Spent foundry sand valorisation in construction sector through the validation of high-performance applications

Transcripción

1 Spent foundry sand valorisation in construction sector through the validation of high-performance applications PROJECT NO. LIFE15 ENV/ES/ Durango, 9 Noviembre 2017

2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO TÍTULO: Valorización de Arenas Residuales de Fundición en el Sector de Construcción mediante la validación de aplicaciones de altas prestaciones (LIFE ECO-SANDFILL) CONSORCIO DATOS ADMINISTRATIVOS Proyecto Ref.: LIFE15 ENV/ES/ Duración: 36M Fecha inicio: 01/07/2016 Presupuesto total: EUR 2,313,350 Financiación EU: EUR 1,343,488 DATOS DE CONTACTO Stakeholders 2

3 OBJETIVOS DEL PROYECTO Demostrar la viabilidad técnica, ambiental y económica del empleo de arenas residuales de fundición, debidamente acondicionadas, como áridos finos en construcción. Explorar las posibilidades de reutilizar las arenas residuales regeneradas en la propia fundición (fabricación moldes y machos), en sustitución de arena nueva. Avanzar hacia el vertido cero de arenas de fundición. 3

4 RESULTADOS ESPERADOS Eliminación impurezas (>90%) en arena: subproducto ambientalmente seguro. Integración de prototipo de instalación regeneradora de arena en una fundición. Valorización de aprox t arenas residuales en el País Vasco. Reutilización en fundición de la arena regenerada como sustitutivo de calidad de arena nueva en machos y moldes. Ejecución de obras piloto de construcción con sustitución (100%) de áridos finos vírgenes por arenas regeneradas (terraplenes, MBRC, morteros bombeables). Criterios y requisitos técnicos para uso de arenas de fundición regeneradas en obras de ingeniería civil (Buenas Prácticas). Protocolo de operación con arena regenerada en fundición. 4

5 ESTRUCTURA PROYECTO - CRONOGRAMA Acciones Preparatorias (2016) AJUSTE PROCESO REGENERACIÓN ESTUDIO TEÓRICO IMPACTO SOBRE INDUSTRIA EUROPEA CONSTRUCCIÓN & FUNDICIÓN Acciones de Implantación ( ) INTEGRACIÓN PROTOTIPO REGENERADOR EN FUNDICIÓN OBTENCIÓN ARENAS DE CALIDAD ESPECIFICADA EVALUACIÓN ECONÓMICA-AMBIENTAL PRELIMINAR DISEÑO Y EJECUCIÓN DEMOS CONSTRUCCIÓN Acciones de Seguimiento de Impacto de Proyecto ( ) MONITORIZACIÓN DEMOS EVALUACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA. REPLICABILIDAD, ESCALADO EVALUACIÓN AMBIENTAL (ACV) Acciones de Difusión ( ) Gestión de Proyecto ( ) 5

6 ESTADO AVANCE DEL PROYECTO Ajuste operación equipo vs características arenas residuales & calidad arena para aplicaciones Construcción-montaje prototipo integrado en circuito arenería de la fundición Nov 17: inicio producción arena regenerada para demos 6

7 USUARIO ARENAS REGENERADAS EN APLICACIONES DE FUNDICIÓN (1) FUNDICIÓN DE ACERO (1953) Beasain (GIPUZKOA) Fabricación piezas acero sector Cemento y servicios ingeniería TECNOLOGIAS DE MOLDEO CON ARENA Moldeo EN VERDE Moldeo QUÍMICO (Fenol-Isocianato) 7

8 USUARIO ARENAS REGENERADAS EN APLICACIONES DE FUNDICIÓN (2) GESTIÓN ARENA EN PLANTA (CIRCUITOS REGENERACIÓN) CIRCUITO RECUPERACION ARENA- Moldeo EN VERDE Regeneración MECÁNICA (criba vibrante, separador magnético, tamiz poligonal, enfriamiento y humidificación de la arena) Resultado: CIRCUITO RECUPERACION ARENA- Moldeo QUIMICO Regeneración PRIMARIA (Mecánica) Separación de CROMITA Regeneración SECUNDARIA (Térmica) Resultado: Arena de RELLENO: fabricación MOLDES arena SFS: destino VERTEDERO Arena Recuperable: ECOFOND Arena de RELLENO/CONTACTO: fabricación MOLDES SFS: destino VERTEDERO 8

9 1 DEMO FUNDICIÓN EN PROYECTO LIFE ECO-SANDFILL FABRICACIÓN DE MOLDES FABRICACIÓN DE MACHOS DESCRIPCIÓN EXPERIENCIA VALORIZACIÓN ARENA (1) Compra Claves uso arena regenerada ECO-SANDFILL: dosificación (%), granulometrías, propiedades (finos, PPC ) FUSION y COLADA DE PIEZAS : Validación CALIDAD (no aparición de defectos: arrastres de arenas, dartas...) Arena NUEVA (Contacto) Regeneración Prototipo TERMICA ECO-SANDFILL Regeneración Actual (PRIM +SEP CROM) Arena RELLENO Regeneración Actual + Proy ECO-SANDFILL ahora después ahora después ahora después ahora después moldes % < 10% 2-3 % 2-3 % - 2% 80-90% % machos 100% 0% 0% -?? N.A. N.A. 9

10 DESCRIPCIÓN EXPERIENCIA VALORIZACIÓN ARENA (2) ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ARENA MOLDEO QUÍMICO Parámetro MOLDES (1) MACHOS (2) Granulometría AFA = AFA = Finos 1-2% % Humedad % % PPC (LOI) 1-2% % ph Demanda ácido (1) fabricación MOLDES con arena (regeneración mecánica + sep. cromita) (2) Fabricación MACHOS: 100% arena nueva SILICE DU-32 10

11 FUNDICIÓN ANÁLISIS DE BARRERAS Y ESTÍMULOS PARA IMPLANTACIÓN (1) BARRERAS TÉCNICOS Puede exigir modificación proceso Recuperación arenas: problemas espacio, movimiento LOGÍSTICOS & ECONÓMICOS Consideración inversión No productiva /no core (mentalidad) Posición financiera débil: Equipos altos costes inversión / TIR elevados. ESTÍMULOS Tecnologías que podrían mejorar el comportamiento MA global de la empresa ( ACV) Ahorro en costes operativos: compras materias primas (arena nueva) y gestión residuos. Podría generar economía circular 11

12 FUNDICIÓN ANÁLISIS DE BARRERAS Y ESTÍMULOS PARA IMPLANTACIÓN (2) ADMINISTRATI VOS BARRERAS AAI: cambios instalación. Modificación (no sustancial) a comunicar a GoVa DE MERCADO Posición competitiva en clara desventaja frente a fundiciones de otros países (costes ambientales) ESTÍMULOS Regulación M.A.: Objetivos sobre depósito residuos N.P. en vertedero Mejora imagen social: empresa responsable M.A./socialmente Escasa oferta de Vertederos/Recicladores (públicos, privados): Coste alto & Localización. Incremento coste mat.primas (arenas y prod. qcos). Limitaciones extracción mat.primas 12

13 USUARIO ARENAS REGENERADAS EN APLICACIONES DE CONSTRUCCIÓN ACCIONA CONSTRUCCIÓN da soporte a una oferta integral que cubre toda la cadena de valor del negocio de Construcción, desde la ingeniería hasta la ejecución de las obras y su posterior mantenimiento, así como la gestión de concesiones de obras públicas, especialmente en el sector del transporte y la infraestructura social. Oportunidad: Múltiples elementos constructivos emplean arenas en su fabricación (firmes, hormigones, morteros, MBRC...) ACCIONA: experiencia en valorización RCDs en obra & proyectos I+D (nuevos materiales, simbiosis industrial ) 13

14 EXPERIENCIA VALORIZACION RCD S EN OBRA EXPERIENCIA EN VALORIZACIÓN RESIDUOS EN CONSTRUCCIÓN (1) 14

15 EXPERIENCIA EN VALORIZACIÓN RESIDUOS EN CONSTRUCCIÓN (2) PROYECTOS I+D EUROPEOS SIMBIOSIS INDUSTRIAL Programa: Horizonte 2020 Coordinador: ACCIONA Construcción Caso de estudio: valorización de cenizas volantes procedentes de la valorización energética de residuos papeleros (WPA) como nuevo conglomerante hidráulico de carreteras reemplazando a cal y cemento. 3 PILOTOS DEMOSTRACIÓN en entorno real para suelo estabilizado de tipo 2, 3 y suelo cemento en Aragón Programa: Horizonte 2020 Coordinador: ACCIONA Construcción Objetivo: Desarrollar y demostrar un nuevo modelo innovador de simbiosis industrial, hacia un enfoque de cero residuos, en las industrias de uso intensivo de recursos (cemento, acero, aluminio, vidrio, cerámico y construcción) de la cadena de valor de la construcción. 15

16 DESCRIPCIÓN EXPERIENCIA VALORIZACIÓN ARENA (1) 3 DEMOS CONSTRUCCIÓN EN PROYECTO LIFE ECO-SANDFILL ÁRIDO FINO para MORTERO FLUIDO ÁRIDO FINO para MATERIALES DE BAJA RESISTENCIA CONTROLADA MATERIAL GRANULAR para TERRAPLÉN Mediante la valorización de SFS, se conseguirá reemplazar arena natural en las 3 aplicaciones constructivas. Dosificaciones tipo para su fabricación: Arena (0/6) Cemento Agua Aditivo Mortero fluido 67% 22% 11% <1% MBRC 85% 10% 5% <1% Terraplén Arena asimilable a suelo tolerable según PG3. Debe cumplir con los valores de MO: < 2% (UNE ), yeso < 5% (NLT115) y SS <1% (NLT 114). Valores de compactación según PG3 debe cumplir compactación CBR>5 para coronación y CBR>3 para cimiento y núcleo. 16

17 DESCRIPCIÓN EXPERIENCIA VALORIZACIÓN ARENA (1) MATERIALES DE BAJA RESISTENCIA CONTROLADA 10 t arena max. 6 m 3 MBRC relleno de zanjas y huecos, trincheras y otros tipos de cavidades constructivos TAV Tramo Antzuola-Ezkio TERRAPLÉN 700 t arena max. 400 m 3 relleno terraplén ( Suelo Tolerable en relleno núcleo terraplén). Rampa de acceso vehículos, vertedero obra MORTERO FLUIDO 150 t arena max. 100 m 3 mortero En pavimento de aceras del túnel, cunetas, canalizaciones, etc. 17

18 EXPERIENCIA PILOTO EN PROYECTO (CAPV) AUTORIZACIÓN EXPERIENCIA PILOTO (GOVA) CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (1) MATERIAL RESIDUAL NO CONTEMPLADO EN LEGISLACIÓN APL. GEOTÉCNICAS: CONDICIÓN AMBIENTAL REF. VALORIZACIÓN ESCORIAS & RCDs APL. LIGADAS: SIN CONDICIÓN AMBIENTAL PRODUCTOS FABRICADOS RCDs 100x PG-3 Especificaciones materiales en aplicaciones UNE-EN (EHE 08) 100x Arena natural Arena fundición regenerada 18

19 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (3) SUELOS EN TERRAPLENES (APL. GEOTÉCNICAS, NO LIGADAS) Requisitos ambientales (CAPV): Ref. Orden 12/01/2015 RCDs & Decr. 34/2003 ESCORIAS Concentración contaminantes (metales, aniones, comp.orgánicos ) en arena valores límite VIE-B LEY 4/2015 prev./correc. contaminación suelo, s/uso que se vaya a dar a suelo Concentración contaminantes (metales, aniones ) en lixiviado valores límite en UNE-EN (RCDs) & Anexo III - Decr. 34/2003 (escorias) Especificaciones técnicas: PG-3 Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes. Parte 3. EXPLANACIONES Cap.III Rellenos - Art.330 Terraplenes Mat. Granulares (nat. o proc. ind.), # 20 >70% ó # 0,080 35% Clasificación tipos de suelos por características fcas.-qcas. & uso de tipos de suelos en cada zona del terraplén 19

20 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (3-1) 20

21 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (3-2) 21

22 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (2) ÁRIDOS EN MORTEROS FLUIDOS & MBRC (APL. LIGADAS) Requisitos ambientales (CAPV): APLICACIONES LIGADAS (C/AGLOM.HIDRÁULICOS): VALIDADAS AMB. Fin de Vida Producto Construcción fabricado (MORTERO, MBRC)= RCD ORDEN 12/01/2015 utilización de áridos reciclados procedentes valorización RCDs en APL. LIGADAS (C/AGLOM.HIDRÁULICOS): VALIDADAS AMBIENTALMENTE APL. NO LIGADAS:» Concentración contaminantes RCD valores límite VIE-B LEY 4/2015 prev. & correc contaminación suelo, s/uso que se vaya a dar al suelo.» Concentración contaminantes en lixiviado valores límite UNE-EN Especificaciones técnicas: NORMA UNE-EN Áridos para morteros que regula MARCADO CE MORTEROS (EHE 08 Instrucción dehormigón Estructural. Cap.VI MATERIALES) 22

23 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (2-1) 23

24 CONSTRUCCIÓN: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y AMBIENTALES (2-2) 24

25 TÉCNICOS CONSTRUCCIÓN ANÁLISIS DE BARRERAS Y ESTÍMULOS PARA IMPLANTACIÓN BARRERAS Variabilidad características SFS s/origen: Necesidad estudio individualizado en cada caso de aplicación ( garantizar cumplimiento parámetros normativa) Usuario árido: Necesario adaptar el proceso (Calidad & M.A.) de empresa para establecer Puntos de Inspección y cumplir con Plan de Gestión de Obra. Productor árido (fundición): disponer control de producción en fábrica para asegurar conformidad con requisitos Requiere material de aportación para su compactación y posible necesidad de encapsulamiento. ESTÍMULOS No cambia el proceso de fabricación Aplicaciones sin requisitos estéticos: temas estéticos (color) NO relevantes. Desviaciones % finos y distribución granulométrica SFS regenerada no excluyente (si se justifica experimentalmente prestaciones satisfactorias) No cambia formulación Si no hay problemas de reactividad con contaminantes, las propiedades se mantienen. Buenas características geométricas (mayor esfericidad, aporta buena trabajabilidad rellenos fluidos) 25

26 LOGÍSTICOS & ECONÓMICOS CONSTRUCCIÓN ANÁLISIS DE BARRERAS Y ESTÍMULOS PARA IMPLANTACIÓN BARRERAS ESTÍMULOS Obra: se necesitará una tolva extra para la arena regenerada. Puede suponer un problema en plantas pequeñas con pocas tolvas, ya que se inutiliza la de la arena. Fundición: implantar control de producción, segregación corrientes Utilización extra: como arena correctora de hormigón. Ahorro en materias primas y de gastos de gestión residuos (fundiciones: envío a obra en vez de a vertedero). Manipulación y transporte en obra igual que con arena natural. Necesidad estudios previos para ver su compactación, asientos que se pueden generar, erosionabilidad... No genera ahorros significativos en empleo de maquinaria y logística. Aumento de costes si es necesario encapsulamiento del material Ahorro de materias primas y de gastos gestión de residuos (fundiciones). No requiere un tratamiento logístico y de acopio en obra diferente al convencional. No necesita de maquinaria específica para su puesta en obra. 26

27 DE MERCADO ADMINISTRATIVOS CONSTRUCCIÓN ANÁLISIS DE BARRERAS Y ESTÍMULOS PARA IMPLANTACIÓN BARRERAS Falta de regulación/normativa sobre valorización de SFS Obtención de Autorización de Valorizadores de Residuos No Peligrosos Necesidad de calificación de las SFS como subproducto Sectorización del producto por el tipo de industria y su mercado (localización geográfica fundiciones, distancia a obra). Dependencia de suministro de SFS abundante sostenido en el tiempo y de calidad consistente para implantar en obra ESTÍMULOS Si se consigue la calificación de subproducto, únicamente necesitaría marcado CE y ficha de producto, como cualquier otro árido. Cumpliendo parámetros de norma, no se requerirían nuevos permisos para su uso Regulación M.A.: Objetivos sobre depósito residuos N.P. en vertedero Posibles aplicaciones futuras para las licitaciones. Impulso de la economía circular local. Generación de sinergias y oportunidades de mercado intersectoriales. Empleo de subproductos: cumplimiento política de sostenibilidad de ACCIONA 27

28 ESKERRIK ASKO! GRACIAS! Antonio Martínez Puche Iñaki García González