Tabla 48: Valores de resumen de la lixiviación según el ensayo de columna para las once escorias muestreadas y en la relación líquido/sólido de diez Tabla 49: Resultados del ensayo de disponibilidad realizado sobre las escorias muestreadas Tabla 50: Resultados del ensayo de disponibilidad en condiciones oxidativas realizado sobre las escorias muestreadas Tabla 51: Resultados del ensayo a ph estático realizado sobre las escorias muestreadas a ph = Tabla 52: Resultados del ensayo de ph estático realizado sobre las escorias muestreadas a ph = Tabla 53: Resultados obtenidos del ensayo pren (procedimiento C) realizado sobre las escorias muestreadas Tabla 54: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser clasificadas (sin machaqueo) Tabla 55: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser machacadas y clasificadas Tabla 56: Granulometrías de la fracción 6-12 mm después de ser clasificadas (sin machaqueo) Tabla 57: Granulometrías de la fracción 6-12 mm después de ser machacadas y clasificadas Tabla 58: Granulometrías de la fracción mm después de ser clasificadas (sin machaqueo) Tabla 59: Granulometrías de la fracción mm después de ser machacadas y clasificadas...90 Tabla 60: Densidades de la fracción 0-6 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias.. 90 Tabla 61: Densidades de la fracción 6-12 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias 90 Tabla 62: Densidades de la fracción mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias Tabla 63: Resultados del ensayo de durabilidad Tabla 64: Indice de lajas y agujas de las distintas fracciones de las escorias muestreadas Tabla 65: Coeficientes de forma de las distintas fracciones de las escorias muestreadas Tabla 66: Comparación de la composición de las escorias con los valores de referencia de los suelos de la CAPV Tabla 67: Valores de inmisión debidos a las escorias en el plazo de tiempo de 100 años, y valores de inmisión de un suelo natural en el mismo plazo

9 Índice de Tablas Tabla 68: Valores de inmisión de las escorias corregidos con la inmisión propia del suelo Tabla 69: Valores de inmisión máxima calculados a partir de los valores de referencia del suelo Tabla 70: Valores de referencia y cambios admisibles en la composición del suelo para los elementos bario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos Tabla 71: Valores límite para el ensayo pren (procedimiento C) que no deben superar las escorias a la hora de proceder a su gestión Tabla 72: Valores límite para el caso de la utilización de escorias en mezclas bituminosas Tabla 73: Características Marshall de las muestras obtenidas durante el extendido Tabla 74: Granulometría de extracción de áridos Tabla 75: Inmersión-Compresión de muestras tomadas durante el extendido Tabla 76: Testigos extraidos del tramo experimental de prueba Tabla 77: Valores obtenidos en el ensayo del Círculo de Arena Tabla 78: Valores obtenidos con el péndulo TRRL Tabla 79: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con escoria Tabla 80: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con ofita Tabla 81: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián). Aglomerado con escoria Tabla 82: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián). Aglomerado con ofita Tabla 83: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo de escorias Tabla 84: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo con ofita

10 Libro Blanco. Escorias de acería ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Localización de las acerías situadas en la Comunidad Autónoma del País Vasco 13 Figura 2: Porcentajes de producción de acero por Territorio Histórico Figura 3: Producción de acero en varios países europeos durante el año Figura 4: Esquema general de un horno de arco eléctrico Figura 5: Diagrama del proceso de fabricación del acero Figura 6: Efecto del consumo de oxígeno en la fabricación del acero Figura 7: Eficiencia de la transferencia energética mediante arco directo Figura 8: Esquema de las diferentes partes de una carretera Figura 9: Valores del Coeficiente de Pulido Acelerado (CPA) Figura 10: Valores del Coeficiente de desgaste de Los Angeles Figura 11: Valores del ensayo de adhesividad Riedel-Weber Figura 12: Pasos a seguir por el acerista para poder reutilizar las escorias negras y las escorias blancas Figura 13: Pasos a seguir por el valorizador para aplicar las escorias negras en cualquiera de las alternativas de reciclaje presentadas Figura 14:Representación de los resultados del ensayo de durabilidad Figura 15: Máximos hinchamiento obtenidos para las escorias muestreadas según la norma ASTM-D Figura 16: Hinchamiento en arenas Figura 17: Grado de envejecimiento de la fracción 5-10 de las escorias muestreadas Figura 18: Grado de envejecimiento de la fracción de las escorias muestreadas Figura 19: Medición realizada con fecha Sentido San Sebastián (rodadas derecha e izquierda) Figura 20: Medición realizada con fecha Sentido San Sebastián (rodadas derecha e izquierda) Figura 21: Medición realizada con fecha Sentido Vitoria (rodadas derecha e izquierda) Figura 22: Medición realizada con fecha Sentido Vitoria (rodadas derecha e izquierda) Figura 23: Punto nº 1 Escoria-dirección Vitoria Figura 24: Punto nº 3 Escoria-dirección Vitoria Figura 25: Punto nº 18 Escoria-dirección SS Figura 26: Punto nº 20 Escoria-dirección SS Figura 27: Punto nº 31 Ofita-dirección Vitoria Figura 28: Punto nº 35 Ofita-dirección SS

11 Resumen 0. RESUMEN La Comunidad Autónoma del País Vasco está altamente especializada en industrias básicas y transformadoras especialmente en el sector metálico, por lo que presenta la estructura de una región de tradición industrial. Los comienzos de esta industrialización están estrechamente relacionados con el desarrollo de la siderurgia habiéndose iniciado este proceso en A partir de 1920 las acerías del País Vasco han ido sustituyendo los hornos Siemens y convertidores L/D por hornos de arco eléctrico, al permitir estos últimos fabricar cualquier tipo de acero, desde los aleados hasta el acero al carbono. En la actualidad, desde la desaparición de Altos Hornos de Vizcaya en 1996, la totalidad del acero producido en la Comunidad Autónoma del País Vasco se fabrica en hornos de arco eléctrico. Un total de 14 acerías fabrican 5,2 millones de toneladas anuales de acero que suponen un 38% de la producción del Estado Español. La mayor parte del acero fabricado es acero común, siendo mínimo el acero inoxidable que se produce en la CAPV. Tipo de acero Producción (tm/a) % producción Acero común % Acero especial ,4 % Acero inoxidable ,6 % TOTAL % Tabla 1: Producción de los diferentes tipos de acero en la CAPV (1997) 7

12 Libro Blanco. Escorias de acería El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales, el arrabio obtenido en horno alto y la chatarra de acero. Estas dos materias primas condicionan el proceso de fabricación. En líneas generales, para fabricar acero a partir de arrabio se utiliza el convertidor de oxígeno, mientras que partiendo de chatarra como única materia prima se utiliza exclusivamente el horno de arco eléctrico. En este último caso la obtención de un acero de alta calidad, es decir, que se ajuste a las especificaciones establecidas, pasa necesariamente por un estricto control del proceso en todas sus fases, empezando por llevar una óptima supervisión de las chatarras y otras materias primas cargadas en el horno. Las etapas básicas de la fabricación del acero en el horno eléctrico son la fusión de las chatarras por una corriente eléctrica y el afino posterior del baño fundido. La etapa de fusión incluye una serie de fases como la oxidación dirigida a eliminar impurezas de manganeso y silicio, la defosforación y la formación de escoria espumante en la que se acumulan todas las impurezas. La etapa de afino incluye la desoxidación que permite eliminar los óxidos metálicos del baño, la desulfuración y la descarburación del acero. La fabricación de acero genera una serie de residuos procedentes del proceso y de la depuración de humos como son las escorias negras y blancas, los polvos de acería y los refractarios. Tipo residuo Proceso de origen Calificación residuo Generación relativa kg/tm acero Generación en CAPV (Tm/a) Escoria negra fusión inerte Escoria blanca afino inerte Polvo de acería... peligroso Refractario... inerte Electrodo... inerte 1, Tabla 2: Generación relativa de residuos en la fabricación de acero (datos estimativos 1997) Adicionalmente el proceso de fabricación de acero genera otros impactos ambientales como son los ruidos en la etapa de fusión, la generación de aguas residuales de refrigeración, la generación limitada y puntual de emisiones atmosféricas de polvos de acería y el elevado consumo energético. Consecuentemente las acerías vascas han centrado sus esfuerzos en minimizar los impactos ambientales por: - Búsqueda de las posibilidades de reutilización de los residuos de escorias y polvos de acería que genera - Reducción del impacto acústico en el parque de chatarra y nave de acería - Cerramiento al máximo de los circuitos de refrigeración de agua - Optimización de los sistemas de aspiración de humos, instalando sistemas para la cubierta de nave y no sólo para el 4º agujero del horno de arco eléctrico - Búsqueda de tecnologías que permitan el reciclado del polvo de acería al propio horno de fusión 8

13 Resumen - Aprovechamiento del poder calórico de los humos de escape para precalentar la chatarra y reducir el consumo energético El Libro Blanco de Minimización y Reciclaje de Escorias de acería se centra básicamente en evaluar alternativas de utilización de las escorias negras y blancas procedentes de los procesos de fusión y afino respectivamente dentro de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico. Aún y cuando existen posibilidades puntuales de minimización en origen de las escorias de acería, residuos inertes con altos contenidos de cal, sílice, hierro y magnesio, las alternativas reales de solución se centran en las diferentes vías de valorización de estos residuos. Escoria Negra (%) Escoria Blanca (%) CaO: Calcio: 34,5 SiO 2 : Silicio: 11,7 FeO: 3-25 Hierro: 3,2 Fe 2 O 3 : 2-22 Magnesio: 8,1 MgO: 4-11 Aluminio: 2,7 Cr 2 O 3 : 0,6-4 Tabla 3: Composición base de las escorias negras de acería y composición tipo de una escoria blanca De hecho, medidas de minimización presentadas en el Libro Blanco como el cribado de la chatarra, la optimización del proceso de formación de escoria negra (incluido la menor adición de cal) y el análisis de prereducidos son aplicables únicamente en situaciones puntuales debido a que las condiciones de operación habituales en la actualidad en las acerías vascas, en las que se prima la productividad acortando al máximo las diferentes etapas de producción, no favorecen la aplicación de dichas medidas. Además, algunas de estas medidas en ocasiones conllevan un mayor consumo energético. Uno de los objetivos principales de este Libro Blanco para la minimización y reciclaje de escorias de acería es precisamente la presentación de todas las alternativas operativas de reciclaje de las escorias negras y de las escorias blancas, realizando para cada caso una valoración detallada, tanto desde el punto de vista técnico como medioambiental e incluso económico. Asimismo, se indican con más detalle los pasos a dar, tanto por el propio generador como el valorizador de las escorias a la hora de aplicar este subproducto en cualquiera de las alternativas presentadas. En este sentido el Libro Blanco presenta con más detalle la única alternativa de valorización de escorias blancas, confirmada en la práctica en la CAPV a través de experiencias realizadas a escala industrial, como es su utilización en cementera en sustitución de la marga. Esta alternativa no presenta ningún tipo de impactos de carácter medioambiental. Las escorias negras tienen tres alternativas de valorización cuya validez técnica, económica y medioambiental ha sido confirmada en experiencias de demostración a gran escala en la CAPV en los últimos años en proyectos de colaboración entre la administración vasca, IHOBE, S.A. y todos los agentes industriales implicados en el mundo acerista (recicladores, acerías,...) La primera alternativa es su introducción en cementera como aporte de hierro en el proceso de fabricación del clinker. Esta vía de reciclaje no presenta restricción alguna ni desde el 9

14 Libro Blanco. Escorias de acería aspecto medioambiental ni desde el aspecto técnico, aún y cuando hace necesario un pretratamiento de cribado de la escoria para evitar distorsiones en las cintas transportadoras. La segunda alternativa es la utilización de las escorias negras en la capa de rodadura, es decir, formando parte del ligante bituminoso de las capas asfálticas de las carreteras. Desde el punto de vista medioambiental el análisis de la escoria valorizada debe someterse al test de lixiviación pren Teniendo en cuenta criterios internacionales así como los valores específicos desarrollados en la CAPV para la protección del suelo esta utilización de las escorias debe cumplir los límites establecidos para Cadmio y Selenio. Desde el punto de vista técnico, la escoria debe cumplir que el resultado del test de hinchamiento no sea superior al 0,5% y debiéndose realizar además un pretratamiento de machaqueo y cribado, condiciones que derivan de experiencias tanto a nivel piloto como a escala real (construcción de 500 m de capa de rodadura de una carretera guipuzcoana y el consiguiente seguimiento técnico) realizadas en la CAPV. La tercera alternativa de reciclaje es la utilización de escorias negras como explanada, bases y sub-bases de carretera. Desde el punto de vista medio ambiental las escorias no deben superar los límites de concentración según el test pren en una serie de sustancias como los metales pesados Bario, Cadmio, Cromo, Molibdeno, Níquel, Plomo, Selenio, Vanadio y Cinc, así como de sulfatos y fluoruros. Asimismo, el espesor máximo de material con escorias de acería, en caso de utilizar esta alternativa, en ningún caso debe superar los 0,7 m.. Desde el punto de vista técnico el hinchamiento no debe superar el 0,5% y debe asegurarse una granulometría fija por medio de un pretratamiento de cribado. Vía reciclaje Limitaciones Medioambientales Explanada, bases y subbases de carretera Mo, Ni, Pb, Se, V, Zn, Contenido Ba, Cd, Cr, SO -2 4, F - Espesor máximo: 0,7 m. Limitaciones técnicas Pretratamientos necesarios Hinchamiento < 0,5% Separación de la fracción metálica, machaqueo y clasificación Capa de rodadura Contenido Cd, Se Hinchamiento < 0,5% Separación de la fracción metálica, machaqueo y clasificación Fabricación de cemento (escoria negra) Fabricación de cemento (escoria blanca) ninguna Ninguna Separación de la fracción metálica y machaqueo ninguna Ninguna Separación de la fracción metálica Tabla 4: Condiciones técnicas y medioambientales para el reciclaje de escorias de acerías El análisis de alternativas de reciclaje a escala global de la CAPV confirma que las diferentes vías de reciclaje son capaces de absorber casi el 100% del total de escorias de acería generadas en nuestra Comunidad Autónoma. El balance económico de la gestión de escorias para las acerías puede considerarse aceptable al mantenerse prácticamente similares los costes de valorización frente a los costes de no valorización, siempre y cuando los vertederos de las propias acerías estén debidamente legalizados. 10

15 Resumen Explanada, bases y subbases de carretera Capa de rodadura Fabricación de cemento (escoria negra) Fabricación de cemento (escoria blanca) Capacidad de absorción (tm/año) COSTES DE VALORIZACIÓN COSTES DE NO VALORIZACIÓN Pretratamiento Analítica (pts/tm) (pts/tm) Transporte (pts/tm) (radio de 50 km) (radio de 50 km) (radio de 50 km) (radio de 50 km) Depósito en vertedero (pts/tm) Vertedero propio 200 Vertedero: Vertedero propio 200 Vertedero: Vertedero propio 200 Vertedero: Vertedero propio 200 Vertedero: Coste materia prima convencional (pts/tm) Calizas: Calizas: Cascarilla: 900 Marga: 150 Tabla 5: Balance económico y capacidades de absorción de las diferentes alternativas de reciclaje de escorias en la CAPV A modo de conclusión, cabe destacar finalmente tres de las ventajas que presenta el reciclaje de escorias de acería como materia prima secundaria. En primer lugar se reduce el consumo de recursos naturales en las explotaciones de canteras de las calizas naturales, en segundo lugar se gana espacio en los escasos vertederos de inertes existentes en la Comunidad Autónoma del País Vasco y por último, se pone en marcha una dinámica de cambio de mentalidad que permitirá nuevas actuaciones ambientales orientadas a la Producción Limpia en el sector de la fabricación de acero. 11

16 Libro Blanco. Escorias de acería 1. INTRODUCCIÓN Según la Norma Española UNE , se define como acero al producto férreo, generalmente apto para la conformación en caliente, en el que el contenido en carbono se mantiene inferior al que corresponde al límite de saturación de la austenita con excepción de ciertos aceros de alto contenido en cromo, en los que el carbono puede ser superior al citado límite. La producción de acero en la CAPV se remonta en sus orígenes a mediados del siglo pasado, pero su fabricación a partir de la chatarra en hornos de arco eléctrico no comenzó hasta La principal materia prima empleada para la fabricación de acero en horno eléctrico es la chatarra de hierro dulce o acero. Como elementos de adición auxiliares se cargan también en los hornos eléctricos pequeñas cantidades de fundición, de mineral de hierro y de ferroaleaciones. Para la formación de escoria se añade caliza, cal, arena, espato de flúor y coke, y al final del proceso se añade ferrosilicio, ferromanganeso, aluminio, carburo de calcio y silicio-calcio, como elementos desoxidantes y auxiliares del proceso. Atendiendo a su composición se pueden dividir los aceros en dos clases fundamentales: aceros al carbono y aceros aleados: - Se denominan aceros ordinarios o al carbono (comunes) aquellos que están formados fundamentalmente por hierro y carbono. El grupo de los aceros al carbono, de construcción, está formado por aceros cuyas composiciones oscilan entre los siguientes límites: C: 0,1-0,8% Si: 0,15-0,3% Mn:0,3-0,7% P y S: <0,04% Estos aceros están fabricados en general en horno eléctrico, garantizando su composición entre límites muy estrechos y contenidos de azufre y fósforo en general menores que 0,03%, muy inferiores a los de los aceros obtenidos en hornos Martin- Siemens y los convertidores Bessemer y Thomas. - Aceros aleados (especiales), son los que contienen, además del carbono e impurezas, elementos de aleación voluntaria como cromo, níquel, molibdeno, vanadio, wolframio, etc. Estos elementos influyen de muy diversas maneras en las propiedades de los aceros, aumentando o disminuyendo la templabilidad, la dureza, la maquinabilidad, etc. Dentro de este grupo entran los aceros inoxidables, que son aceros resistentes a la corrosión atmosférica, a los ácidos y álcalis y también a la oxidación a temperaturas no muy elevadas. En la composición de los aceros inoxidables el porcentaje de cromo puede llegar hasta el 24%. En las acerías de la Comunidad Autónoma del País Vasco la producción se centra en aceros comunes y aceros especiales, siendo mucho menor la producción de aceros inoxidables. Las acerías han ido sustituyendo paulatinamente sus hornos Siemens, donde se obtenían aceros 12

17 Introducción comunes, por hornos eléctricos donde se pueden fabricar aceros al carbono y aleados. Por tanto, se distinguen tres tipos de acerías, según el tipo de acero que fabrican: - Acerías que fabrican acero común (acero al carbono). - Acerías que fabrican aceros especiales (aleados). - Acerías que fabrican aceros inoxidables (aleados). La base de la fabricación del acero en el horno eléctrico consta de dos etapas: una denominada metalurgia primaria (en adelante se denominará como etapa de fusión) donde se produce la fusión de las materias primas (mayoritariamente en hornos de arco eléctrico), dando como resultado un acero líquido, cuya composición debe ser correctamente ajustada, y una etapa secundaria denominada metalurgia secundaria (en adelante denominada como etapa de afino), donde se producen las operaciones de ajuste o afino de la composición del acero líquido a las especificaciones requeridas. Cada una de las etapas de que consta la fabricación de acero en horno de arco eléctrico, etapa de fusión y etapa de afino, genera un tipo diferente de escoria, denominadas respectivamente escoria negra, por su color oscuro debido al contenido en óxido ferroso, y escoria blanca, por su color blanquecino. El sector siderúrgico de la CAPV se encuentra representado por catorce acerías que producen al año más de 5 millones de toneladas de acero común y especial, incluido acero inoxidable. Figura 1: Localización de las acerías situadas en la Comunidad Autónoma del País Vasco 13

18 Libro Blanco. Escorias de acería Territorio Histórico Producción acero (tm) Araba Bizkaia Gipuzkoa Total Tabla 6: Producción de acero en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos) Gipuzkoa 45% Araba 12% Bizkaia 43% Figura 2: Porcentajes de producción de acero por Territorio Histórico La producción se distribuye de la siguiente forma: - 70% acero común - 28,4% acero especial - 1,6% acero inoxidable Hay que destacar que si bien las acerías se definen como fabricantes de acero común o acero especial, existen algunos casos en los que el análisis exhaustivo de los productos fabricados o del procedimiento de fabricación utilizado llevan a la conclusión de que tal distribución no es del todo cierta, por no existir una frontera nítida entre las empresas fabricantes de aceros comunes y las de aceros especiales. Asimismo, es importante indicar, tal y como se observa en la siguiente tabla, la relevancia del sector en la CAPV comparándola con otros países europeos: 14

19 Introducción Mtm ,8 19,8 18, ,8 8,5 6,6 5,2 5,1 2,6 0 Alemania Italia Francia Reino Unido Bélgica España Países Bajos CAPV Suiza Luxemburgo Figura 3: Producción de acero en varios países europeos durante el año 1997 Por otra parte, la totalidad de las acerías situadas en la CAPV generan al año unas tm de escorias negras y unas tm de escorias blancas, las cuales se desglosan de la siguiente forma a nivel de Territorios Históricos: Territorio Histórico Generación escorias negras (tm) Araba Bizkaia Gipuzkoa TOTAL Tabla 7: Generación de escorias negras de acería en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos) Territorio Histórico Generación escorias blancas (tm) Araba Bizkaia Gipuzkoa TOTAL Tabla 8: Generación de escorias blancas de acería en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos) El destino más habitual para las escorias dentro de la CAPV consiste en la deposición en vertedero, bien sea propio de cada empresa, mancomunado o privado. Recordando que la cantidad total de escorias generadas en la CAPV es de tm/año (ver Tabla 7 y Tabla 8), es necesaria la existencia de grandes superficies de terreno libre, lo cual, dada la complicada orografía de la CAPV y su elevada densidad de población, hace que año tras año el problema se agrave, al no encontrar espacios en los que depositar tal cantidad de residuos. Este tipo de gestión plantea además a corto y medio plazo serios problemas, tanto para las empresas generadoras como para el medio ambiente. 15

20 Libro Blanco. Escorias de acería Por otra parte, las políticas medioambientales a nivel europeo en relación a los residuos industriales se están orientando sobre tres ejes fundamentales: la prevención, es decir, la reducción o minimización de los volúmenes generados; la recuperación o reutilización de dichos residuos; y en último lugar, y siempre que no exista otra alternativa, la disposición en vertedero en condiciones medioambientalmente seguras. Por todo ello, el objetivo principal de este Libro Blanco es el ser una guía práctica que facilite la minimización de residuos dentro del sector, enfocada básicamente hacia la generación de escorias, así como el reciclaje de las escorias mediante alguna de las alternativas presentadas. 16

21 Legislación medioambiental de aplicación en el sector 2. LEGISLACIÓN MEDIOAMBIENTAL DE APLICACIÓN EN EL SECTOR 2.1 INTRODUCCIÓN Dentro de este apartado se indica la legislación más relevante que afecta al sector de la fabricación de acero, dividiéndose en: - Atmósfera Las emisiones a la atmósfera se producen principalmente durante el proceso de fusión. - Residuos inertes e inertizados Las escorias del proceso de fusión y afino, así como los refractarios del horno son residuos inertes. - Residuos Peligrosos Los polvos de acería procedentes de los sistemas de depuración de los gases de salida se consideran residuos peligrosos y deben tratarse mediante gestor autorizado. - Ruido interno El ruido se genera fundamentalmente durante el proceso de fusión. - Licencia de Actividad y Evaluación de Impacto Ambiental Toda actividad necesita para su funcionamiento la obtención de una licencia municipal de actividad y en algunos casos del sometimiento a un procedimiento de evaluación de impacto ambiental. 2.2 ATMÓSFERA Las acerías generan durante su actividad emisiones a la atmósfera. Para conseguir una protección del medio ambiente existen una serie de obligaciones derivadas de la Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de protección del ambiente atmosférico y la Orden de 18 de octubre de 1976 de prevención y corrección de la contaminación atmosférica de origen industrial. 17

22 Libro Blanco. Escorias de acería Según esta Ley, las actividades se clasifican en función del potencial contaminante de las mismas en tres grupos: - Grupo A - Grupo B - Grupo C En concreto, dentro del sector de siderurgia encontramos actividades de grupo A, B y C: Sector Grupo A Grupo B Grupo C - Siderurgia integral - Producción de fundición de - Aglomeración de minerales hierro, hierro maleable y acero - Parque de minerales en hornos rotativos y cubilotes y - Producción de arrabio en hornos hornos de arco eléctrico, con altos capacidad de producción igual o - Baterías de coke en las plantas inferior a 10 toneladas métricas. siderúrgicas y fundiciones - Fabricación de ferroaleaciones - Acerías de oxigeno, incluidos en horno eléctrico cuando la los procesos LD, LDAC, potencia del horno sea igual o KALDO y similares inferior a 100 kw - Fabricación y afinado de acero - Tratamiento de escorias en convertidor con inyección de siderúrgicas aire, con o sin oxigeno, incluidos los convertidores Bessemer - Acerías Martin - Fabricación de acero en hornos de arco eléctrico de capacidad total de la planta superior a 10 tm - Fabricación de ferroaleaciones en horno eléctrico cuando la potencia del horno sobrepasa los 100 kw Siderurgia y fundición - Tratamientos térmicos de metales férreos y no férreos - Operaciones de moldeo y tratamiento de arenas de fundición y otras materias de moldeo - Hornos de conformado de planchas o perfiles Tabla 9: Actividades potencialmente contaminadoras de la atmósfera en el sector de siderurgia y fundición 18

23 Legislación medioambiental de aplicación en el sector Principales obligaciones - Cumplir límites de emisión. - Controles periódicos por parte de Entidades de Inspección y Control Reglamentario Acreditadas (ENICRES): * Foco emisor grupo A: cada dos años * Foco emisor grupo B: cada tres años * Foco emisor grupo C: cada cinco años - Autocontroles de las emisiones (foco emisor del grupo A: cada 15 días; grupo B: según indique el Departamento de Industria del Gobierno Vasco). - Llevar un libro registro sobre emisiones, incidentes, etc. Este libro debe estar debidamente sellado por el Departamento de Industria del Gobierno Vasco Notas prácticas - El industrial debe conocer en primer lugar el número y características de los focos emisores a la atmósfera. Una vez conocidos debe clasificar cada foco en: grupo A, grupo B, grupo C (ver Tabla 9). - El hecho de tener un foco grupo A, clasifica a la actividad como Actividad Potencialmente Contaminadora de la Atmósfera grupo A. Sin embargo, los controles a los que estén sometidos los focos depende de la clasificación de cada uno de ellos, no de la clasificación general de la actividad. - Preparar un libro registro donde conste, al menos, foco emisor, día, mediciones, posibles averías, etc. y llevarlo a las Oficinas Territoriales de la Dirección de Administración de Industria, Energía y Minas del Gobierno Vasco para que lo selle. 2.3 RESIDUOS INERTES O INERTIZADOS Los residuos inertes son residuos sólidos o pastosos que no experimentan transformaciones significativas (por ejemplo, no contienen materia orgánica degradable), no son Residuos Peligrosos (RP), y se generan en: 19

24 Libro Blanco. Escorias de acería - Determinadas actividades o procesos fabriles o industriales. Los residuos de estas actividades se denominan Residuos Industriales Inertes (ver Tabla 10). Los residuos inertizados son RP que han sido generados por gestores autorizados en procesos de inertización y han perdido el carácter de peligrosos. Tipo I Tipo II - Escorias de fabricación de acero - Escorias de fundición de hierro - Escorias de fusión del aluminio - Escorias de fusión de otros metales - Cenizas de combustión de combustibles sólidos y líquidos - Cenizas de combustión de residuos sólidos urbanos - Arenas de moldeo - Arenas de machos - Restos y desechos de materiales procedentes de las empresas de materiales para la construcción - Material refractario - Abrasivos - Restos de cal - Chatarras metálicas - Restos cerámicos o producidos por la industria cerámica en general - Vidrio - Plásticos o polímeros en forma de productos acabados, o no conformados, o desechos de producción - Envases de plásticos vacíos - Otros plásticos - Fibra de vidrio - Poliésteres en forma de productos acabados, o no conformados, o desechos de producción 20

25 Legislación medioambiental de aplicación en el sector Tipo I Tipo II - Cascarillas - Caucho y elastómeros - Catalizadores - Neumáticos - Restos de carbonato cálcico - Envases metálicos vacíos - Arenas de filtros - Lodos inorgánicos - Carbón activo no contaminado - Cenizas volantes - Polvos de depuración de humos - Polvos metálicos - Polvos no metálicos - Cenizas de combustión de combustibles para calefacción - Otros residuos de carácter inerte Tabla 10: Residuos industriales inertes 21

26 Libro Blanco. Escorias de acería Principales obligaciones - Los productores de Residuos Industriales Inertes deben inscribirse en el Registro de productores de residuos industriales inertes; solicitar carta de aceptación del residuo a Gestor Autorizado (titular del vertedero) antes de su envío; rellenar documento de control y seguimiento y enviar copia del mismo a la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco. - Los Gestores de Residuos Inertes deben solicitar autorización; enviar documento de aceptación de residuos; rellenar documentos de control y seguimiento y remitir copia a la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco. - Para los rellenos (más de m 3 ) se necesita autorización por parte de la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco Notas prácticas - Realizar un inventario de residuos. Identificar los Residuos Industriales Inertes. - Solicitar información sobre gestores autorizados por la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco. - Si el residuo tiene una temperatura superior a 50ºC, una humedad superior al 65% o está en autoignición, el vertedero no aceptará los residuos. - Si el contenido en aceites y grasas es elevado, aunque sea no peligroso para el medio ambiente no se aceptará. - Si el contenido en zinc es alto, no será aceptado en algunos vertederos como residuo inerte. 2.4 RESIDUOS PELIGROSOS Los residuos industriales generados durante el desarrollo de la actividad suelen contener elementos nocivos. Estos residuos, en función de la naturaleza o actividad que los genere, constituyentes y características de los mismos, pueden clasificarse como Residuos Peligrosos (RPs). Los productores de RPs están obligados a entregar los residuos a gestor autorizado. Algún tipo de RPs tiene además legislación específica: aceites usados, policlorobifenilos (PCBs) y policloroterfenilos (PCTs), pilas y acumuladores, amianto, etc. 22

27 Legislación medioambiental de aplicación en el sector PARTE A Residuos que están formados por: Sustancias anatómicas; residuos hospitalarios u otros residuos clínicos Productos farmacéuticos, medicamentos, productos veterinarios Conservantes de la madera Biocidas y productos fitofarmacéuticos Residuos de productos utilizados como disolventes Sustancias orgánicas halogenadas no utilizadas como disolventes, excluidas las materias polimerizadas inertes Sales de temple cianuradas Aceites y sustancias oleosas minerales (lodos de corte, etc) Mezclas aceite/agua o hidrocarburo/agua, emulsiones Sustancias que contengan PCB y/o PCT (dieléctricas, etc) Materias alquitranadas procedentes de operaciones de refinado, destilación o pirólisis (sedimentos de destilación, etc) Tintas, colorantes, pigmentos, pinturas, lacas, barnices Resinas, látex, plastificantes, colas Sustancias químicas no identificadas y/o nuevas y de efectos desconocidos en el hombre y/o el medio ambiente que procedan de actividades de investigación y desarrollo o de actividades de enseñanza (residuos de laboratorio, etc) Productos pirotécnicos y otros materiales explosivos Sustancias químicas y productos de tratamiento utilizados en fotografía Todos los materiales contaminados por un producto de la familia de los dibenzofuranos policlorados Todos los materiales contaminados por un producto de la familia de las dibenzo-para-dioxinas policloradas 23

28 Libro Blanco. Escorias de acería PARTE B Residuos que contengan cualquiera de los componentes que figuran en la lista de la siguiente Tabla y que estén formados por: Jabones, materias grasas, ceras de origen animal o vegetal Sustancias orgánicas no halogenadas no empleadas como disolventes Sustancias inorgánicas que no contengan metales o compuestos de metales Escorias y/o cenizas Tierra, arcillas o arenas incluyendo lodos de dragado Sales de temple no cianuradas Partículas o polvos metálicos Catalizadores usados Líquidos o lodos que contengan metales o compuestos metálicos Residuos de tratamiento de descontaminación (polvos de cámaras de filtros de bolsas, etc) excepto los incluidos en los dos puntos siguientes y los lodos de depuración no tratados o no utilizables en agricultura Lodos de lavado de gases Lodos de instalaciones de purificación de agua Residuos de descarbonatación Residuos de columnas intercambiadoras de iones Lodos de depuración no tratados o no utilizables en agricultura Residuos de la limpieza de cisternas y/o equipos Equipos contaminados Recipientes contaminados (envases, bombonas de gas, etc) que hayan contenido uno o varios de los constituyentes mencionados en la siguiente Tabla. Baterías y pilas eléctricas Aceites vegetales Objetos procedentes de recogidas selectivas de basuras domésticas Cualquier otro residuo que contenga uno cualesquiera de los constituyentes enumerados en la siguiente Tabla. Tabla 11: Categorías o tipos genéricos de residuos peligrosos, presentados en forma líquida, sólida o de lodos, clasificados según su naturaleza o la actividad que los genera Residuos que tienen como constituyentes: Berilio, compuestos de berilio Compuestos de vanadio Compuestos de cromo hexavalente Compuestos de cobalto Compuestos de níquel Compuestos de cobre Compuestos de zinc Arsénico, compuestos de arsénico Selenio, compuestos de selenio Compuestos de plata Cadmio, compuestos de cadmio Compuestos de estaño Antimonio, compuestos de antimonio Teluro, compuestos de teluro Compuestos de bario, excluido el sulfato bárico Mercurio, compuestos del mercurio Talio, compuestos del talio Plomo, compuestos del plomo Sulfuros inorgánicos Compuestos inorgánicos de flúor, excluido el fluoruro cálcico 24

29 Legislación medioambiental de aplicación en el sector Cianuros inorgánicos Los siguientes metales alcalinos o alcalinotérreos: Litio, sodio, potasio, calcio, magnesio en forma no combinada Soluciones ácidas o ácidos en forma sólida Soluciones básicas o bases en forma sólida Amianto (polvos y fibras) Fósforo; compuestos de fósforo, excluido los fosfatos minerales Carbonilos metálicos Peróxidos Cloratos Percloratos Nitratos PCB y/o PCT Compuestos farmacéuticos o veterinarios Biocidas y sustancias fitofarmacéuticas (plaguicidas, etc) Sustancias infecciosas Creosotas Isocianatos, tiocianatos Cianuros orgánicos (nitrilos, etc) Fenoles, compuestos fenólicos Disolventes halogenados Disolventes orgánicos excluidos los disolventes halogenados Compuestos organohalogenados, excluidas las materias polimerizadas inertes y las demás sustancias mencionadas en esta tabla Compuestos aromáticos, compuestos orgánicos policíclicos y heterocíclicos Aminas alifáticas Aminas aromáticas Éteres Sustancias de carácter explosivo, excluidas las ya mencionadas en la presente tabla Compuestos orgánicos de azufre Todo producto de la familia de los dibenzofuranos policlorados Todo producto de la familia de las dibenzo-para-dioxinas policloradas Hidrocarburos y sus compuestos oxigenados, nitrogenados y/o sulfurados no incluidos en la presente tabla Tabla 12: Residuos peligrosos según sus constituyentes 25

30 Libro Blanco. Escorias de acería Principales obligaciones para los productores de RPs. - Solicitar la autorización de productores de RPs ante la Viceconsejería de Medio Ambiente y realizar declaración anual de residuos en caso de que se produzcan más de kg/año. - En caso de que se produzcan menos de kg/año de RPs es conveniente la inscripción en el Registro de Pequeños Productores de RPs de la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco, puesto que exime de la obligación de la autorización de productores de RPs, así como de la realización de la declaración anual de RPs. - Solicitar documento de aceptación al gestor antes de enviarlos (guardar este documento durante 5 años). - Rellenar el documento de control y seguimiento (guardar este documento durante 5 años). - Entregar los residuos a transportistas y gestores autorizados. - En el plazo de cuatro años los productores de RPs deben realizar un estudio de reducción (minimización) de residuos y comprometerse a reducirlos en la medida de sus posibilidades. - No se pueden almacenar los residuos más de seis meses. - Mantener un registro de los RPs generados. - Seguir las normas de envasado, etiquetado y almacenamiento Notas prácticas - Solicitar listado de gestores autorizados a la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco o consultar el Catálogo de Reciclaje Industrial de la Comunidad Autónoma del País Vasco editado por IHOBE, S.A. - No mezclar residuos. - Los envases que hayan contenido RPs son también RPs. Asimismo, el serrín utilizado para contener derrames, los trapos, etc., son RPs. - Los productos peligrosos caducados son RPs. Solicitar al proveedor su retirada. - Pedir a los proveedores que recojan los envases usados. 2.5 RUIDO INTERNO Un aspecto fundamental a tener en cuenta cuando se habla de nivel acústico (ruido) es el impacto que se produce directamente sobre los trabajadores en planta. Por ello, es obligatorio realizar mediciones de los niveles sonoros alcanzados en el interior de la fábrica, con objeto de controlar este aspecto y adoptar las medidas correctoras adecuadas en caso de que sea necesario. 26

31 Legislación medioambiental de aplicación en el sector Principales obligaciones - Evaluación de exposición al ruido de los trabajadores. - Formación y/o información al trabajador. - Controles médicos periódicos. - Proporcionar y/o obligar al uso de protectores auditivos. - Archivar y registrar los datos de las evaluaciones, información a trabajadores, etc., durante 30 años Notas prácticas - En las nuevas adquisiciones de maquinaria solicitar información sobre el ruido que producen. - Ponerse en contacto con las Mutuas de Trabajo. 2.6 LICENCIA DE ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL Toda actividad necesita para su funcionamiento contar con una licencia de actividad otorgada por el Ayuntamiento del municipio en el que se ubique. Asimismo están sometidos al procedimiento de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) determinadas actividades, entre ellas las plantas siderúrgicas integrales y los establecimientos siderúrgicos comprendida la fundición, forjas, perfilados y laminados cuando se sitúen en su totalidad o en parte en zonas ambientalmente sensibles (dominio público marítimo-terrestre, dominio público-hidráulico, espacios naturales, etc.). La licencia de actividad la concede el Ayuntamiento donde está radicada la actividad, mientras que la evaluación de impacto ambiental depende de la Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco. 27