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Impactos de una cementera en el medioambienteTRANSCRIPT
JON ALMARAZ PARDO
CENTRO POLITÉCNICO EASO – CICLO GRADO SUPERIOR EN QUÍMICA
AMBIENTAL
Organización y Gestión de la Protección Ambiental
IMPACTOS DE LA INDUSTRIA CEMENTERA
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¿Qué es una cementera? …………………………………………………………. 3
¿Cómo funciona la cementera?........................................................................ 3
Fabricación de cemento……………………………………………………………. 4
Preparación de materias primas …………………………………………. 4
Cocción – el clinker ………………………………………………………… 6
Molienda del cemento ……………………………………………………... 7
Impactos en el medio ambiente…………………………………………………… 8
En aire……………………………………………………………………….. 8
En agua…………………………………………………………………….....9
En suelo…………………………………………………………………….....10
Fauna/ flora / paisaje ………………………………………………………..11
Conclusiones…………………………………………………………………………12
ÍNDICE
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¿QUÉ ES UNA CEMENTERA?
¿CÓMO FUNCIONA LA CEMENTERA?
1) Trituración 2) Prehomogeneización 3) Molienda Vertical 4) Homogeneización 5) Torre Intercambiador 6) Horno
7) Enfriador 8) Trituradora Clinker 9) Cadena Arrastre 10) Molienda Clinker
Es aquella empresa que se dedica a la fabricación de
cementos para la construcción. El cemento
es un conglomerante formado a partir de una mezcla
de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que
tiene la propiedad de endurecer al contacto con el agua.
Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea
una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se
endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada
hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe
hispano) o concreto (en México y parte de Sudamérica). Su
uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.
La planta de cemento incluye, principalmente, Trituradora de cemento y
equipos de molino de cemento utilizados en las líneas de producción de
cemento.
Una instalación integrada que prepara la mezcla de crudo, que se alimenta al
sistema de piro-procesamiento (horno), y luego muele el clinker del sistema del
horno de cemento en productos diversos.
El cemento terminado se almacena en grandes silos en el lugar o en bolsas
para el uso de pequeñas cantidades. La mayoría de las fábricas de cemento
tienen las canteras en las inmediaciones de suministro de la piedra caliza y
otras materias primas.
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11) Silos 12) Molienda Horizontal 13) Silos Cemento 14) Envasado 15) Silos 16) Transporte
FABRICACIÓN DE CEMENTO
La fabricación del cemento la podemos dividir en tres fases:
1- Preparación de las materias primas
2- La cocción – El clinker
3- Molienda – el cemento
Por lo tanto, en la primera fase hablaremos sobre el tipo de materias que se
extraen de las canteras y su preparación.
1- Preparación de materas primas
Extracción de las materias primas
Una cementera dispone generalmente de dos canteras:
Una cantera de caliza o marga rica en caliza
Una cantera de arcilla o de marga rica en arcilla
Una vez extraída la caliza, se procede a la preparación de la “harina cruda” o
“crudo”. Las materias primas están dosificadas con precisión para obtener una
composición muy homogénea.
Esta composición varía entre diferentes fábricas en función de la naturaleza de
sus yacimientos. Habitualmente la composición oscila en torno a:
Sílice (14%), alúmina (3,5%), carbonato de calcio (77%), óxido férrico (1 a 2%)
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Además de estos óxidos principales, suelen estar presentes: magnesina (1%),
manganeso, cromo, titanio (en trazas).
El óxido férrico junto con estos últimos dan al cemento su color gris habitual.
Debido al fenómeno de la descarbonatación (CaCO3 > CaO + CO2) y
dependiendo de la humedad natural de las materias primas, hacen falta entre
1600 y 1800 kg de productos de cantera para obtener 1000 Kg de clinker
Pórtland.
Para obtener una mezcla perfectamente homogénea de los constituyentes y
permitir reacciones posteriores, las materias primas han de ser molidas muy
finamente.
Los molinos que se emplean generalmente son los molinos rotatorios de bolas
y también se emplean los molinos de rodillos. En los primeros se emplean unas
bolas de acero que reduce a polvo el material y en el segundo, por la
compresión de unos rodillos reducen el material a polvo.
En la práctica, se utilizan tres métodos para la preparación del crudo:
La vía húmeda: que hoy en día no se usa.
La vía seca: en la que los productos de la
cantera son analizados, dosificados, secados,
molidos y homogeneizados. Se obtiene así una
“harina cruda” “crudo” que se almacena en
espera de su utilización.
La vía semi-seca: cuando la “harina cruda” o
“crudo” se transforma en “gránulos” por
humectación sobre un plato granulador
rotatorio, siendo entonces estos gránulos los
que se introducen al horno.
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2- Cocción – el clinker
La cocción de la masa se realiza a una temperatura cercana
a los 1450ºC. Se emplean, generalmente, hornos rotatorios
cilíndricos (que giran de 1 a 3 revoluciones por minuto) dentro
de los cuales el material avanza lentamente hacia la fuente
de calor (llama de carbón pulverizado, fuel o gas).
El consumo de energía calorífica es considerable entre 3200 y 4200 Kj por tonelada de
clinker producido.
Preparación del clinker
En el conjunto de la cocción y a medida que sube la temperatura, tienen lugar los
siguientes cambios físicos-químicos:
De 0 a 550ºC la eliminación progresiva del agua libre y del agua de
constitución de las materias primas.
De 550ºC a 900ºC descarbonatación de la caliza dando
CaO (cal viva) y CO2
De 900 a 1400ºC formación de las nuevas especies
minerológicas que constituyen el clincker, silicatos,
aluminatos y ferroaluminatos de calcio.
El clincker
El clincker se presenta en forma de bolas redondeadas de muy
diversos tamaños (hasta diámetros de 5-8cm) duras, de colorgris
oscuro para los cementos normales.
La composición media para los cementos grises es:
Silicato tricalcico (SiO2-3CaO) 50 a 65%
Silicato bicálcico (SiO2-2CaO) 15 a 20%
Aluminato tricálcico (Al2O3-3CaO) 5 a 15%
Ferroaluminato tetracálcico (Al2O3Fe2-4CaO) 5 a 10%
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La composición minerologica del clincker obtenido depende, no solamente de la
composición química del crudo, sino también de las condiciones de cocción en el
horno y de las condiciones del tratamiento térmico posterior (enfriamiento forzado con
aire).
3 Molienda-El cemento
El clincker se debe moler muy finamente con el yeso y las adiciones que
correspondan, para dar lugar al cemento. El cemento reacciona al contacto con el
agua produciendo compuestos que contienen elevadas prestaciones mecánicas allí
donde se emplee.
Los molinos de cemento son cilindricos, dispuestos
horizontalmente que rotan alrededor de su eje. Contienen unos
cuerpos moledores que son bolas y pequeños cilindros de acero
que, por impactos sucesivos, rompen los granos de clincker y
dan lugar, progresivamente a un material fino que es el cemento.
Unos dosificadores automáticos aseguran una proporción definida y constante de los
elementos que deben de entrar en la composición del cemento: clincker + yeso (5 a
7% destinado a asegurar la regularidad del fraguado) + productos de adición, cuando
correspondan (escoria de altos hornos, cenizas volantes, caliza, humo de síli ce).
La trituración precisa un importante consumo de energía: los motores de arrastre
alcanzan en nuestros días unas potencias superiores a 3000KW. Para un cemento
normal, la medida del consumo es de 40KW/hora por cada tonelada.
A la salida del molino, el cemento se transporta neumáticamente o mecánicamente
hacia los silos donde se almacena a la espera de ser expedido.
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Los contaminantes que produce la industria del cemento son:
Benceno, CO, CO2 (en la descarbonatación y quema de combustibles),
Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH), NOy (como NO2), SiO2, Pb,
Fluoruro, Asbesto, Cromo, Ruido.
Estos pertenecen al grupo de contaminantes que contaminan el aire y cada uno de
ellos pertenece al subgrupo que viene a continuación recogido en esta tabla:
Contaminantes Grupo Efecto (s)
Benceno Hidrocarburos aromáticos
Y compuestos orgánicos
volátiles.
Respirar altos niveles de
Benceno nos produce la
muerte y en una exposición
alta, reduce el número de
hematíes. También produce
leucemia y cáncer.
Monóxido de carbono (CO) Gases carbonosos Produce la muerte, si se
respira en niveles altos.
Dióxido de carbono (CO2) Gases carbonosos Se produce el ciclo de
Carbono, el efecto
invernadero (aumento de
CO2 en el aire, produce
calentamiento de la tierra), El
exceso de CO2 nos provoca
la muerte.
Hidrocarburos aromaticos
policiclicos (PAH)
Hidrocarburos aromáticos Produce mutaciones, cáncer,
teratogenia (tumores)
Dióxido de nitrógeno (NO2) Óxidos nitrosos Es un gas tóxico, irritante y precursor
de la formación de partículas
de nitrato. Estas llevan a la
producción de ácido y elevados
niveles de PM-2.5 (metales pesados)
en el ambiente. Produce daños en el
sist. Respiratorio.
IMPACTOS EN EL MEDIOAMBIENTE
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Sílice Otras partículas Se lanza a la atmósfera y
contamina el aire en grandes
cantidades.
Plomo Pb Otras partículas Son emitidas a la atmósfera
en forma de pequeñas
partículas que con la lluvia
ácida contamina el ambiente.
Y causan graves mutaciones.
Fluoruro
Fluoruro orgánico
Otras partículas y
compuestos orgánicos
volátiles.
Es altamente tóxico para la
atmósfera.
Asbesto Otras partículas Provocan cáncer con una
elevada mortalidad, debido a
su toxicidad. Por ello provoca,
cáncer y asbestosis.
Cromo Metales contaminantes En altas concentraciones
resulta tóxico, cancerígeno,
irrita la piel, los ojos y las
mucosas.
Ácido sulfúrico y clorhídrico Emisiones de sustancias
azufradas y malos olores
Emitidos a la atmósfera y en
contacto con las partículas de
agua forman la lluvia ácida.
Los contaminantes que produce la industria del cemento que contaminan el
agua son: las aguas de limpieza, que producen:
Aparición de fangos y flotantes: existen en las aguas residuales sólidos en suspensión de gran
tamaño que cuando llegan a los cauces naturales pueden dar lugar a la aparición de
sedimentos de fango en el fondo de dichos cauces, alterando seriamente la vida acuática a
este nivel, ya que dificulta la transmisión de gases y nutrientes hacia los organismos que viven
en el fondo.
Agotamiento del contenido en oxígeno: Cuando se vierten en las masas de agua residuos que
se oxidan fácilmente, bien por vía químico o por vía biológica, se producirá la oxidación con el
consiguiente consumo de oxígeno en el medio; De manera que destruirá la fauna y flora del
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entorno. Además, se desprenden malos olores como consecuencia de la
aparición de procesos bioquímicos anaerobios, que dan lugar a la
formación de compuestos volátiles y gases.
Daño a la salud pública: los vertidos de efluentes residuales a cauces
públicos, pueden fomentar la propagación de virus y bacterias patógenos
para el hombre.
Eutrofización: un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos propicia un
desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes; zoo y fitoplanton y
plantas superiores. Estas poblaciones acaban superando la
capacidad del ecosistema acuático, pudiendo llegar a desaparecer
la masa de agua.
Otros efectos: pueden ser muy variados y van a ser consecuencia
de contaminantes muy específicos, como valores de pH por encima
o por debajo de los límites tolerables, presencia de tóxicos que
afecta directamente a los seres vivos, etc.
Los contaminantes que produce la industria del cemento que contaminan el
suelo son: los residuos de cantera y residuos de la propia cementera.
Los residuos de cantera producen estos impactos:
1-Alteración superficial causada por los caminos de acceso, hoyos, fosas de prueba, y
preparación del sitio.
2-Polvo atmosférico proveniente del tráfico, perforación, excavación, y desbroce del sitio.
3-Ruido y emisiones de la operación de los equipos a diesel.
4-Alteración del suelo y la vegetación, ríos, drenajes, humedales, recursos culturales o
históricos, y acuíferos de agua freática.
5-Conflictos con los otros usos de la tierra.
Las preocupaciones ambientales incluyen la alteración del suelo, vegetación y ríos locales
durante la preparación del sitio; contaminación atmosférica proveniente de
la separación, concentración y procesamiento (polvo fugitivo y emisiones
de la chimenea); ruido del transporte, transferencia, trituración y molienda
del mineral; contaminación de las aguas superficiales por los derrames de
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los molinos y plantas de lavado; contaminación de las aguas freáticas
debido a las fugas de las pilas de relaves y piscinas de lama;
contaminación de los suelos, vegetación y aguas superficiales locales
debido a la erosión eólica e hídrica de las pilas de desechos;
eliminación de los desechos; impactos visuales; y conflictos en cuanto
al uso de la tierra.
Los residuos de la propia cementera producen estos impactos:
En las inmediaciones de las fábricas de cemento, si el mantenimiento de las instalaciones de
separación de polvo es insuficiente, los suelos pueden deteriorarse por el polvo que reciben.
En la fabricación del cemento se pueden introducir en el proceso elementos
traza con efectos potencialmente negativos sobre el medio ambiente, a
través de componentes de materia prima especiales, como mineral de
hierro, o actualmente también a través de materiales de
desecho combustibles, cada vez más utilizados. No obstante, estos
contaminantes son absorbidos casi totalmente en estado fundido por el
clinker de cemento, formando enlaces químicos y contrarrestando así su efecto contaminante.
Para evitar desde el principio posibles perjuicios con el uso como combustible de componentes
de materias primas especiales o de productos de desecho de otras industrias, es preciso
efectuar análisis de los elementos traza de relevancia ambiental como plomo (Pb), cadmio
(Cd), teluro (Tl), mercurio (Hg), cinc (Zn), que se depositan en el polvo de filtros. Llegado el
caso, debe impedirse la acumulación de contaminantes en el proceso con medidas técnicas
adecuadas, por ejemplo, la separación del polvo.
Los contaminantes que produce la industria del cemento que contaminan a la fauna/
flora/ paisaje son: los gastos de materiales y de energía.
La fábrica de cemento, necesitan materias primas que se encuentran a flor de
tierra, por lo que al extraerlas no se pueden evitar interferencias en el paisaje
circundante.
En la elección del emplazamiento de las fábricas de cemento, deben tenerse
en cuenta también los aspectos ambientales. Si se trata de emplazamientos en zonas
aprovechadas hasta entonces para la agricultura, han de considerarse posibles fuentes de
ingresos alternativas. Además del debido cumplimiento de las normas sobre gas de escape,
polvo, ruido y agua, hay que verificar las condiciones del terreno, la integración en el paisaje y
la infraestructura del emplazamiento. La infraestructura comprende, por ejemplo, suministro y
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posibilidades de vivienda para el personal femenino y masculino,
sistemas y volumen de tráfico, industrialización existente y
planificada de la zona.
En la producción de cemento se necesita alrededor de 1,6 t de
materia prima por cada tonelada de cemento, además de yeso,
consumiéndose en total 1,65 t aprox. de materia prima. En el consumo calculado de materia
prima no se ha tenido en cuenta el escombro, que varía mucho de un yacimiento a otro.
Los daños a la fauna y flora aparecen en los impactos al aire y al agua.
A continuación, explicare que tipos de impactos
ambientales produce la industria del cemento.
Los impactos que existen:
1) Impacto ambiental compatible.
2) Impacto ambiental moderado.
3) Impacto ambiental severo.
4) Impacto ambiental crítico.
De estos tipos de impactos, los que produce una
cementera son:
El impacto ambiental moderado: ya que su
recuperación no precisa de prácticas protectoras o
correctoras intensivas, y en el que la consecución de las condiciones ambientales
iniciales requiere cierto tiempo.
En caso de accidente en la cementera, el impacto en el medio ambiente sería, severo:
la recuperación de las condiciones del medio exige la adecuación de
medidas protectoras o correctoras, y en el que, aun con esas medidas,
aquella recuperación precisa un periodo de tiempo dilatado.
CONCLUSIONES RESUMEN DEL PROCESO DE
UNA CEMENTERA
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DENTRO DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES, LOS PODEMOS CLASIFICAR EN:
Impactos negativos: son aquellos impactos que suponen para el medio ambiente una
pérdida de valor naturalístico, estético-cultural, paisajístico, de productividad ecológica
y, en definitiva, un alejamiento significativo de su estado natural.
Impacto directivo: ya que tiene una incidencia inmediata sobre algún aspecto
ambiental, en el caso de la cementera, el terreno.
Impacto sinérgico: ya que se produce cuando el efecto conjunto de varios impactos
supone una incidencia ambiental superior al efecto suma de las incidencias
individuales contempladas de manera aislada.
Impacto a corto, medio y largo plazo: en el caso de la cementera tiene una incidencia
que se manifiesta, en un plazo de un año, o cinco, o más de cinco años. Sobre todo en
el impacto al aire y al suelo se aprecia este impacto a corto, medio y largo plazo.
Impacto irreversible: el impacto de la cementera a los ecosistemas es irreversible, es
decir, supone la imposibilidad o dificultad extrema de retornar a la situación previa al
cambio producido en el medio por el impacto.
Impacto recuperable: puede eliminarse ya sea por acción natural o bien por la acción
humana. En el caso de la cementera se puede eliminar el impacto por vía humana.
Impacto continuo: el impacto se presenta de forma permanente, como en el caso del
impacto al aire y al agua.
Por último tenemos el impacto moderado:
Es el que produce efectos sobre el medio que permiten la reversión al estado inicial
después de cierto tiempo. Es decir, cuando se cesa la actividad de la cementera, se
necesita un tiempo largo de (unos 5 años), para volver al estado inicial de no
contaminación.