Secciones

El tratamiento de superfícies metálicas

La actividad de la industria dedicada al tratamiento de superficies metálicas consiste en recubrir superficies metálicas o plásticas mediante diferentes técnicas, con la finalidad de aumentar sus cualidades, como proteger las superficies contra la corrosión y el desgaste, variar su conductividad eléctrica, etc.

Aunque el abanico de tratamientos aplicados y de recubrimientos posibles es extenso, uno de los m√°s habituales es el de la galvanoplastia. √Čste es un proceso basado en la electrodeposici√≥n en el que se recubre la superficie a tratar de una capa de varias decenas de micras de un metal que aporta unas caracter√≠sticas deseadas. As√≠, tienen lugar procesos como el cromado, el niquelado, el cincado, el cobreado, el cadmiado, el esta√Īado, etc.

El procedimiento consiste en la inmersi√≥n de la superficie a tratar en un ba√Īo electrol√≠tico, de manera que los iones met√°licos presentes en la soluci√≥n se reducen sobre la superficie a recubrir.

Aunque se pueden hacer recubrimientos de muchos metales diferentes, los m√°s usuales son zinc, oro, n√≠quel, cobre y cromo, adem√°s del anodizado, que se fundamenta en la conversi√≥n de la superficie met√°lica en un recubrimiento de √≥xido insoluble, siendo el aluminio el material de anodizado utilizado m√°s com√ļn.

Tratamiento superficies metalicas

Estas actividades o tratamiento se pueden agrupar en dos grandes bloques:

1. Procesos de limpieza y preparado de superficies (desengrase, decapado, …)
2. Recubrimientos metálicos y obtención de acabados superficiales (electrodeposición, anodizado, inmersión,…)

Durante estos procesos de tratamiento se generan una gran cantidad de aguas residuales o efluentes de diversa composici√≥n, seg√ļn haya sido el tratamiento al que se han sometido las superficies met√°licas.

Se producen dos tipos de efluentes líquidos muy diferenciados:

a) efluentes con elevadas cargas contaminantes y relativamente poco volumen: es el caso de los ba√Īos de procesos saturados.
b) efluentes con baja carga contaminante pero producidos en gran volumen: generalmente en las operaciones de lavado.

La composición de los efluentes producidos en el sector de tratamiento de superficies metálicas, así como los objetivos y necesidades medioambientales de la empresa determinarán las tecnologías de tratamiento de aguas residuales y tratamiento de efluentes más adecuadas para su tratamiento.

Tratamientos

La naturaleza de la carga contaminante que incorporan dichos efluentes líquidos suele ser: DQO, aceites y grasas, tensioactivos, metales, alcalinidad, acidez, cianuro y sales, entre otras especies presentes en menor proporción.

Ante la complejidad de tratar estos efluentes, pueden plantearse dos alternativas de tratamiento:

Técnicas de separación y descontaminación

Tienen como finalidad eliminar la toxicidad y contaminaci√≥n del efluente y que √©ste pueda ser vertido al sistema p√ļblico de saneamiento o bien a cauce natural, ajustando los l√≠mites de vertido como:

Técnicas de concentración

Las técnicas de concentración como el vertido cero, reutilización del agua, obtención de subproductos tienen como objetivo dividir el efluente en dos corrientes, una de agua apta para su reutilización en el proceso, y otra de un residuo muy concentrado, preparado para ser gestionado externamente.

Las principales tecnologías son:

Los efluentes producidos en los distintos procesos tienen características muy diferentes. En función de estas características, suele existir una técnica más eficiente, específica, para cada caso.

Por ejemplo, para el efluente producido en la operaci√≥n de desengrase de las piezas a recubrir, las mejores t√©cnicas aplicables son la evaporaci√≥n al vac√≠o (con un periodo de retorno de la inversi√≥n de 4,5 a√Īos) y la electrocoagulaci√≥n (con un periodo de retorno de la inversi√≥n de 10 a√Īos); en el proceso de cobre cianurado se genera un efluente en el que la mejor t√©cnica de tratamiento tambi√©n es la evaporaci√≥n al vac√≠o y en el proceso de recubrimiento con la aleaci√≥n de cinc y n√≠quel se genera un efluente en el que su tratamiento m√°s eficiente y econ√≥mico es una oxidaci√≥n an√≥dica y una electr√≥lisis (con un periodo de retorno de la inversi√≥n de 7 a√Īos).

Por tanto, para cada efluente, en función de sus características y especificidades, la tecnología de tratamiento óptima puede variar.

Tecnologías

A continuaci√≥n, se hace un breve repaso de algunas de las tecnolog√≠as m√°s relevantes en el tratamiento de aguas residuales y efluentes en la industria metal√ļrgica:

Evaporación al vacío

Es ideal para la obtención de un vertido cero y puede aplicarse de forma independiente o en combinación con tecnologías de membranas.

Los sistemas por evaporaci√≥n permiten, entre otras aplicaciones, concentrar las aguas de enjuague de un lavado est√°tico haciendo posible, por un lado, la recuperaci√≥n del arrastre de forma ‚Äúconcentrada‚ÄĚ y, por otro, obtener un 95% de agua que puede reutilizarse en operaciones de enjuague.

Si no fuera mediante este sistema, sería muy limitada la utilización de los enjuagues estáticos como recuperaciones, siendo necesario su vaciado periódico y consecuente tratamiento del vertido.

Se emplea para una amplia variedad de efluentes, como es el caso de los generados en los procesos de desengrase o de recubrimiento de cobre cianurado, es la √≥ptima. Y, adem√°s, es la √ļnica t√©cnica eficiente y viable cuando todos los efluentes est√°n mezclados o s√≥lo se puede disponer de una √ļnica tecnolog√≠a de tratamiento para todo el efluente producido.

Se trata de la √ļnica tecnolog√≠a siempre eficiente y, en la mayor√≠a de los casos, la m√°s econ√≥mica -con un periodo de retorno de la inversi√≥n menor- es la evaporaci√≥n al vac√≠o.

Adem√°s, cuando los efluentes l√≠quidos no est√°n segregados, es la √ļnica t√©cnica viable. As√≠ sucede tambi√©n cuando la producci√≥n de los diferentes efluentes es espaciada en el tiempo (producci√≥n en discontinuo en funci√≥n de la demanda); en estos casos la empresa no suele poder disponer de un amplio abanico de t√©cnicas espec√≠ficas, las cuales suponen una cierta inversi√≥n econ√≥mica.

Cristalización y precipitación

Se aplican para la obtenci√≥n de un vertido cero (tratamiento del rechazo del evaporador), para recuperar materias valorizables y para regenerar soluciones de proceso, mediante la eliminaci√≥n de impurezas. Es aplicable a cualquier ba√Īo que presente alg√ļn tipo de contaminaci√≥n de una sal con un metal, siempre y cuando las sales contaminantes presenten una solubilidad limitada.

Electrodi√°lisis

Es un sistema de filtraci√≥n con un reducido coste de operaci√≥n, que permite recuperar entre un 80% y un 90% de sales. Se puede aplicar para la recuperaci√≥n de materias primas de los ba√Īos de proceso y para la regeneraci√≥n de ba√Īos de trabajo libres de iones.

√ďsmosis Inversa

Produce un agua que puede retornarse en circuito cerrado al proceso de enjuague y, por el otro, un concentrado de sales de n√≠quel que puede retornarse a los ba√Īos de proceso (90%-97%).

De esta manera, se consigue el ahorro de sales de n√≠quel y de otros componentes del ba√Īo, as√≠ como del agua de enjuague. Se puede aplicar sobre otros procesos tales como el latonado, cobreado, plateado, zincado, etc.

Tambi√©n se aplica para la regeneraci√≥n del agua de enjuague. En funci√≥n del caudal de rechazo, con el sistema de √≥smosis inversa puede obtenerse un agua de entre 100-500 őľS/cm. La t√©cnica es aplicable sobre el agua diluida de la mayor√≠a de los procesos, con excepci√≥n de ba√Īos muy oxidantes.

Resinas de Intercambio Iónico

Permiten la eliminaci√≥n de contaminantes met√°licos y la regeneraci√≥n del agua de enjuague, ya que retornan grandes cantidades de agua con una elevada calidad por su bajo contenido en iones. El sistema retorna el agua a la cuba de enjuague puesto que el dise√Īo de la instalaci√≥n funciona en circuito cerrado.

Los enjuagues recirculados con resinas de intercambio i√≥nico, seg√ļn la operaci√≥n a la que se destinen, pueden trabajar durante largo tiempo, a conductividades inferiores a 50 őľS/cm, en incluso, por debajo de 5 őľS/cm si se trata de enjuagues finales.

As√≠ pues, los principales retos ambientales a superar por parte de la industria de tratamiento de superficies son el elevado consumo de agua y la generaci√≥n de grandes vol√ļmenes de efluentes l√≠quidos.

Aunque éstos, en función de sus características, tienen una tecnología de tratamiento asociada como la más recomendable, no siempre es posible segregar todos los efluentes y tratar cada uno de forma individualizada con la tecnología óptima.