Escorias de Acerias

5/17/2018 Escorias de Acerias - slidepdf.com

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Índice

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ÍNDICE 0. RESUMEN ......................................................................................................................7 1. INTRODUCCIÓN.........................................................................................................12 2. LEGISLACIÓN MEDIOAMBIENTAL DE APLICACIÓN EN EL SECTOR ...........17

2.1 INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................17

2.2 ATMÓSFERA................................................................................................................17 2.2.1 Principales obligaciones.....................................................................................19 2.2.2 Notas prácticas...................................................................................................19

2.3 RESIDUOS INERTES O INERTIZADOS .............................................................................19 2.3.1 Principales obligaciones.....................................................................................22 2.3.2 Notas prácticas...................................................................................................22

2.4 RESIDUOS PELIGROSOS................................................................................................22 2.4.1 Principales obligaciones para los productores de RPs.......................................26 2.4.2 Notas prácticas...................................................................................................26

2.5 RUIDO INTERNO ..........................................................................................................26 2.5.1 Principales obligaciones.....................................................................................27 2.5.2 Notas prácticas...................................................................................................27

2.6 LICENCIA DE ACTIVIDAD Y EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL.............................27 2.6.1 Principales obligaciones.....................................................................................28 2.6.2 Notas prácticas...................................................................................................28

2.7 DIRECTIVA IPPC.........................................................................................................28 3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO YGENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES ................................................................31

3.1 DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE FUSIÓN .................................................31 3.1.1 Oxidación...........................................................................................................32 3.1.2 Defosforación.....................................................................................................33 3.1.3 Formación de escoria espumosa ........................................................................33

3.2 DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE AFINO...................................................33 3.2.1 Desoxidación .....................................................................................................34 3.2.2 Desulfuración.....................................................................................................34 3.2.3 Control de Nitrógeno, Hidrógeno y Oxígeno ....................................................35 3.2.4 Descarburación ..................................................................................................35 3.2.5 Metalurgia de inclusiones ..................................................................................35

3.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE ACERO EN HORNO DE ARCO

ELÉCTRICO ..........................................................................................................................35 3.4 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE HORNO-CUCHARA ......................................................37 3.5 GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES ....................................................................39

4. PRODUCCIÓN LIMPIA EN LAS ACERÍAS..............................................................40 4.1 ESCORIAS....................................................................................................................41 4.1.1 Factores que influyen en la formación de escorias espumosas..........................42

4.1.1.1 Contenido de FeO en la escoria negra ...........................................................42 4.1.1.2 Basicidad de la escoria...................................................................................43 4.1.1.3 Volumen de alimentación de oxígeno............................................................43 4.1.1.4 Tipo de carbón utilizado ................................................................................45 4.1.1.5 Eficiencia del arco eléctrico...........................................................................45

4.1.2 Medidas de Producción Limpia .........................................................................46 4.1.2.1 Cribado de la chatarra ....................................................................................47 4.1.2.2 Optimización del proceso de formación de escoria negra .............................48

4.1.3 Análisis de prerreducidos...................................................................................50 4.2 OTROS RESIDUOS GENERADOS ....................................................................................50



Libro Blanco. Escorias de acería

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4.2.1 Polvos de acería................................................................................................. 50 4.2.1.1 Medidas de Producción Limpia..................................................................... 51

4.2.2 Refractarios........................................................................................................ 52 4.2.2.1 Medidas de Producción Limpia..................................................................... 53

4.3 TENDENCIA DE LA ACTUACIÓN MEDIOAMBIENTAL DEL SECTOR CARA AL FUTURO ..... 53

4.3.1 Emisiones atmosféricas ..................................................................................... 53 4.3.2 Residuos generados ........................................................................................... 54 4.3.3 Impacto acústico................................................................................................ 55 4.3.4 Efluentes líquidos .............................................................................................. 55 4.3.5 Afección a suelos............................................................................................... 56

5. RECICLAJE DE ESCORIAS ....................................................................................... 57 5.1 CRITERIOS MEDIOAMBIENTALES PARA LA VALORIZACIÓN DE LAS ESCORIAS DE ACERÍA

EN DIFERENTES APLICACIONES ........................................................................................... 57 5.1.1 Incorporación de las escorias a la composición del suelo ................................. 57 5.1.2 Usos permitidos de las escorias......................................................................... 57

5.2 ALTERNATIVAS DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS................. 59 5.2.1 Explanadas, bases y sub-bases de carretera....................................................... 59

5.2.1.1 Aspectos medioambientales .......................................................................... 59 5.2.1.2 Aspectos técnicos .......................................................................................... 61 5.2.1.3 Estimación de utilización en explanada, bases y sub-bases de carretera(CAPV)...................................................................................................................... 62

5.2.2 Capa de rodadura............................................................................................... 63 5.2.2.1 Aspectos medioambientales .......................................................................... 63 5.2.2.2 Aspectos técnicos .......................................................................................... 65 5.2.2.3 Estimación de utilización en capa de rodadura (CAPV) ............................... 67 5.2.2.4 Tramo de prueba en capa de rodadura........................................................... 68

5.2.3 Utilización en cementera de escorias negras ..................................................... 70 5.2.3.1 Aspectos medioambientales .......................................................................... 70 5.2.3.2 Aspectos técnicos .......................................................................................... 72 5.2.3.3 Estimación de utilización en cementera (CAPV).......................................... 72

5.2.4 Utilización en cementera de escorias blancas.................................................... 73 5.2.4.1 Aspectos medioambientales .......................................................................... 73 5.2.4.2 Aspectos técnicos .......................................................................................... 74 5.2.4.3 Estimación de utilización en cementera (CAPV).......................................... 75

5.3 INFLUENCIA DEL ENFRIAMIENTO Y VERTIDO DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS

POSIBILIDADES DE REUTILIZACIÓN...................................................................................... 75 6. COMPROBACIÓN DE LAS POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN Y RECICLAJE

DE ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS.................................................................... 77 6.1 POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN DE LAS ESCORIAS .................................................. 77 6.2 POSIBILIDADES DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS ......................................................... 78 6.3 EMPRESA A: ACERÍA DE ACERO COMÚN..................................................................... 82

ANEXO I: ANALÍTICA REALIZADA SOBRE LAS ESCORIAS NEGRAS DE 11ACERÍAS VASCAS ............................................................................................................. 84 ANEXO II: ASPECTOS TÉCNICOS ANALIZADOS SOBRE LAS ESCORIAS ............. 89 ANEXO III: ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES. METODOLOGÍA EMPLEADAPARA LA OBTENCIÓN DE LOS VALORES LÍMITE PROPUESTOS........................... 95 ANEXO IV: RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CONTROL DE EVALUACIÓNDEL TRAMO DE PRUEBA REALIZADO CON ESCORIAS DE HORNO DE ARCO

ELÉCTRICO....................................................................................................................... 105



Índice de Tablas

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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 unaescoria 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 12457 (procedimiento C), yresultados 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 12457 (procedimiento C), en el

caso que se considere un espesor de capa igual a 1 cm, y resultados obtenidos deensayar 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 833/75..................70




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Tabla 35: Análisis elemental de las muestras de clinker recogidas....................................... 71 Tabla 36: Valores límite para el caso de la utilización de una capa de escorias igual a 1 cm

.......................................................................................................................................71 Tabla 37: Resultados del ensayo de lixiviación europeo realizado sobre las muestras de

cemento..........................................................................................................................71

Tabla 38: Determinación analítica de las escorias blancas.................................................... 73 Tabla 39: Valores de resistencia del clinker.......................................................................... 74 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..................84 Tabla 42: Parámetros químicos (humedad, pH y cal libre) de las escorias ensayadas.......... 84 Tabla 43: Contenido en carbono y azufre en las escorias ensayadas ....................................84 Tabla 44: Contenido en aniones de las escorias ensayadas ................................................... 84 Tabla 45: Compuestos orgánicos presentes en las escorias muestreadas.............................. 84 Tabla 46: Compuestos mayoritarios presentes en las escorias ensayadas............................. 84 Tabla 47: Elementos traza presentes en las escorias ensayadas ............................................ 85 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 ........................................85 Tabla 49: Resultados del ensayo de disponibilidad realizado sobre las escorias muestreadas

.......................................................................................................................................86 Tabla 50: Resultados del ensayo de disponibilidad en condiciones oxidativas realizado sobre

las escorias muestreadas ................................................................................................ 87 Tabla 51: Resultados del ensayo a pH estático realizado sobre las escorias muestreadas a pH

= 11................................................................................................................................ 87 Tabla 52: Resultados del ensayo de pH estático realizado sobre las escorias muestreadas a

pH = 8 ............................................................................................................................ 88 Tabla 53: Resultados obtenidos del ensayo prEN 12457 (procedimiento C) realizado sobre

las escorias muestreadas ................................................................................................ 88 Tabla 54: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser clasificadas (sin

machaqueo).................................................................................................................... 89 Tabla 55: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser machacadas y clasificadas

.......................................................................................................................................89 Tabla 56: Granulometrías de la fracción 6-12 mm después de ser clasificadas (sin

machaqueo).................................................................................................................... 89 Tabla 57: Granulometrías de la fracción 6-12 mm después de ser machacadas y clasificadas

.......................................................................................................................................90 Tabla 58: Granulometrías de la fracción 12-25 mm después de ser clasificadas (sin

machaqueo).................................................................................................................... 90

Tabla 59: Granulometrías de la fracción 12-25 mm después de ser machacadas yclasificadas .................................................................................................................... 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 12-18 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias

.......................................................................................................................................91 Tabla 63: Resultados del ensayo de durabilidad ................................................................... 91 Tabla 64: Indice de lajas y agujas de las distintas fracciones de las escorias muestreadas... 94 Tabla 65: Coeficientes de forma de las distintas fracciones de las escorias muestreadas..... 94 Tabla 66: Comparación de la composición de las escorias con los valores de referencia de

los suelos de la CAPV ................................................................................................... 95

Tabla 67: Valores de inmisión debidos a las escorias en el plazo de tiempo de 100 años, yvalores de inmisión de un suelo natural en el mismo plazo ........................................100



Índice de Tablas

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Tabla 68: Valores de inmisión de las escorias corregidos con la inmisión propia del suelo.....................................................................................................................................101

Tabla 69: Valores de inmisión máxima calculados a partir de los valores de referencia delsuelo.............................................................................................................................102

Tabla 70: Valores de referencia y cambios admisibles en la composición del suelo para los

elementos bario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos....................................103 Tabla 71: Valores límite para el ensayo prEN 12457 (procedimiento C) que no deben

superar las escorias a la hora de proceder a su gestión................................................103 Tabla 72: Valores límite para el caso de la utilización de escorias en mezclas bituminosas

.....................................................................................................................................104 Tabla 73: Características Marshall de las muestras obtenidas durante el extendido...........106 Tabla 74: Granulometría de extracción de áridos................................................................107 Tabla 75: Inmersión-Compresión de muestras tomadas durante el extendido ....................107 Tabla 76: Testigos extraidos del tramo experimental de prueba .........................................107 Tabla 77: Valores obtenidos en el ensayo del Círculo de Arena .........................................116 Tabla 78: Valores obtenidos con el péndulo TRRL.............................................................117 Tabla 79: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con

escoria ..........................................................................................................................118 Tabla 80: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con

ofita ..............................................................................................................................119 Tabla 81: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián).

Aglomerado con escoria. .............................................................................................119 Tabla 82: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián).

Aglomerado con ofita ..................................................................................................120 Tabla 83: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo de

escorias.........................................................................................................................120 Tabla 84: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo

con ofita .......................................................................................................................121




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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 ................................ 14 Figura 3: Producción de acero en varios países europeos durante el año 1997..................... 15

Figura 4: Esquema general de un horno de arco eléctrico.....................................................36 Figura 5: Diagrama del proceso de fabricación del acero ..................................................... 41 Figura 6: Efecto del consumo de oxígeno en la fabricación del acero ..................................44 Figura 7: Eficiencia de la transferencia energética mediante arco directo ............................ 46 Figura 8: Esquema de las diferentes partes de una carretera ................................................. 58 Figura 9: Valores del Coeficiente de Pulido Acelerado (CPA)............................................. 66 Figura 10: Valores del Coeficiente de desgaste de Los Angeles........................................... 66 Figura 11: Valores del ensayo de adhesividad Riedel-Weber............................................... 67 Figura 12: Pasos a seguir por el acerista para poder reutilizar las escorias negras y las

escorias blancas ............................................................................................................. 78 Figura 13: Pasos a seguir por el valorizador para aplicar las escorias negras en cualquiera de

las alternativas de reciclaje presentadas ........................................................................ 80 Figura 14:Representación de los resultados del ensayo de durabilidad ................................ 91 Figura 15: Máximos hinchamiento obtenidos para las escorias muestreadas según la norma

ASTM-D-4792-95 .........................................................................................................92 Figura 16: Hinchamiento en arenas ....................................................................................... 92 Figura 17: Grado de envejecimiento de la fracción 5-10 de las escorias muestreadas ......... 93 Figura 18: Grado de envejecimiento de la fracción 10-20 de las escorias muestreadas ....... 93 Figura 19: Medición realizada con fecha 02.03.98. Sentido San Sebastián (rodadas derecha e

izquierda).....................................................................................................................112 Figura 20: Medición realizada con fecha 10.12.98. Sentido San Sebastián (rodadas derecha e

izquierda).....................................................................................................................113 Figura 21: Medición realizada con fecha 02.03.98. Sentido Vitoria (rodadas derecha e

izquierda).....................................................................................................................114 Figura 22: Medición realizada con fecha 10.12.98. Sentido Vitoria (rodadas derecha e

izquierda).....................................................................................................................115 Figura 23: Punto nº 1 Escoria-dirección Vitoria .................................................................121 Figura 24: Punto nº 3 Escoria-dirección Vitoria .................................................................122 Figura 25: Punto nº 18 Escoria-dirección SS ...................................................................... 122 Figura 26: Punto nº 20 Escoria-dirección SS ...................................................................... 123 Figura 27: Punto nº 31 Ofita-dirección Vitoria ................................................................... 123 Figura 28: Punto nº 35 Ofita-dirección SS .......................................................................... 124



Resumen

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0. RESUMEN

La Comunidad Autónoma del País Vasco está altamente especializada en industrias básicasy transformadoras especialmente en el sector metálico, por lo que presenta la estructura deuna región de tradición industrial. Los comienzos de esta industrialización estánestrechamente relacionados con el desarrollo de la siderurgia habiéndose iniciado esteproceso en 1870.

A partir de 1920 las acerías del País Vasco han ido sustituyendo los hornos Siemens yconvertidores L/D por hornos de arco eléctrico, al permitir estos últimos fabricar cualquiertipo 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 delacero producido en la Comunidad Autónoma del País Vasco se fabrica en hornos de arcoeléctrico.

Un total de 14 acerías fabrican 5,2 millones de toneladas anuales de acero que suponen un38% de la producción del Estado Español. La mayor parte del acero fabricado es acerocomún, siendo mínimo el acero inoxidable que se produce en la CAPV.

Tipo de acero Producción (tm/a) % producción Acero común 3.640.000 70 % Acero especial 1.476.800 28,4 % Acero inoxidable 83.200 1,6 % TOTAL 5.200.000 100%

Tabla 1: Producción de los diferentes tipos de acero en la CAPV (1997)




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El acero se puede obtener a partir de dos materias primas fundamentales, el arrabio obtenidoen horno alto y la chatarra de acero.

Estas dos materias primas condicionan el proceso de fabricación. En líneas generales, parafabricar 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 lasespecificaciones establecidas, pasa necesariamente por un estricto control del proceso entodas sus fases, empezando por llevar una óptima supervisión de las chatarras y otrasmaterias primas cargadas en el horno.

Las etapas básicas de la fabricación del acero en el horno eléctrico son la fusión de laschatarras 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 enla que se acumulan todas las impurezas. La etapa de afino incluye la desoxidación quepermite eliminar los óxidos metálicos del baño, la desulfuración y la descarburación delacero.

La fabricación de acero genera una serie de residuos procedentes del proceso y de ladepuración de humos como son las escorias negras y blancas, los polvos de acería y losrefractarios.

Tipo residuo Proceso de origen Calificaciónresiduo

Generaciónrelativa

kg/Tm acero

Generación enCAPV (Tm/a)

Escoria negra fusión inerte 110-150 660.000 Escoria blanca afino inerte 20-30 175.000 Polvo de acería ... peligroso 18-28 80.000 Refractario ... inerte 4-10 36.400 Electrodo ... inerte 1,3-2 7.800

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 comoson los ruidos en la etapa de fusión, la generación de aguas residuales de refrigeración, lageneración 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 impactosambientales por:

- Búsqueda de las posibilidades de reutilización de los residuos de escorias y polvos deacería 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 defusión



Resumen

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- Aprovechamiento del poder calórico de los humos de escape para precalentar la chatarra yreducir el consumo energético

El Libro Blanco de Minimización y Reciclaje de Escorias de acería se centra básicamente enevaluar 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 dearco eléctrico.

Aún y cuando existen posibilidades puntuales de minimización en origen de las escorias deacería, residuos inertes con altos contenidos de cal, sílice, hierro y magnesio, las alternativasreales de solución se centran en las diferentes vías de valorización de estos residuos.

Escoria Negra (%) Escoria Blanca (%)CaO: 27-37 Calcio: 34,5SiO2: 11-25 Silicio: 11,7FeO: 3-25 Hierro: 3,2

Fe2O3: 2-22 Magnesio: 8,1MgO: 4-11 Aluminio: 2,7Cr2O3: 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 lachatarra, la optimización del proceso de formación de escoria negra (incluido la menoradición de cal) y el análisis de prereducidos son aplicables únicamente en situacionespuntuales debido a que las condiciones de operación habituales en la actualidad en lasacerías vascas, en las que se prima la productividad acortando al máximo las diferentesetapas 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 deescorias de acería es precisamente la presentación de todas las alternativas operativas dereciclaje de las escorias negras y de las escorias blancas, realizando para cada caso unavaloración detallada, tanto desde el punto de vista técnico como medioambiental e inclusoeconómico. Asimismo, se indican con más detalle los pasos a dar, tanto por el propiogenerador como el valorizador de las escorias a la hora de aplicar este subproducto encualquiera 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 experienciasrealizadas a escala industrial, como es su utilización en cementera en sustitución de lamarga. Esta alternativa no presenta ningún tipo de impactos de carácter medioambiental.

Las escorias negras tienen tres alternativas de valorización cuya validez técnica, económicay medioambiental ha sido confirmada en experiencias de demostración a gran escala en laCAPV 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 procesode fabricación del clinker. Esta vía de reciclaje no presenta restricción alguna ni desde el




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aspecto medioambiental ni desde el aspecto técnico, aún y cuando hace necesario unpretratamiento 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, esdecir, 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 testde lixiviación prEN 12457. Teniendo en cuenta criterios internacionales así como losvalores específicos desarrollados en la CAPV para la protección del suelo esta utilización delas escorias debe cumplir los límites establecidos para Cadmio y Selenio. Desde el punto devista técnico, la escoria debe cumplir que el resultado del test de hinchamiento no seasuperior 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 consiguienteseguimiento 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 nodeben superar los límites de concentración según el test prEN en una serie de sustanciascomo los metales pesados Bario, Cadmio, Cromo, Molibdeno, Níquel, Plomo, Selenio,Vanadio y Cinc, así como de sulfatos y fluoruros. Asimismo, el espesor máximo de materialcon escorias de acería, en caso de utilizar esta alternativa, en ningún caso debe superar los0,7 m.. Desde el punto de vista técnico el hinchamiento no debe superar el 0,5% y debeasegurarse una granulometría fija por medio de un pretratamiento de cribado.

Vía reciclaje LimitacionesMedioambientales

Limitaciones técnicas Pretratamientosnecesarios

Explanada, bases y sub-

bases de carretera

Contenido Ba, Cd, Cr,

Mo, Ni, Pb, Se, V, Zn,SO4

-2, F-

Espesor máximo: 0,7 m.

Hinchamiento < 0,5% Separación de la fracción

metálica, machaqueo yclasificación

Capa de rodadura Contenido Cd, Se Hinchamiento < 0,5% Separación de la fracciónmetálica, machaqueo yclasificación

Fabricación de cemento(escoria negra)

ninguna Ninguna Separación de la fracciónmetálica y machaqueo

Fabricación de cemento(escoria blanca)

ninguna Ninguna Separación de la fracciónmetálica

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 lasdiferentes vías de reciclaje son capaces de absorber casi el 100% del total de escoriasde acería generadas en nuestra Comunidad Autónoma. El balance económico de lagestión de escorias para las acerías puede considerarse aceptable al mantenerseprácticamente similares los costes de valorización frente a los costes de no valorización,siempre y cuando los vertederos de las propias acerías estén debidamente legalizados.



Resumen

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COSTES DE VALORIZACIÓN COSTES DE NO VALORIZACIÓN Capacidad de

absorción(tm/año)

Transporte(pts/tm)

Pretratamiento(pts/tm)

Analítica(pts/tm)

Depósito envertedero(pts/tm)

Coste materiaprima

convencional(pts/tm)

Vertedero propio≈ 200 Explanada,bases y sub-bases decarretera

327.600 ≈ 600 (radiode 50 km) 400 54

Vertedero: 400-800

Calizas: 1.000

Vertedero propio≈ 200

Capa derodadura

274.400 ≈ 600 (radiode 50 km)

400 31

Vertedero: 400-800

Calizas: 1.000


Fabricación decemento(escoria negra)

85.000 ≈ 600 (radiode 50 km)

400 -

Vertedero: 400-800

Cascarilla: 900


Fabricación decemento(escoriablanca)

100.000 ≈ 600 (radiode 50 km)

- -

Vertedero: 400-800

Marga: 150

Tabla 5: Balance económico y capacidades de absorción de las diferentes alternativas de reciclaje deescorias en la CAPV

A modo de conclusión, cabe destacar finalmente tres de las ventajas que presenta elreciclaje de escorias de acería como materia prima secundaria. En primer lugar se reduce elconsumo de recursos naturales en las explotaciones de canteras de las calizas naturales, ensegundo lugar se gana espacio en los escasos vertederos de inertes existentes en laComunidad Autónoma del País Vasco y por último, se pone en marcha una dinámica de

cambio de mentalidad que permitirá nuevas actuaciones ambientales orientadas a laProducción Limpia en el sector de la fabricación de acero.




12

1. INTRODUCCIÓN

Según la Norma Española UNE 36.001-73, se define como acero al “producto férreo,generalmente apto para la conformación en caliente, en el que el contenido en carbono semantiene inferior al que corresponde al límite de saturación de la austenita con excepciónde ciertos aceros de alto contenido en cromo, en los que el carbono puede ser superior alcitado límite”.

La producción de acero en la CAPV se remonta en sus orígenes a mediados del siglopasado, pero su fabricación a partir de la chatarra en hornos de arco eléctrico no comenzóhasta 1904.

La principal materia prima empleada para la fabricación de acero en horno eléctrico es lachatarra de hierro dulce o acero. Como elementos de adición auxiliares se cargan también enlos 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 delproceso 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 formadosfundamentalmente por hierro y carbono. El grupo de los aceros al carbono, de

construcción, está formado por aceros cuyas composiciones oscilan entre los siguienteslímites:

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 sucomposición entre límites muy estrechos y contenidos de azufre y fósforo en generalmenores 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 losaceros, aumentando o disminuyendo la templabilidad, la dureza, la maquinabilidad, etc.Dentro de este grupo entran los aceros inoxidables, que son aceros resistentes a lacorrosión atmosférica, a los ácidos y álcalis y también a la oxidación a temperaturas nomuy elevadas. En la composición de los aceros inoxidables el porcentaje de cromopuede llegar hasta el 24%.

En las acerías de la Comunidad Autónoma del País Vasco la producción se centra en aceroscomunes y aceros especiales, siendo mucho menor la producción de aceros inoxidables. Lasacerías han ido sustituyendo paulatinamente sus hornos Siemens, donde se obtenían aceros



Introducción

13

comunes, por hornos eléctricos donde se pueden fabricar aceros al carbono y aleados. Portanto, 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: unadenominada metalurgia primaria (en adelante se denominará como etapa de fusión) dondese 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 comoetapa de afino), donde se producen las operaciones de ajuste o afino de la composición delacero 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, denominadasrespectivamente escoria “negra”, por su color oscuro debido al contenido en óxido ferroso, yescoria “blanca”, por su color blanquecino.

El sector siderúrgico de la CAPV se encuentra representado por catorce acerías queproducen al año más de 5 millones de toneladas de acero común y especial, incluido aceroinoxidable.

Figura 1: Localización de las acerías situadas en la Comunidad Autónoma del País Vasco




14

Territorio Histórico Producción acero (tm) Araba 625.000 Bizkaia 2.225.000 Gipuzkoa 2.350.000 Total 5.200.000

Tabla 6: Producción de acero en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos)

Araba12%

Bizkaia

43%

Gipuzkoa45%

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 aceroespecial, existen algunos casos en los que el análisis exhaustivo de los productos fabricadoso del procedimiento de fabricación utilizado llevan a la conclusión de que tal distribución noes del todo cierta, por no existir una frontera nítida entre las empresas fabricantes de aceroscomunes y las de aceros especiales.

Asimismo, es importante indicar, tal y como se observa en la siguiente tabla, la relevanciadel sector en la CAPV comparándola con otros países europeos:



Introducción

15

45

25,8

19,8 18,5

10,88,5

6,6 5,2 5,12,6

0

5

10

15

20

25

30

3540

45

50

A l e m a n i a

I t a l i a

F r a

n c i a

R e i n o

U n i d

o

B é l g

i c a

E

s p a ñ

a

P a í s e s

B a j o

s C A

P V S u i z a

L u x e m

b u r g

o

Mtm

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 660.000tm de escorias negras y unas 175.000 tm de escorias blancas, las cuales se desglosan de lasiguiente forma a nivel de Territorios Históricos:

Territorio Histórico Generación escorias negras (tm) Araba 70.000

Bizkaia 265.000 Gipuzkoa 325.000 TOTAL 660.000

Tabla 7: Generación de escorias negras de acería en la CAPV durante el año 1997 (datos estimativos)

Territorio Histórico Generación escorias blancas (tm) Araba 30.000

Bizkaia 75.000 Gipuzkoa 70.000 TOTAL 175.000

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 envertedero, bien sea propio de cada empresa, mancomunado o privado.

Recordando que la cantidad total de escorias generadas en la CAPV es de 835.000 tm/año(ver Tabla 7 y Tabla 8), es necesaria la existencia de grandes superficies de terreno libre, locual, dada la complicada orografía de la CAPV y su elevada densidad de población, haceque año tras año el problema se agrave, al no encontrar espacios en los que depositar talcantidad de residuos. Este tipo de gestión plantea además a corto y medio plazo seriosproblemas, tanto para las empresas generadoras como para el medio ambiente.




16

Por otra parte, las políticas medioambientales a nivel europeo en relación a los residuosindustriales se están orientando sobre tres ejes fundamentales: la prevención, es decir, lareducción o minimización de los volúmenes generados; la recuperación o reutilización dedichos residuos; y en último lugar, y siempre que no exista otra alternativa, la disposición envertedero en condiciones medioambientalmente seguras.

Por todo ello, el objetivo principal de este Libro Blanco es el ser una guía práctica quefacilite la minimización de residuos dentro del sector, enfocada básicamente hacia lageneración de escorias, así como el reciclaje de las escorias mediante alguna de lasalternativas presentadas.



Legislación medioambiental de aplicación en el sector

17

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 lafabricación 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 deimpacto 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 obligacionesderivadas de la Ley 38/1972, de 22 de diciembre, de protección del ambiente atmosférico yla Orden de 18 de octubre de 1976 de prevención y corrección de la contaminaciónatmosférica de origen industrial.




18

Según esta Ley, las actividades se clasifican en función del potencial contaminante de lasmismas 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 yfundición

- Siderurgia integral- Aglomeración de minerales- Parque de minerales- Producción de arrabio en hornos

altos- Baterías de coke en las plantas

siderúrgicas y fundiciones- Acerías de oxigeno, incluidos

los procesos LD, LDAC,

KALDO y similares- Fabricación y afinado de acero

en convertidor con inyección deaire, con o sin oxigeno, incluidoslos convertidores Bessemer

- Acerías Martin- Fabricación de acero en hornos

de arco eléctrico de capacidadtotal de la planta superior a 10tm

- Fabricación de ferroaleacionesen horno eléctrico cuando lapotencia del horno sobrepasa los100 kw

- Producción de fundición dehierro, hierro maleable y aceroen hornos rotativos y cubilotes yhornos de arco eléctrico, concapacidad de producción igual oinferior a 10 toneladas métricas.

- Fabricación de ferroaleacionesen horno eléctrico cuando lapotencia del horno sea igual o

inferior a 100 kw- Tratamiento de escorias

siderúrgicas

- Tratamientos térmicos demetales férreos y no férreos

- Operaciones de moldeo ytratamiento de arenas defundición y otras materias demoldeo

- Hornos de conformado deplanchas o perfiles

Tabla 9: Actividades potencialmente contaminadoras de la atmósfera en el sector de siderurgia yfundición




19

2.2.1 Principales obligaciones

- Cumplir límites de emisión.

- Controles periódicos por parte de Entidades de Inspección y Control ReglamentarioAcreditadas (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: segúnindique 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.

2.2.2 Notas prácticas

- El industrial debe conocer en primer lugar el número y características de los focosemisores 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 ActividadPotencialmente Contaminadora de la Atmósfera grupo A. Sin embargo, los controles alos que estén sometidos los focos depende de la clasificación de cada uno de ellos, node 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 deAdministración 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 transformacionessignificativas (por ejemplo, no contienen materia orgánica degradable), no son Residuos

Peligrosos (RP), y se generan en:




20

- Determinadas actividades o procesos fabriles o industriales. Los residuos de estasactividades se denominan Residuos Industriales Inertes (ver Tabla 10).

Los residuos inertizados son RP que han sido generados por gestores autorizados enprocesos 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 deproducción

- Envases de plásticos vacíos- Otros plásticos

- Fibra de vidrio- Poliésteres en forma de productos acabados, o noconformados, o desechos de producción




21

Tipo I Tipo II- Cascarillas- Catalizadores- Restos de carbonato cálcico- 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

- Caucho y elastómeros- Neumáticos- Envases metálicos vacíos

Tabla 10: Residuos industriales inertes




22


- Los productores de Residuos Industriales Inertes deben inscribirse en el Registro deproductores de residuos industriales inertes; solicitar carta de aceptación del residuo aGestor Autorizado (titular del vertedero) antes de su envío; rellenar documento decontrol y seguimiento y enviar copia del mismo a la Viceconsejería de Medio Ambientedel Gobierno Vasco.

- Los Gestores de Residuos Inertes deben solicitar autorización; enviar documento deaceptación de residuos; rellenar documentos de control y seguimiento y remitir copia ala Viceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco.

- Para los rellenos (más de 5.000 m3) se necesita autorización por parte de laViceconsejería de Medio Ambiente del Gobierno Vasco.


- Realizar un inventario de residuos. Identificar los Residuos Industriales Inertes.

- Solicitar información sobre gestores autorizados por la Viceconsejería de MedioAmbiente del Gobierno Vasco.

- Si el residuo tiene una temperatura superior a 50ºC, una humedad superior al 65% oestá en autoignición, el vertedero no aceptará los residuos.

- Si el contenido en aceites y grasas es elevado, aunque sea no peligroso para el medioambiente no se aceptará.

- Si el contenido en zinc es alto, no será aceptado en algunos vertederos como residuoinerte.

2.4 RESIDUOS PELIGROSOS

Los residuos industriales generados durante el desarrollo de la actividad suelen contenerelementos nocivos. Estos residuos, en función de la naturaleza o actividad que los genere,

constituyentes y características de los mismos, pueden clasificarse como ResiduosPeligrosos (RPs). Los productores de RPs están obligados a entregar los residuos a gestorautorizado. Algún tipo de RPs tiene además legislación específica: aceites usados,policlorobifenilos (PCBs) y policloroterfenilos (PCTs), pilas y acumuladores, amianto, etc.




23

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 (residuosde 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




24

PARTE B

Residuos que contengan cualquiera de los componentes que figuran en la lista de la siguiente Tabla y que esténformados 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




25

• 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




26

2.4.1 Principales obligaciones para los productores de RPs.

- Solicitar la autorización de productores de RPs ante la Viceconsejería de MedioAmbiente y realizar declaración anual de residuos en caso de que se produzcan más de10.000 kg/año.

- En caso de que se produzcan menos de 10.000 kg/año de RPs es conveniente lainscripción en el Registro de Pequeños Productores de RPs de la Viceconsejería deMedio Ambiente del Gobierno Vasco, puesto que exime de la obligación de laautorización de productores de RPs, así como de la realización de la declaración anualde RPs.

- Solicitar documento de aceptación al gestor antes de enviarlos (guardar este documentodurante 5 años).

- Rellenar el documento de control y seguimiento (guardar este documento durante 5años).

- Entregar los residuos a transportistas y gestores autorizados.

- En el plazo de cuatro años los productores de RPs deben realizar un estudio dereducción (minimización) de residuos y comprometerse a reducirlos en la medida desus 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.


- Solicitar listado de gestores autorizados a la Viceconsejería de Medio Ambiente delGobierno Vasco o consultar el Catálogo de Reciclaje Industrial de la ComunidadAutónoma del País Vasco editado por IHOBE, S.A.

- No mezclar residuos. - Los envases que hayan contenido RPs son también RPs. Asimismo, el serrín utilizadopara 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 elimpacto que se produce directamente sobre los trabajadores en planta. Por ello, esobligatorio 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 deque sea necesario.




27


- 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.


- En las nuevas adquisiciones de maquinaria solicitar información sobre el ruido queproducen.

- 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 actividadotorgada 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 losestablecimientos siderúrgicos comprendida la fundición, forjas, perfilados y laminadoscuando 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 MedioAmbiente del Gobierno Vasco.




28


- Solicitar las Licencias de Actividad y Apertura mediante presentación de la Memoria yProyecto Técnico al Ayuntamiento donde se radica la actividad. El Ayuntamiento lotramitará ante el resto de organismos competentes.

- Iniciar el procedimiento de la Evaluación de Impacto Ambiental mediante lapresentación de un Estudio de Impacto Ambiental. Se presentará junto a la Memoria yProyecto de Licencia de Actividad al Ayuntamiento, quien lo remitirá a laViceconsejería de Medio Ambiente.


- Para las nuevas actividades es conveniente realizar una consulta previa al Ayuntamiento

y a la Viceconsejería de Medio Ambiente sobre la idoneidad de la ubicación de laactividad.

- Antes de redactar la Memoria y Proyecto para solicitar la Licencia de Actividad, esconveniente ponerse en contacto con el Ayuntamiento para conocer el contenido de losmismos. En caso de que no exista un índice para estos documentos, es convenientepresentar uno al Ayuntamiento para su aprobación, que debe recoger al menos lossiguientes apartados: descripción de las nuevas instalaciones, descripción de las obrasy/o nuevos equipos, planos, presupuesto, calendario de actuaciones.

- El Ayuntamiento tiene un plazo de seis meses para contestar. En caso de no obtenerrespuesta habrá que enviar un escrito solicitando la concesión por no haber respondido(silencio administrativo positivo).

- No hay que confundir la Licencia de Actividad con la Licencia de Obra, ni con otrasautorizaciones, por ejemplo, con las actas de puesta en marcha, concedidas por elDepartamento de Industria del Gobierno Vasco.

2.7 DIRECTIVA IPPC

El Consejo de la Unión Europea adoptó el 24 de septiembre de 1996 la Directiva 96/61/CE

relativa a la prevención y el control integrado de la contaminación, más conocida comoIPPC (Integrated Pollution Prevention and Control).

Además, se establecen medidas para evitar o, cuando ello no sea posible, reducir lasemisiones de las citadas actividades en la atmósfera, el agua y el suelo, incluidas lasmedidas relativas a los residuos, con el fin de alcanzar un nivel elevado de protección delmedio ambiente considerado en su conjunto.

Esta directiva viene a establecer la obligatoriedad de una autorización previa para ciertasinstalaciones industriales contaminantes, que evite o reduzca su impacto, adoptando lo quese ha dado en llamar las Mejores Técnicas Disponibles (MTD).

La selección de las MTDs se realizará en base a los siguientes criterios:




29

- Generación de sustancias menos peligrosas. - Uso de sustancias menos peligrosas. - Desarrollo de técnicas de recuperación y reciclado de sustancias generadas y de

residuos.

- Reducción del consumo de materias primas. - Aumento de la eficacia del consumo energético. - Disminución del riesgo de accidentes. - Prevención o reducción al mínimo de las emisiones y de los riesgos industriales.

Asimismo, las administraciones públicas deben establecer un mecanismo de coordinaciónpara la puesta en marcha de un permiso único de funcionamiento de las instalaciones.

La solicitud de permiso o autorización debe describir adecuadamente la instalación, el tipo yalcance de sus actividades (es decir, los procesos de producción), las materias primasempleadas, las fuentes de emisión, la tecnología para evitarlas o, si ello no fuera posible,para reducirlas, las medidas relativas a la prevención y valorización de los residuosgenerados y todos aquellos aspectos y medidas adecuadas para prevenir y controlar lacontaminación usando las mejores técnicas disponibles “en condiciones económica ytécnicamente viables, tomando en consideración los costes y beneficios”.

Estas autorizaciones serán preceptivas para aquellas industrias que prevé la directiva en suanexo I, que se instalen o se amplíen a partir del 30 de octubre de 1999, fecha en la que

entrará en vigor. Ocho años después se aplicará también a las industrias que estuvieran en




30

funcionamiento en aquella fecha. En concreto, las acerías se verán todas afectadas a partirdel 31 de octubre del 2007.

Las actividades industriales a las que afecta esta directiva relacionadas con el sector delacero son:

Producción y transformación de metales

- Instalaciones de calcinación o sinterización de minerales metálicos incluido el mineralsulfuroso.

- Instalaciones para la producción de fundición o de aceros brutos (fusión primaria osecundaria), incluidas las correspondientes instalaciones de fundición continua de unacapacidad de más de 2,5 toneladas por hora.

- Instalaciones para la transformación de metales ferrosos: * Laminado en caliente con una capacidad superior a 20 toneladas de acero en bruto

por hora. * Forjado con martillos cuya energía de impacto sea superior a 50 kilojulios por

martillo y cuando la potencia térmica utilizada sea superior a 20 MW. * Aplicación de capas de protección de metal fundido con una capacidad de

tratamiento de más de 2 toneladas de acero bruto por hora.

- Fundiciones de metales ferrosos con una capacidad de producción de más de 20toneladas por día.




31

3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DEL ACERO YGENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES

La desaparición de Altos Hornos de Vizcaya a mediados de 1996, hace que en laComunidad Autónoma del País Vasco, el 100% del acero se fabrique en hornos de arcoeléctrico.

Tanto la fabricación del acero común como del especial (donde se incluyen los acerosinoxidables) se compone de dos etapas: una primera denominada metalurgia primaria ofusión que se realiza en hornos de arco eléctrico y la segunda denominada metalurgiasecundaria o afino, que se inicia en el horno de arco eléctrico y finaliza en el horno-cuchara.

Las diferencias fundamentales entre la fabricación de acero común y acero especial radicanen la etapa de afino, mientras que en el caso del acero inoxidable, su fabricación sediferencia desde la etapa inicial, que generalmente es de fusión y que se realiza en atmósfera

controlada de oxígeno para evitar la oxidación del cromo.

En el siguiente cuadro se indican las diferencias más importantes en la fabricación de losdiferentes aceros:

ACERO COMUN

ACERO ESPECIAL

ACERO INOXIDABLE FUSION

! Oxidación! Defosforación

! Oxidación! Defosforación

! Atmósfera

controlada AFINO

! Desoxidación! Desulfuración

Con vacío

! Desoxidación! Desulfuración! Control H2! Control N2

! Control O2

! Metalurgiainclusiones

Sin vacío

! Desoxidación! Desulfuración! Metalurgia

inclusiones

! Desulfuración! Descarburación

Tabla 13: Principales fases en el proceso de fabricación del acero

3.1 DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE FUSIÓN

Durante el proceso de fusión se obtiene el acero líquido y la escoria, que se presentanadando sobre la superficie del acero líquido. El proceso de fusión contempla las fases de

oxidación, defosforación y formación de la escoria.




32

3.1.1 Oxidación

En esta fase se produce la oxidación de parte del metal contenido en el líquido fundido. Laalimentación de oxígeno al horno de arco eléctrico oxida el hierro contenido en la chatarra

según la siguiente reacción química: Fe + 1/2 O2 ⇒ FeO + 64.430 cal Esta oxidación es la primera en producirse debido a la gran cantidad de hierro presente en lachatarra. A continuación el óxido de hierro oxida al silicio y manganeso según las siguientesreacciones:

2 FeO + Si ⇒ SiO2 + 2 Fe + 78.990 cal FeO + Mn ⇒ MnO + Fe + 32.290 cal

Las reacciones de oxidación de hierro, manganeso y silicio son fuertemente exotérmicas,por lo que producen un aumento brusco de la temperatura de fusión, con la consiguientereducción del consumo energético.

Los óxidos de hierro, manganeso y silicio pasan a formar parte de la escoria que cubre ellíquido fundido.

Finalmente, cuando se ha oxidado prácticamente todo el silicio y gran parte del manganeso,la temperatura del líquido fundido ha aumentado considerablemente (1600 ºCaproximadamente) y la escoria tiene suficiente porcentaje de FeO libre. La adición decarbón en polvo permite la reducción del FeO presente en la escoria según la siguientereacción química:

FeO + C ⇒ CO + Fe - 34.460 cal

El monóxido de carbono (CO) gas generado al desprenderse del líquido fundido produce loque se conoce como hervido del baño. El hervido del baño es necesario para uniformizar lacomposición y temperatura del baño y facilitar la eliminación de gases.




33

El paso de monóxido de carbono (CO) a través de la escoria produce lo que se conoce comoescoria espumante y que facilita la penetración en la misma de los electrodos,incrementándose la eficiencia energética del horno.

La reducción de la ebullición del líquido fundido es un indicador de que la mayor parte del

carbono se ha oxidado.

3.1.2 Defosforación

La presencia de fósforo es perjudicial porque se presenta disuelto en el líquido fundido y semanifiesta por una gran fragilidad del acero en frío. La defosforación se realiza según lassiguientes reacciones químicas:

2P + 5FeO ⇒ P2O5 + 5Fe + 46.900 cal P2O5 + 4CaO ⇒ (CaO)4 P2O5

P2O5 + 3 CaO ⇒ (CaO)3 P2O5

El fósforo oxidado desaparece del líquido fundido para pasar a formar parte de la escoria.

3.1.3 Formación de escoria espumosa

El mecanismo de formación de la escoria espumosa se basa en las siguientes reaccionesquímicas:

Fe + 1/2 O2 ⇒ FeO + 64.430 cal FeO + C ⇒ CO + Fe - 34.460 cal

__________________________________

C + 1/2 O2 ⇒ CO + 29.970 cal Como resultado se obtiene CO que se desprende en forma de gas. Las burbujas de CO quese forman pasan a través de la escoria espumándola.

Para obtener una buena espumación de la escoria es preciso que la viscosidad de la escoriasea superior a 4 poises. Por debajo de este valor, las burbujas de CO atraviesan fácilmente laescoria sin espumarla.

Etapas Composición de la escoria Formación • Basicidad (CaO/SiO2) comprendida entre 1,5-2

• Contenido en FeO: 30%<FeO<60%• Relación O2 /C >0,8

Mantenimiento • Relación O2 /C = 0,8 Fin • Relación O2 /C <0,8

Fuente: Jose Luis Arana.Profesor UPV

Tabla 14: Etapas de formación de la escoria espumosa

3.2 DESCRIPCIÓN DE LAS FASES DEL PROCESO DE AFINO

El proceso de afino contempla las siguientes fases:




34

! Desoxidación! Desulfuración! Control de Nitrógeno! Control de Hidrógeno! Control de Oxígeno! Descarburación! Metalurgia de inclusiones

3.2.1 Desoxidación

El líquido fundido procedente del proceso de fusión está muy oxidado por lo que en elproceso de afino se procede a cubrirlo con una escoria fuertemente reductora, formadanormalmente por 3 partes de cal, una parte de espato-flúor y una parte de coke o grafito.

En esta fase se consigue la desoxidación del líquido fundido, por simple contacto del mismo

con la escoria fuertemente reductora. El líquido fundido tiende a oxidar la escoria, y ésta adesoxidar el líquido fundido, por lo que en ese momento la mayor preocupación delencargado del afino es la de mantener la escoria reductora añadiendo el carbono en polvonecesario, ya que supone una garantía de la correcta desoxidación del líquido fundido.

La desoxidación definitiva del acero se consigue cuando se añaden ferroaleaciones de silicioy manganeso. Conviene añadir primero el manganeso y luego el silicio. Así se consigueformar en el baño metálico partículas líquidas, primero de óxido de manganeso (MnO) yluego de sílice (SiO2), que tienen tendencia a cohexionarse entre sí dando lugar a partículasde gran tamaño que suben a la escoria. El contenido en óxido de hierro de la escoria reductora al comienzo de la etapa de afino es

del 6-12%, a los 10 minutos el contenido es del 2% y al cabo de unos 30 minutos seencuentra entre el 0,5-1%

Esta fase se conoce como calmar el acero y se realiza con objeto de evitar la efervescenciadel líquido fundido y el desprendimiento de gases, que puede dar lugar a porosidadesdurante el enfriamiento y solidificación del acero.

3.2.2 Desulfuración

Esta fase se produce paralelamente a la fase anterior. La presencia de azufre es perjudicial

porque forma sulfuro de hierro (FeS) que funde a 1.190 ºC y forma con el hierro uneutéctico cuyo punto de fusión es muy bajo (988ºC). El sulfuro y el eutéctico solidificanformando membranas que envuelven los cristales de hierro solidificados anteriormente atemperaturas de 1.535 ºC. El acero resultante si es forjado o laminado a temperaturascomprendidas entre 1.000-1.300 ºC presenta fragilidad en caliente apareciendo numerosasgrietas durante el proceso. Este fenómeno se produce como consecuencia de la fusión deleutéctico y del sulfuro de hierro haciendo que los cristales de hierro pierdan cohesión.

La desulfuración se produce con el simple contacto del líquido fundido con la escoriareductora, en presencia de una cantidad suficiente de óxido de calcio y carbón según lasiguiente reacción:

FeS + CaO + C ⇒ Fe + CaS + CO MnS + CaO + C ⇒ Mn + CaS + CO




35

La desulfuración es más eficaz cuanto más básica sea la escoria y menor sea el contenido deóxido de hierro en la misma.

3.2.3 Control de Nitrógeno, Hidrógeno y Oxígeno

Esta fase se da en los procesos de afino a vacío para la fabricación de aceros especiales,donde se procede a la corrección de la composición del acero en función de lasespecificaciones requeridas.

3.2.4 Descarburación

Esta fase se utiliza para la fabricación de aceros inoxidables, donde se puede utilizar elmétodo de descarburación con oxígeno al vacío (VOD) o el método de descarburación conoxígeno-argón (AOD)

Los dos métodos se basan en la eliminación del carbono por reducción de la presión parcialdel monóxido de carbono (CO) formado durante la etapa de oxidación que se realiza conmínimos contenidos de oxígeno para evitar la oxidación del cromo.

El método AOD insufla oxígeno durante el afino con un mínimo de oxidación metálica y sealimenta argón para homogeneizar el líquido fundido. Este sistema permite recuperarprácticamente todo el cromo y el acero puede descarburarse por debajo del 0,005%, elcontenido de hidrógeno se sitúa en menos de 2 ppm y el de nitrógeno en menos de 50 ppm.

3.2.5 Metalurgia de inclusiones

Esta fase se realiza cuando las inclusiones no metálicas presentes en el acero sonperjudiciales para la calidad del mismo, por lo que se procede a su ajuste. El control de lamorfología de las inclusiones tendrá como objetivo el que las inclusiones que permanezcanen el acero sean compatibles con las propiedades mecánicas del mismo.

3.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN DE ACERO EN HORNO DE ARCO

ELÉCTRICO

El horno de arco eléctrico, normalmente, es cilíndrico y está recubierto de refractario básico,dispone de una bóveda por donde se alimentan las diferentes materias primas, con la ayudade una cesta, una puerta utilizada para operar durante la fusión y para desescoriar, y unapiquera situada en el fondo o en un costado del horno que se utiliza para colar el acero.

La materia prima principal utilizada en la fabricación del acero en horno de arco eléctrico esla chatarra junto con pequeñas cantidades de mineral de hierro, prerreducidos,ferroaleaciones, cal, espato-flúor, coke y oxígeno.

El prerreducido es carga virgen que se utiliza para diluir los metales indeseables que puedacontener la chatarra utilizada para la fabricación del acero.




36

Figura 4: Esquema general de un horno de arco eléctrico

La chatarra junto al resto de materias primas se alimentan por la bóveda del horno. Acontinuación se cierra el horno y se procede a hacer saltar el arco eléctrico, que fundirá lachatarra mediante la alimentación de energía eléctrica en corriente alterna trifásica y treselectrodos de grafito entre los que se hace saltar el arco eléctrico.

La alimentación de energía también puede realizarse utilizando corriente continua. En este

caso, se utilizan dos electrodos: uno de grafito y el otro metálico. Como consecuencia, seconsigue mejorar el efecto distorsionador que el arco eléctrico puede generar en la redeléctrica.

Cuando los electrodos entran en contacto con la chatarra y se hace saltar el arco eléctrico, seproducen saltos entre los electrodos y la chatarra como consecuencia de los espacios vacíosque se crean al fundirse la chatarra. La aparición del líquido fundido hace que el trabajoentre los electrodos sea más regular.

En cuanto se observa la existencia de líquido fundido debajo de los electrodos, debeprocederse a la alimentación de cal, para cubrirlo superficialmente y generar la escoria, y de

oxígeno puro, mediante un sistema de lanzas que lo inyectan, que hará que el líquidofundido se oxide. Esta fase se conoce como fase oxidante.

La adición de oxígeno provoca la oxidación del hierro presente en la chatarra, acontinuación el óxido de hierro oxida el silicio y el manganeso, y por último se alimenta elcarbono en polvo para la formación de la escoria espumosa. El CO al desprenderse dellíquido fundido genera un burbujeo en el mismo y se dice que el líquido hierve.

La presencia de cal en la escoria asegura la eliminación del fósforo del líquido, lo que sedenomina defosforación.




37

Durante las fases de oxidación y defosforación se procede por una de las puertas del horno ala extracción de la escoria, conocida como escoria negra, que es de colores muy oscuros,teniendo aspecto poroso, morfología regular, cúbica y fractura puntiaguda.

A continuación comienza la fase de afino, con objeto de obtener un metal de bajo contenido

en oxígeno y eliminar la mayor parte del azufre. El líquido fundido se alimenta al horno deafino y se cubre inmediatamente con una escoria reductora, que se denomina escoriablanca, que permita la reducción de los óxidos metálicos presentes en el baño, esta fase seconoce como desoxidación.

Para obtener aceros según las especificaciones requeridas, junto con el líquido fundido seprocede a la alimentación de ferroaleaciones que se añaden directamente sobre el líquidofundido con objeto de ajustar la composición del mismo. Para aceros especiales se añaden,además, ferroaleaciones más complejas.

Paralelamente a la fase de desoxidación se inicia la desulfuración del líquido fundido, que

finalizará en el horno-cuchara.

Antes de colar el líquido fundido se vuelve a desescoriar, eliminando la escoria blanca. El líquido fundido se cuela por la piquera, volcando el horno hacia la piquera situadaenfrente de la puerta de desescoriado, para evitar que el líquido fundido arrastre algo deescoria. Una vez vaciado, el horno se vuelve a su posición horizontal y comienzan lasoperaciones de arreglo del mismo para la siguiente operación de fusión.

3.4 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE HORNO-CUCHARA

La materia prima del proceso de afino es el líquido fundido, procedente del horno de arcoeléctrico. El líquido fundido se vuelve a cubrir con una escoria reductora y se agitacontinuamente con el soplado de gas inerte, normalmente argón, que se utiliza parahomogeneizar la composición química del líquido fundido y la temperatura, evitar laoxidación secundaria del líquido fundido y facilitar el desplazamiento de las inclusionesmetálicas hacia la escoria.




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En esta fase se produce la desulfuración del líquido fundido, que se produce por simplecontacto del líquido fundido con la cal existente en la escoria blanca. Cuando se quierenobtener niveles muy bajos de azufre, menor de 0,008%, se añaden compuestos quecontengan Si-Ca.

Llegados a este momento, se procede a realizar análisis tanto del líquido fundido como de laescoria para cerciorarse de que el acero obtenido tiene la composición adecuada y que latemperatura del líquido fundido es la correcta. En caso de que la analítica desprenda unosresultados diferentes a los esperados, se procederá al ajuste de la composición de la colada,añadiendo las cantidades adecuadas de los elementos que faltan.

En el caso de la fabricación de aceros aleados se procederá al ajuste de otros parámetroscomo nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, carbono, etc, en función de las especificaciones delacero a fabricar.

Finalizada la operación de afino, se procede a su colado.




39

3.5 GENERACIÓN DE RESIDUOS Y EMISIONES

Durante el proceso de fusión y afino se forman tres fases:! Fase líquida: formada por el líquido fundido! Fase sólida: formada por la escoria (negra procedente de fusión y blanca procedente del

afino)! Fase gaseosa: formada por los gases de fusión y las partículas finas (polvo de acería)

Los residuos generados como consecuencia del proceso productivo son los siguientes:

1. Gases generados como consecuencia de los procesos de fusión y afino. Los gases sondepurados, normalmente, en instalaciones de filtración por vía seca que retienen laspartículas arrastradas con los gases. Los gases una vez depurados son emitidos a laatmósfera, mientras que las partículas retenidas en los sistemas de filtración por vía seca,conocidas como polvos de acería, son almacenadas para su posterior gestión.

2. Sólidos. Entre los que se pueden distinguir las escorias (escorias negras procedentes delproceso de fusión y escorias blancas procedentes del proceso de afino), los refractariosprocedentes de la rotura del refractario o de la reconstrucción y reparaciones del horno ylos electrodos como consecuencia de la degradación o rotura de los mismos.

La generación de residuos por tonelada de acero fabricado es la siguiente:

RESIDUOS CANTIDAD (Kg) Escoria negra 110-150 Escoria blanca 20-30 Polvo de aceria Polvo primario Polvo secundario Polvo de afino

18-28 10-15

3 5-10

Refractarios 4-10 Electrodos 1,3-2

Tabla 15: Residuos y cantidad generada de éstos por cada tonelada de acero producida




40

4. PRODUCCIÓN LIMPIA EN LAS ACERÍAS

Producción Limpia significa analizar las materias primas, productos obtenidos y cada unade las etapas que configuran el proceso productivo desde una perspectiva medioambiental.Se trata por tanto de aplicar una estrategia ambiental de prevención integrada a los procesosy productos con el fin de aumentar la eficiencia y reducir los riesgos para las personas y elmedio ambiente.

En otras palabras, se trata de poner en práctica aquellas medidas que supongan unareducción en el consumo de materias primas y energía por unidad de producción y lageneración de una menor cantidad de residuos.

La Producción Limpia se aplica mediante:! Cambios en materias primas y/o su modo de utilización!

Medidas organizativas Organización del proceso productivo Optimización medioambiental de los procesos Mejoras en las prácticas de mantenimiento y prevención

! Reutilización en fábrica! Cambios en proceso! Cambios en productos

Aplicando la estrategia de la Producción Limpia, se va a proceder a realizar el análisis delos residuos generados en los procesos de fusión y afino que conduzcan a determinar lasmedidas de Producción Limpia a utilizar en cada caso.

Un diagrama del proceso de fusión y afino puede ser el siguiente (los cálculos estánrealizados para una tonelada de acero líquido fabricado):



Producción limpia en las acerías

41

Figura 5: Diagrama del proceso de fabricación del acero

Se puede decir por tanto, que los residuos mayoritarios que se generan como consecuenciade los procesos de fusión y afino son tres: polvos de acería, refractarios y escorias (negras yblancas)

4.1 ESCORIAS

El rango de composición de las escorias negras que se generan en la Comunidad Autónomadel País Vasco es el siguiente:

Parámetro Unidad Rango de composición

Densidad absoluta g/cm3 3,25-3,98 Cal libre % 0,16-1,67 Aceites y grasas mg/kg <100-500 Al2O3 % 3,96-8,01 CaO % 26,78-37,22 Cr2O3 % 0,58-4,18 Fe0 % 0,22-0,6 FeO % 3,26-25,08 Fe2O3 % 1,71-22,4 MgO % 4,01-10,82 SiO2 % 10,79-24,84 TiO2

%

0,25-1,54

Tabla 16: Rango de composición de las escorias de las acerías vascas




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La formación de escoria se realiza para favorecer las reacciones químicas de los procesos defusión y afino. El mayor volumen de escoria se origina durante el proceso de fusión dondese produce la fase oxidante del líquido fundido. La oxidación del hierro y otros metalespresentes en la chatarra, utilizada como materia prima, produce óxidos que pasan a la

escoria.

Acero Escoria Negra (Kg/Tm acero)

Escoria Blanca (Kg/Tm acero)

Común 120-150 20-30 Especial 90-110 20

Tabla 17: Cantidad generada de escoria negra y escoria blanca según el tipo de acero producido

4.1.1 Factores que influyen en la formación de escorias espumosas

La cantidad de escoria producida depende de una serie de factores como son:

• Contenido de FeO en la escoria negra• Basicidad de la escoria• Volumen de alimentación de oxígeno• Tipo de carbón utilizado• Eficiencia del arco eléctrico

4.1.1.1 Contenido de FeO en la escoria negra

La concentración de FeO (óxido ferroso) de la escoria se va incrementando como

consecuencia del grado de oxidación del acero líquido.

La presencia de FeO es absolutamente necesaria para la formación de escoria espumosa. Sinembargo, supone una pérdida de materias primas ya que una mayor concentración de FeOen la escoria implica pérdida de acero en la colada y la utilización de una mayor cantidad decal, para mantener la basicidad de la misma y evitar su ataque químico al refractario delhorno.

Para reducir el contenido de FeO se procede a la adición de carbón que reacciona con elFeO según la siguiente reacción química

FeO + C ⇒ Fe + CO -34.460 calorias

Como resultado de la reacción química el hierro reducido vuelve al líquido fundido,mientras que el CO se desprende como gas.

En las escorias negras el contenido en FeO puede rondar el 30%, mientras que en la escoriablanca el contenido en FeO puede ser de un 1%.




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4.1.1.2 Basicidad de la escoria

Se entiende como basicidad de la escoria1 la relación CaO/SiO2 en su composición química.También se utilizan otras formulaciones donde se incluye la relación (CaO + MgO) / (SiO 2

+ Al2O3)

Recientemente se ha comenzado a utilizar un indicador de basicidad de la escoria,denominado basicidad óptica. La basicidad óptica puede determinarse medianteinformación espectrográfica de un gran número de vidrios y los datos de electronegatividadde Pauling2 En la Tabla 18 se presentan los valores de basicidad óptica (Λ) más comunes.

La basicidad óptica media (Λ) para una escoria determinada se calcula mediante la siguienteexpresión:

ΛΛΛΛ= XAOX ΛΛΛΛAOX + XBOYΛΛΛΛBOY + ...... Donde:

X: Fracción molar del componente en función de los átomos de oxígeno dividido por Σ de lafracción molar del componente por el número de oxígenos en la molécula de loscomponentes

Oxido Basicidad Optica (ΛΛΛΛ) Na2O CaO

MgO CaF2

TiO2

Al2O3

MnO Cr2O3

FeO Fe2O3

SiO2

1,15 1

0,78 0,67 0,61 0,61 0,59 0,55 0,51 0,48 0,48

Fuente: Jose Luis Arana. Profesor UPV

Tabla 18: Valores de basicidad óptica para los óxidos más comunes que contienen las escorias

La basicidad de la escoria es fundamental para evitar el ataque químico al refractario y lacorrecta espumación de la escoria.

4.1.1.3 Volumen de alimentación de oxígeno

El oxígeno1 se utiliza en los hornos de arco eléctrico para acortar el tiempo de fusión yreducir el consumo de energía eléctrica. Esta disminución del consumo de energía eléctricase debe principalmente al calor generado por las reacciones de oxidación en el interior delhorno, y por término medio se estima que el ahorro de energía eléctrica varía entre 3-5

1 José Luis Arana. Profesor Escuela Superior Ingenieros Industriales UPV 2 J.A Duffy, M.D, Ingram and I.D. Somerville Acid Base Properties of Molten Oxides and Metallurgical Slag,Journal of Chemical Siciety, Faraday Transactions I, Vol 74, 1978




44

Kwh/Nm3O2. En la siguiente figura podemos observar el efecto del consumo de oxígeno enel consumo de energía eléctrica y en el rendimiento metálico.

Figura 6: Efecto del consumo de oxígeno en la fabricación del acero

Se puede observar una disminución acusada del rendimiento metálico a medida queaumenta el consumo de oxígeno. Ello es debido a la importante oxidación del hierro, quecomo FeO pasa a la escoria.

La oxidación del Fe se inicia a bajas temperaturas, por lo que la práctica habitual de aportarcarbón en la carga tiene como objetivo frenar esa oxidación. A altas temperaturas, y cuandoel carbono del baño ha disminuido notablemente, la velocidad de oxidación del Fe aumentay, por lo tanto, disminuye el rendimiento metálico. Con objeto de aumentar el rendimientometálico de la colada se desarrolló la práctica de la escoria espumosa, basándose en lainyección de carbón en polvo.




45

4.1.1.4 Tipo de carbón utilizado

El aspecto más importante en cuanto al tipo de carbón3 utilizado es su contenido en materiasvolátiles, el cual modifica la capacidad de reacción del mismo. Como la velocidad dereacción del carbón aumenta a medida que disminuye el contenido (%) en materias volátilesdel mismo, es deseable utilizar carbón cuyo contenido en materias volátiles sea inferior al4%.

La influencia de materias volátiles (H2, N2, etc.) presentes en el carbón sólido sobre sureactividad se explica por la formación de una película de gas, formada por esas materiasvolátiles, que se sitúa alrededor de la partícula de carbón. Esta película de gas protege a lapartícula de carbón y tiende a inhibir su capacidad de reacción.

Un carbón en polvo típico empleado para la inyección es el polvo de coke y tiene las

características que se indican en la siguiente tabla:

C (%) S (%) Cenizas(%)

Volátiles(%)

Humedad(%)

Granulometría (%)

0-0,25 0,25-0,5 0,5-1 1-1,5 >1,5 89 0,6 9,6 1,4 <2 32 28 23 14 3

Fuente: Jose Luis Arana. Profesor UPV

Tabla 19: Características del carbón para inyección en horno de arco eléctrico

4.1.1.5 Eficiencia del arco eléctrico

La aplicación en horno de arco eléctrico de la práctica de formación de escoria espumosa,ha puesto de manifiesto que el ahorro energético teórico, por las reacciones de oxidación yreducción, es inferior al que realmente se obtiene. La acción de la escoria espumosa produceun aumento del rendimiento eléctrico, ya que favorece la transferencia energética del arcoeléctrico hacia el líquido fundido.

En la figura se representa la eficiencia del arco eléctrico con la introducción del electrodo enla escoria espumosa. En la posición 1, donde el arco eléctrico se encuentra fuera de laescoria espumosa, la eficiencia es nula por existir un corto circuito. A medida que elelectrodo se va cubriendo con la escoria espumosa, la eficiencia del arco se vaincrementando, por lo que interesará trabajar con escoria espumosa y electrodo cubierto

para lograr los máximos aprovechamientos de energía eléctrica.

3 José Luis Arana. Profesor Escuela Superior Ingenieros Industriales UPV




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1: corto circuito, 2:arco expuesto, 3: ½ arco cubierto, 4: arco cubierto 5: calentamiento parcial por resistencia, 6: calentamiento total por resistencia

Figura 7: Eficiencia de la transferencia energética mediante arco directo

4.1.2 Medidas de Producción Limpia

Durante el proceso de fusión se generan escorias negras como residuos, mientras que en elproceso de afino se generan escorias blancas. La escoria generada tendrá diferentecomposición química en función del tipo de chatarra utilizada, control de variables de

operación, etc.

La generación de escoria no se puede evitar, llegando a ser beneficiosa para el proceso defusión, puesto que incrementa la eficiencia energética del proceso.

La aplicación de la estrategia de la Producción Limpia pretende el análisis de cada procesoproductivo con el fin de detectar la potencialidad de la reducción de la generación deresiduos y el máximo aprovechamiento de las materias primas.

El análisis realizado sobre la generación de escorias en los procesos de fusión y afinopermite llegar a las siguientes conclusiones:




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1. La calidad de la chatarra como materia prima del proceso de fusión tiene influenciadirecta en la calidad de la escoria negra. En el apartado 4.1.2.1 se proponen medidas deProducción Limpia directamente relacionadas.

2. El porcentaje de FeO en la escoria negra se sitúa entre el 30 y 40%, y a mayor basicidad,mayor volumen de generación de escoria negra. En el apartado 4.1.2.2 se analizan estos

aspectos.3. La utilización de prerreducidos como materias primas, permite eliminar sustancias no

deseadas en la composición final del acero fabricado. El control de la composición delprerreducido permitirá controlar el volumen de escoria generada. Este aspecto seanalizará con más detalle en el apartado 4.1.3.

4. La escoria blanca no presenta cantidades importantes de elementos metálicos y su índicede basicidad es muy elevado ya que presenta una sobresaturación en CaO.

A continuación se procede a enumerar las medidas de Producción Limpia que puedenutilizarse:

Medidas de Producción Limpia Acción• Control de materias primas • Cribado de la chatarra

• Análisis de prerreducidos• Optimización medioambiental del proceso • Optimización del proceso de formación de

escoria negra

Tabla 20: Esquema general de las medidas aplicables de Producción Limpia

Podría pensarse en la reutilización de la escoria blanca como materia prima del proceso defusión. Para ello, debería procederse al almacenamiento de la escoria blanca en condicionesóptimas de temperatura y humedad que impidieran su hidratación. El inconveniente quepresenta es que la escoria blanca, además de CaO contiene elementos metálicos en

cantidades tales que no le dan valor añadido pero que sin embargo, constituyen una fuentede elementos indeseables para la fabricación del acero. Estos dos aspectos hacen que sedesestime esta medida de Producción Limpia.

4.1.2.1 Cribado de la chatarra

La calidad de la chatarra es fundamental para la fabricación del acero, por lo que cuantomenos impurezas (finos, tierra, plásticos, etc) contenga, teniendo en cuenta que lasimpurezas se oxidan para ser eliminadas con la escoria, menor será la cantidad de escoriagenerada.

La existencia de un gran número de acerías de horno de arco eléctrico en la ComunidadAutónoma, hace que la generación de chatarra, incluso a nivel nacional, no sea suficientepara cubrir la gran demanda existente, lo que lleva a las empresas del sector a la necesidadde importarla. Esto dificulta la posibilidad de controlar la calidad de la materia prima.

La chatarra, normalmente se transporta en camiones, y la medida de Producción Limpia quepuede recomendarse como control de materias primas es la de realizar el cribado de lamisma entre 10-20 mm antes de proceder a su almacenamiento en el parque de chatarra.Esta práctica permitirá la eliminación de impurezas (tierra, plásticos, gomas, etc) que iríandirectamente a la escoria y que se estima suponen el 1% de la chatarra comprada.




48

4.1.2.2 Optimización del proceso de formación de escoria negra

La mayoría de las acerías vascas obtienen unas escorias negras cuyo contenido en FeO sesitúa entre el 30 y 40%. A continuación se realizan unos cálculos para determinar elcontenido de Fe en la escoria negra, en función del volumen de escoria generada en el

proceso, entre 110-150 Kilogramos por Tonelada de acero fabricado:

Escoria negra Contenido FeO Contenido FeO Contenido Fe (Kg/Tm acero) (%/Tm escoria) (Kg/Tm acero) (Kg/Tm acero)

20 22 17,2 30 33 25,7

110 40 44 34,3 20 24 18,7 30 36 28,1

120 40 48 37,4 20 25 19,4 30 37,5 29,2

125 40 50 38,9 20 28 21,8 30 42 32,8

140 40 56 43,7 20 30 23,4 30 45 35,1

150 40 60 46,8

Tabla 21: Cálculos del contenido en hierro de la escoria según el porcentaje de FeO

Si se calcula la diferencia existente en el contenido de Fe para contenidos en FeO del 20 y40%, puede observarse que a mayor generación de escoria, la diferencia en el contenido deFe también es mayor. Así, para 110 Kg/Tm acero la diferencia es de 17,2 Kg de Fe,mientras que para 150 Kg/Tm de acero la diferencia es de 23,4 Kg de Fe.




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El otro factor que influye en la generación de escoria negra es su basicidad. La basicidad dela escoria está directamente relacionada con la cantidad de sustancias indeseables quepretenden eliminarse. La basicidad de la escoria suele situarse entre los valores de 1,5 a 2.Teniendo en cuenta que la cantidad de sustancias indeseables o escorificables se sitúa entre

45 - 50 Kg por Tonelada de acero fabricado, a continuación se procede a realizar el cálculode la generación de escoria en función de su basicidad.

Escorificable (A) (Kg/Tm acero)

Basicidad Consumo de cal (B) (Kg/Tm acero)

Escoria formada(A+B)

(Kg/Tm acero) 1,5 68 113 1,6 72 117 1,7 77 122 1,8 81 126 1,9 86 131

45

2,0 90 135 1,5 75 125 1,6 80 130 1,7 85 135 1,8 90 140 1,9 95 145

50

2,0 100 150

Tabla 22: Influencia de la basicidad sobre la cantidad de escoria generada

Puede observarse que para una misma cantidad de escorificable existente en las materiasprimas utilizadas, el índice de basicidad utilizado influye directamente en la cantidad deescoria generada. Así, la diferencia de escoria generada para un índice de basicidad 1,5 ó 2

es de 25 kilogramos de escoria por tonelada de acero fabricado.

Se propone la optimización medioambiental del proceso como medida de Producción Limpia. Para ello se sugiere optimizar la basicidad de la escoria y su contenido en FeO.

Suponiendo que para un contenido en escorificables de 50 Kilogramos por Tonelada deacero fabricado se reduce la basicidad de la escoria de 2 a 1,5, la cantidad de escoriagenerada se habrá reducido de 150 a 125 Kilogramos, con lo que se habrá reducido en 25Kilogramos el consumo de cal por tonelada de acero fabricado.

Para realizar los cálculos se tiene en cuenta la siguiente reacción química:

FeO + C ⇒ Fe + CO - 34.460 calorias

Si se reduce el contenido en FeO de la escoria de un 40 a un 20%, se pasará de un contenidode 38,9 Kilogramos de Fe a 19,4 Kilogramos de Fe lo que supone una recuperación de 19,5Kilogramos de Fe que han desaparecido de la escoria para pasar al líquido fundido.

La recuperación de los 19,5 Kilogramos de Fe ha supuesto el consumo adicional de 3,3Kilogramos de carbón y de 9.332,7 Kcal lo que supondrá un mayor aprovechamiento delcalor generado durante el proceso de fusión y un pequeño incremento del tiempo de

operación.




50

Llegados a este punto deberíamos realizar un análisis de costos donde se deberán tener encuenta los costos adicionales (consumo de carbón y tiempo de operación del proceso) y lareducción de costos (menor consumo de cal, por tanto menor cantidad de materias a fundir yde oxígeno a utilizar, recuperación de materias primas (Fe), menor costo de gestión deresiduos). El resultado del balance determinará la bonanza de las medidas propuestas.

4.1.3 Análisis de prerreducidos

El prerreducido es mineral de hierro sometido a un proceso de reducción cuyo fin es el degarantizar un elevado contenido en Fe metal que puede situarse entre el 80-95%. Se utilizafundamentalmente para la fabricación de aceros cuyo contenido en elementos residualescomo cobre, níquel, y cromo debe ser muy bajo.

La alimentación de prerreducidos al horno de arco eléctrico genera un mayor consumoenergético, su contenido en sílice puede llegar a ser de hasta un 4%. Por otro lado, se

alimenta de forma continua, sin necesidad de abrir la bóveda del mismo, lo que reduce elconsumo energético, siempre que la adición de prerreducidos sea menor al 30% de la cargadel horno.

Dependiendo de la procedencia del mineral, su composición es variable y será fundamentalen la generación de escorias. Así, un prerreducido con elevado contenido en fósforo, exigirála etapa de defosforación con el consiguiente incremento de escoria generada.

El control de materias primas como medida de Producción Limpia consistirá en el análisisde la composición del prerreducido antes de proceder a su compra.

A continuación se va a realizar un cálculo del volumen adicional de escoria generado por laadición de una Tonelada de prerreducido con un 3,5% de ganga (SiO2+Al2O3+CaO+MgO).El cálculo se realizará en función de su basicidad ya que supone el 60% de la composiciónfinal de la escoria.

Escorificable (A) (Kg/Tm)

Basicidad Consumo de cal (B) (Kg/Tm)

Escoria generada(A+B) Kg/Tm

1,5 52,5 87,5 35 2 70 105

Tabla 23: Cálculo de la cantidad de escoria generada utilizando prerreducidos

Puede observarse que el contenido en ganga del prerreducido incide directamente en lacantidad de escoria negra generada, por lo que el control del contenido de ganga en losprerreducidos influirá directamente en dicha cantidad.

4.2 OTROS RESIDUOS GENERADOS

4.2.1 Polvos de acería

En el proceso de fusión aproximadamente el 1,5% de la chatarra de acero cargada en elhorno de arco eléctrico surge como polvo de acería. En la siguiente tabla se dan los análisis

para la media nacional comparada con los procedentes de acerías eléctricas europeas




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ELEMENTO MEDIA ESPAÑOLA FRANCIA SUECIA REINOUNIDO MEDIA EUROPEA

ALTOGRADO

BAJOGRADO

ALTOGRADO

BAJOGRADO

ALTOGRADO

BAJOGRADO

Zn

Pb

Fe

CaO

MgO

SiO2

Al2O3

P

S

29,5

6

19,5

2,6

0,7

4,9

0,8

7

1,6

29,5

14,2

5,6

4,9

2,7

25,5

8,2

8,9

5,2

0,16

5,9

3,5

0,5

7,1

1,8

39,8

5-23

2-4

19-39

4-30

3-7

7,1-23,7

1-4,2

12-16

1,3-10

1,1-4,9

2-4,2

0,5-1,9

0,1-0,3

0,5-0,9

30-40

5-10

14-15,4

4-5

2-3

1-2

0,2-0,4

0,8-1,4

18-30

2-4

20,2-23,1

5-12

1,2-4,3

1,5-6

0,4-0,8

0,6-1,2 Fuente:Manual de reutilización de residuos de la industria minera, siderometalurgica y termoelétrica. Inst. Tec. Geominero de España

Tabla 24: Concentraciones medias del polvo de acería en diferentes países europeos

La realización del análisis de caracterización según la Orden de 13 de octubre de 1989,sobre métodos de caracterización de los residuos peligrosos pone de manifiesto el carácter

tóxico del mismo, por lo que su gestión posterior vendrá determinada por los RealesDecretos R.D. 952/1997, de 20 de junio, por el que se modifica el R.D. 833/1988 de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento para la ejecución de la Ley 20/1986, de 14 demayo, básica de residuos tóxicos y peligrosos.

4.2.1.1 Medidas de Producción Limpia

La toxicidad del polvo de acería viene determinada por el contenido en zinc, plomo ycadmio; por lo que las medidas de Producción Limpia irán orientadas a evitar dichoscontaminantes, o en caso de que no sea posible a reutilizarlos en el propio procesoproductivo.

Eliminación de los elementos causantes de la contaminación

El cambio de materias primas como medida de Producción Limpia contempla lautilización de chatarras libres de acero galvanizado, que permitirá evitar el contenido enzinc de los polvos de acería.

Se han evaluado una serie de tecnologías, incluyendo el precalentamiento, tratamiento decalor y cribado en caliente, calentamiento y volatilización en vacío y deszincado químico,siendo la del deszincado químico la que mejores perspectivas presenta.

La investigación a escala de laboratorio se realizó por American Iron Steel Institute yArgonne National Laboratories (ANL). La tecnología ANL implica la disolución anódicadel zinc, fuera de la escoria de acero galvanizado en una solución cáustica caliente yposterior electrowinnig a la solución de zincato resultante para recubrir el zinc metálico. Enla actualidad la tecnología aguarda una evaluación y confirmación a escala semi-comercial.

Reciclado del polvo de acería al proceso de fusión

El objetivo de la medida de reutilización en fábrica persigue el mejor aprovechamiento delas materias primas presentes en el polvo de acería (óxido de hierro mayoritariamente) y la

concentración de zinc en el residuo resultante.




52

La medida consiste en reciclar el polvo de acería al horno de arco eléctrico utilizando flujos(fluxes) y reductores para incrementar el contenido en zinc en el mismo y pasarlo del 15-25% al 40-45%.

La obtención de una mayor concentración del zinc en el polvo de acería interesa debido a

que el zinc puede ser fácilmente recuperado mediante técnicas de recuperación en hornoWaelz o sistemas hidrometalúrgicos tanto en medio básico como ácido, consiguiéndose larecuperación en forma de ZnO o de Zn metal.

4.2.2 Refractarios

El refractario tiene como característica una elevada resistencia a altas temperaturas, por loque se utiliza para proteger el horno de arco eléctrico del líquido fundido. El refractariopuede tener carácter ácido o básico, aunque mayoritariamente se utiliza refractario decarácter básico, debido a que las escorias formadas también lo son.

La generación de este tipo de residuo se produce como consecuencia de la rotura mecánicade los ladrillos de refractario que cubren el horno, por ataque químico de la escoria negra defusión, o por la radiación del calor generado hacia el refractario cuando se produce el saltodel arco eléctrico, y sobre todo durante las reconstrucciones y reparaciones de los hornos yhornos-cuchara.




53

La rotura mecánica de los ladrillos se produce como consecuencia de los golpes que puederecibir el refractario.

El ataque químico de la escoria al refractario del horno de arco eléctrico se produce comoconsecuencia del carácter fuertemente oxidante de la misma, que lo disuelve.

La radiación de calor sobre el refractario se produce cuando el arco eléctrico salta encima dela escoria, lo que produce su radiación sobre el refractario de la bóveda.

4.2.2.1 Medidas de Producción Limpia

1. Para evitar el ataque químico de la escoria al refractario el responsable del horno deberáasegurarse de la existencia de suficiente cal en la escoria negra.

2. Se debe asegurar que el arco eléctrico salta estando los electrodos cubiertos por laescoria. En este caso se produce la reverberación del calor de la escoria hacia el líquido

fundido, con lo que, además, el aprovechamiento energético del arco eléctrico es mayor.En el apartado 4.1.1 se analizan los efectos, sobre la eficiencia del arco eléctrico, de laposición de los electrodos en la escoria.

4.3 TENDENCIA DE LA ACTUACIÓN MEDIOAMBIENTAL DEL SECTOR CARA AL FUTURO

En los últimos años se ha producido un cambio importante en el contexto normativo queafecta al sector siderúrgico, en particular la Directiva 96/61/CE del Consejo de 24 deseptiembre de 1996 relativa a la Prevención y Control Integrado de la Contaminación. Estasituación obliga al sector a prepararse para incorporar en sus instalaciones las medidas deprotección o corrección necesarias.

Las diferentes áreas prioritarias de actuación son las siguientes:

1. Emisiones atmosféricas2. Residuos generados3. Impacto acústico4. Efluentes líquidos5. Afección a suelos

4.3.1 Emisiones atmosféricas

El sistema de depuración más adecuado para el proceso de fusión y afino consistirá en unsistema integrado de captación y depuración que contemple la instalación de un sistema decaptación principal, normalmente por vía seca, de los humos procedentes del 4º agujero delhorno de arco eléctrico y de un sistema de apoyo encargado de la captación de las partículasy gases del resto de la nave de acería. Este sistema de apoyo puede ser bien mediante unaaspiración ubicada en la cubierta de la nave (canoopy) o bien mediante un sistema deencapsulamiento del horno (dog-house).

El sistema de depuración aumentará su eficacia en función a tres factores:

1. Cerramiento de la nave de acería2. Volumen de gases y aire aspirado




54

3. Distancia y tamaño del sistema de apoyo

4.3.2 Residuos generados

Los residuos generados como consecuencia del proceso productivo son polvos de acería,escorias negras y blancas y refractarios.

Polvo de acería El polvo de acería recogido en los sistemas de depuración vía seca entraña un problemasignificativo en la gestión ambiental de la empresa, ya que los costes derivados de sucaptación y gestión repercuten en el coste final de los productos.

Frente a las tres vías existentes de tratamiento/deposición (valorización, inertización ydeposición en celda de seguridad) las líneas actuales de investigación se centran en eltratamiento o revalorización del residuo:

1. Recuperación electroquímica: mediante técnicas hidrometalúrgicas se extrae el zincmetálico de los polvos. El inconveniente que presenta es que en la fabricación del zincelectrolítico no se pueden utilizar directamente los polvos de acería porque su porcentajede zinc es inferior al 50% y porque los porcentajes de otros elementos superan loslímites exigidos. Una vía de solución es la aplicación en cascada de procedimientospirometalúrgicos de forma que el concentrado resultante pueda ser considerado comomateria prima.

2. Separación por diámetro: se clasifican por tamiz o densidades las partículas metálicasque componen el residuo. El óxido de zinc se obtendría en las fracciones de diámetroinferior, lo que permitiría su recuperación.

3. Reciclado: mediante técnicas de concentración, se procede a la elaboración de unproducto de características carboreductoras, con un alto valor añadido que puede serreutilizado como materia prima del proceso productivo.

4. Introducción en el horno de fusión: mediante la introducción de los polvos en el hornopara que de esta forma, y dadas las altas temperaturas, permita la volatilización de granparte de los polvos recogiéndose el resto en el sistema de depuración. Este proceso estáprácticamente descartado debido al elevado coste energético de la operación y ladisminución de la calidad del producto fabricado.

Escorias negras y blancas La tendencia del sector siderúrgico es la de proceder a la valorización del residuo generado.

Refractarios La baja cantidad de refractario que se genera y su nula toxicidad posibilitan la opción de lareutilización de este residuo como materia prima en la fabricación de nuevo refractario. Paraello, deben eliminarse perfectamente todas las escorias y el acero que pueda tener adosado.




55

4.3.3 Impacto acústico

El impacto acústico principal se produce en el parque de chatarra y nave de acería, por loque se va a proceder a su análisis independiente.

Parque de chatarra

Los niveles de ruido que se generan por la carga, movimiento y descarga del material en elparque de chatarra pueden reducirse aplicando técnicas de confinamiento y atenuación delruido mediante el cerramiento parcial del parque y la introducción de materialfonoabsorbente.

Nave de acería

Durante el inicio del proceso de fusión de la chatarra se generan puntas elevadas de ruido enla nave de acería. Las posibles acciones que pueden adoptarse cara a la reducción del

impacto acústico son las siguientes:

1. el cerramiento de la nave2. el aislamiento del horno de fusión3. el empleo de material fonoabsorbente en las paredes de la nave4. la introducción de paneles aislantes

4.3.4 Efluentes líquidos

El agua se utiliza para refrigerar los paneles y bóveda del horno de arco eléctrico y los gases

de escape del 4º agujero del horno. La tendencia del sector es la de trabajar con circuitos




56

cerrados de refrigeración para reutilizar el agua mientras su calidad lo permita, reduciendode esta forma el consumo y el volumen de aguas residuales generado.

4.3.5 Afección a suelos

Las posibles afecciones medioambientales que se pueden generar sobre el suelo se centranen el almacenamiento de materias primas y residuos. Si el parque de almacenamiento dechatarra no está bajo cubierta, las condiciones climatológicas adversas pueden producirlixiviados que se filtran al suelo. La tendencia del sector es la de proceder alalmacenamiento de chatarra bajo cubierta.

El almacén de materias primas y el de residuos son dos puntos donde se pueden producirfugas o escapes accidentales de materiales. Las líneas de trabajo se centran en el correctodiseño de los almacenes y la instalación de cubetos de contención que eviten los posiblesincidentes medioambientales.



Reciclaje de escorias

57

5. RECICLAJE DE ESCORIAS

5.1 CRITERIOS MEDIOAMBIENTALES PARA LA VALORIZACIÓN DE LAS ESCORIAS DE

ACERÍA EN DIFERENTES APLICACIONES

La ausencia de criterios técnico-medioambientales de calidad para las escorias de acería,

junto con la existencia de ciertas experiencias anteriores, relacionadas con el tema dereutilización de residuos en materiales de construcción, llevadas a cabo sin un control previode la calidad del residuo, y que en algunos casos han llegado a plantear serios problemaspara la seguridad de la obra y/o el medio ambiente, ponen de manifiesto la necesidad derealizar una investigación que muestre la calidad técnico medioambiental de las escorias,para su uso en materiales de construcción.

En la descripción de los criterios medioambientales se van a distinguir dos supuestos:

a) Incorporación de las escorias a la composición del suelo. b) Usos permitidos de las escorias (evitando que lleguen a formar parte del suelo).

5.1.1 Incorporación de las escorias a la composición del suelo

Si la utilización de las escorias de acería se realiza de tal forma que con el tiempo dichoresiduo va a ser considerado como si de un suelo se tratase, será preciso determinar sucomposición química y compararla con los valores de referencia para los suelos en la CAPV(composición natural de los suelos), valores descritos en la Propuesta del Plan Director parala protección del suelo en la CAPV. Este análisis comparativo se realiza siguiendo la

metodología analítica descrita en dicha propuesta (extracción en agua regia según la normaISO/DIS 11466), de tal forma que si los resultados muestran que la composición de lasescorias no sobrepasa estos valores de referencia, se considera que el residuo puede serutilizado como si de un suelo se tratase, y por consiguiente no sería preciso ahondar en elestudio del comportamiento del residuo a largo plazo.

Sin embargo, si se compara la composición de las escorias de las acerías analizadas con losvalores de referencia de los suelos de la CAPV (ver anexo III en el que se describe lametodología empleada para la obtención de los valores límite propuestos), se observa queésta es superior a los valores de referencia para la mayor parte de los elementos, por lo quela utilización de las escorias en aquellos casos en los que se constituya en suelo (pistas

forestales, caminos rurales, rellenos...), no cumplen con el nivel de exigencia establecido ypor consiguiente debe descartarse como una de las posibilidades de uso de las escorias.

5.1.2 Usos permitidos de las escorias

En este caso, las escorias no van a formar parte de la composición del suelo, por lo que elanálisis del riesgo que su utilización como material granular (los principales usos van a sercomo explanada, bases y sub-bases de carretera y como capa de rodadura) supone para elmedio ambiente se realiza atendiendo al efecto que produce sobre el suelo el contactoexistente con las escorias.




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FIRME PARA TRÁFICO MEDIO

CAPA DE RODADURA

BASE DE ZAHORRA ARTIFICIAL

CUNETA REVESTIDA

EXPLANADA

25 cm.

25 cm.

12 cm.

6 cm.

SUBBASE DE ZAHORRA NATURAL

Figura 8: Esquema de las diferentes partes de una carretera

Por ello, se determina para cada elemento de interés el aporte al suelo, en un periodo detiempo de 100 años, de los contaminantes presentes en las escorias, y se compara con elaporte que produciría un cambio en la composición del primer metro de un suelo dereferencia igual a un 1%.

Si los resultados de dicha comparación muestran que no se alcanza el valor límite, es decir,que el uso de las escorias en contacto con el suelo no supone un aporte de contaminantes talque produzca un cambio en la composición del primer metro de un suelo de referenciasuperior a un 1% en 100 años, se considera que la utilización de escorias en contacto con elsuelo supone un riesgo aceptable para el medio ambiente. Por otro lado, si los resultadossobrepasan los valores límite, es preciso establecer un estudio exhaustivo del cambio queprovoca en la composición del suelo la utilización de escorias, y del riesgo que dicho

cambio supone para el medio ambiente.

No obstante, la utilización de estos materiales en aplicaciones en contacto con el sueloimplica la retirada y posterior gestión de los mismos una vez que finalice el uso al que hansido destinados.

Para estimar la liberación de contaminantes de las escorias se ha supuesto un espesor decapa de 0,7 m, espesor que engloba las diferentes alturas de material granular utilizadas enuna carretera, y la utilización de capas granulares constituidas exclusivamente por escorias.

Sin embargo, en el caso de que las escorias vayan a utilizarse como material granular en

mezclas bituminosas (fundamentalmente capa de rodadura) y debido a las propiascaracterísticas impermeabilizantes del betún, aunque se sigue la misma metodologíautilizada en el caso de la utilización de las escorias como material granular en bases y sub-bases de carretera, con el fin de obtener una mejor aproximación a la realidad, se consideraque el espesor de capa que está en contacto con el agua de lluvia es de 1 cm (zonasuperficial de la capa de rodadura) y que la utilización de escorias se lleva a caboreemplazando el 100% de los áridos utilizados en las mezclas.

En lo referente a la utilización de escorias en la fabricación de cemento, se hace un control ycomparación de las emisiones durante la cocción del crudo, con o sin adición de escorias,frente a los niveles de emisión permitidos por la normativa vigente.




59

Por otra parte, y dado que el fraguado del cemento supone la inmovilización de lacomposición del mismo, es esperable que no se produzca una liberación apreciable de estoselementos una vez se proceda al uso de un cemento elaborado con escorias.

Debido a la inexistencia de criterios medioambientales se ha seguido la misma metodología

a la hora de valorar los riesgos ambientales que para el caso de la utilización de escorias enla construcción de carreteras, considerándose también que el espesor de la capa que está encontacto con el agua de lluvia es de 1 cm, y que la utilización de escorias se lleva a caboreemplazando el 100% de los áridos utilizados.

En lo que respecta a las escorias blancas, debido a imposibilidades de tipo técnico, sólo va aser posible su utilización en la fabricación de cemento, con las mismas consideraciones quelas escorias negras.

A continuación se describe de forma resumida la metodología seguida para el análisis de laviabilidad de la utilización de las escorias para las diferentes aplicaciones, la cual está

basada en el decreto holandés “The building materials decree”. Asimismo, en caso denecesitar una explicación más detallada de todos los pasos seguidos, consultar el anexo III.

5.2 ALTERNATIVAS DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS

1) Explanada, bases y sub-bases de carretera2) Capa de rodadura3) Utilización en cementera

a) Escorias negrasb) Escorias blancas

5.2.1 Explanadas, bases y sub-bases de carretera

5.2.1.1 Aspectos medioambientales

El criterio general para el uso de escorias en contacto con el suelo debe suponer un cambioen la composición del suelo inferior al 1% en un período de tiempo de 100 años,considerándose en este caso que la utilización de escorias supone un riesgo aceptable para elmedio ambiente.

La aplicación del criterio mencionado implica el cálculo de valores denominados deinmisión (aporte al suelo de los contaminantes presentes en la escoria). La intercomparaciónde los valores de emisión de las escorias (cantidad de contaminantes que se liberan de lasescorias en el plazo de tiempo dado) con los valores máximos permitidos (que se calculan apartir de los valores de referencia de los suelos de la CAPV aplicando el criterio establecidopara el cambio admisible), define el comportamiento de las escorias.

Los resultados de aplicar dicha metodología sobre las escorias ensayadas, muestran queelementos como el bario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos superan el criterioestablecido en casi todas las escorias ensayadas, mientras que elementos como el cadmio,níquel, plomo, selenio y zinc pueden llegar a superarlos, si bien de forma particularizada.




60

Con objeto de posibilitar la utilización del mayor número posible de escorias en este tipo deaplicación, ha sido preciso realizar una valoración del riesgo que supondría para la saludhumana y el medio ambiente, si se permitiesen aumentos superiores al 1%, para aquelloselementos que superan de forma generalizada el criterio seleccionado (bario, cromo,molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos).

El caso de los sulfatos ha necesitado un enfoque diferente, ya que se trata de un compuestopara el cual el suelo es incapaz de actuar como filtro, por lo que los contenidos del lixiviadoen dicho anión pasan directamente a incrementar el contenido en sulfatos de las aguassubterráneas.

Dicha valoración concluye en aceptar con reservas cambios en la composición del suelosuperiores al 1% para dichos elementos, tal y como se indica en la tabla siguiente:

Elemento Unidad Valor de referencia Comp. Final Cambio (%) Bario mg/kg 150 255 70

Cromo mg/kg 53 55 4 Molibdeno mg/kg 1,1 4,4 300 Vanadio mg/kg 77 86 12 Flúor mg/kg 200 212 6 Sulfatos*

mg/kg 64 67 5 *Para el caso de los sulfatos, el valor de referencia se refiere al de las aguas subterráneas.

Tabla 25: Valores de referencia y cambios admisibles en la composición del suelo para los elementosbario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos

Para el caso del cromo, y dado que se trata de un elemento lixiviable en su forma oxidada,una adecuación del proceso de fabricación de acero a condiciones más reductoras podría

reducir la cantidad de cromo de esta especie, y por consiguiente lograr que su liberación nosuponga cambios, y limitando el cambio para el resto de los elementos de interés en el 1%,se calculan los valores límite a aplicar sobre el ensayo de lixiviación prEN 12457(procedimiento C), para los elementos que se definen en la lista siguiente: bario, cadmio,cromo, molibdeno, níquel, plomo, selenio, vanadio, zinc, fluoruros y sulfatos.

La comparación de los valores límite propuestos, frente a los resultados obtenidos de lasescorias ensayadas se muestra en la siguiente tabla: Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Límite Elemento Ba mg/kg 5,2 39 1,7 1,5 11 1,9 1,6 16 6 6,2 2,7 17 Ba Cd mg/kg <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,009 Cd Cr mg/kg 0,1 2,4 0,2 2,3 0,4 2,6 0,06 0,03 0,4 <0,04 1 2,6 Cr

Mo mg/kg 0,4 4,6 0,2 0,4 3,2 0,6 0,3 0,4 0,3 0,5 3,9 1,3 Mo Ni mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 0,8 Ni Pb mg/kg 0,1 0,07 <0,09 <0,06 4,6 <0,11 0,03 0,01 <0,05 <0,014 <0,014 0,8 Pb Se mg/kg <0,006 0,1 <0,006 <0,006 0,6 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 0,05 0,007 Se V mg/kg 0,04 0,2 1,1 1,1 0,02 0,9 0,7 <0,02 0,4 1 1,2 1,3 V Zn mg/kg 0,5 <0,16 <0,7 0,2 0,4 <0,4 0,2 <0,2 <0,3 <0,3 <0,3 1,2 Zn F- mg/kg 5,8 21 5,7 7,1 27 4,4 15 5,5 3,9 17 5,8 18 F-

SO42- mg/kg 45 231 139 194 33 112 368 44 89 223 204 377 SO4

2-

Tabla 26: Valores límite para el ensayo de lixiviación prEN 12457 (procedimiento C), y resultadosobtenidos de ensayar las escorias muestreadas según dicho ensayo

A la vista de estos resultados podemos estimar que desde el punto de vista medioambientales posible la utilización de las escorias generadas por el 73% de las acerías.

Cabe destacar que los datos de esta tabla se corresponden a las escorias muestreadas, nosiendo extrapolables los resultados obtenidos a la totalidad de las escorias generadas.




61

Como conclusión final de este apartado, mencionar que la utilización de escorias en capasgranulares (como bases y sub-bases de carreteras) puede llevarse a cabo siempre y cuandocada escoria verifique las exigencias técnicas (descritas en el siguiente apartado) y losresultados del ensayo de lixiviación prEN 12457 (procedimiento C), realizado sobre dicha

escoria permanezcan por debajo de los límites determinados.

5.2.1.2 Aspectos técnicos

A un material que se quiere emplear en las capas “base” de una carretera, se le debe exigir,como característica principal, que posea una elevada capacidad portante, de manera que seacapaz de transmitir las cargas que le llegan presentando deformaciones admisibles con eluso que se le quiere dar.

Los áridos que se utilicen en esta aplicación deben cumplir las especificaciones del PG3-75,

Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes, donde seles exige una elevada resistencia mecánica a la disgregación y una determinada forma ycaras de fractura para que el esqueleto mineral que formen tenga un elevado rozamientointerno.

Se buscan áridos muy limpios (sin materiales arcillosos, equivalentes de arena superior a 30y sin plasticidad), con elevado número de caras de fractura, conseguidas mediantemachaqueo, y con una dureza elevada que evite roturas de las aristas (Coeficiente de LosAngeles menor de 35). Los husos granulométricos que deben tener estos materiales debenser continuos, buscando curvas de máxima compacidad.

Dada la dureza de estas escorias, su forma (angulosidad y caras de fractura), y a pesar depresentar falta de tamaños finos, este material, adecuadamente tratado (machacado, conseparación de metales y clasificado), permite crear esqueletos minerales resistentes, con unaelevada capacidad portante para transmitir las cargas del tráfico a las capas inferiores sindeformarse.

Estas escorias apuntan a cumplir con creces (tras un tratamiento adecuado) todas lasespecificaciones que exigen los pliegos de carreteras, pero está latente el riesgo deexpansión y de hinchamiento que puede existir. Por lo tanto, las características másimportantes a tener en cuenta en esta aplicación se desglosan en:

- Es muy importante evaluar el potencial expansivo y limitar su uso cuando sobrepase losvalores establecidos. Por ello, se propone la utilización del test de hinchamientoacelerado descrito por la norma ASTM-D-4792, para clasificar como apta una escoria,siempre y cuando el hinchamiento que presente sea inferior a 0,5%.




62

En este caso, el 82% de las acerías estudiadas cumple este requisito y las que losobrepasan lo hacen de manera ajustada. En caso de que la escoria supere el valor de0,5% se podría conseguir que el hinchamiento sea inferior sometiendo a la escoria aperiodos de envejecimiento superiores para conseguir una hidratación que inertice laescoria y por lo tanto disminuya el hinchamiento.

Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11

Hinchamiento % 0,29 0,23 0,22 0,08 0,54 0,06 0,19 0,48 0,57 0,17 0,15

Tabla 27: Máximos hinchamientos obtenidos para las escorias muestreadas

- El Indice Granulométrico de Envejecimiento (IGE) de las fracciones gruesas,determinado según la norma NLT-361 deberá ser inferior a 1%.

En este caso, el 91% de las acerías estudiadas cumple este requisito.

Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11

IGE 5-10 0,63 0,68 0,14 0,26 4,91 0,16 0,54 0,54 0,33 0,13 0,14 IGE 10-20 0,12 0,1 0,06 0,1 0,99 0,03 0,18 0,03 0,19 0,05 0,04

Tabla 28: Grado de envejecimiento de las escorias muestreadas

- Debido a su forma (porosas y angulosas) y a la falta de finos, estas escorias podríanresultar “agrias” e incómodas de extender y compactar, por lo que pueden combinarsecon otros áridos naturales (arenas) para que cierren las mezclas y las hagan mástrabajables.

5.2.1.3 Estimación de utilización en explanada, bases y sub-bases de carretera(CAPV)




63

En el caso de la utilización de las escorias como explanada, bases y sub-bases de carreteras,se realizan las siguientes suposiciones a nivel de la Comunidad Autónoma del País Vasco:

- Se construyen 15 km de carreteras normales al año, con una anchura total de 8 m y unespesor de base de 30 cm.

- Se construyen 10 km de autopistas y autovías al año, con una anchura total de 20 m y

un espesor de base de 60 cm.

- La densidad media del material empleado es de 2.800 kg/m3.

- El 75% en peso del material utilizado son escorias de acería.

En función de estas suposiciones, los cálculos son los siguientes:

a) Carreteras normales

kmtmm

tm x

km

m xanchuram xespesor m / 720.6

8,2

1

000.183,0

3⇒

escoriaskmtm xkmtm / 040.575,0 / 720.6 ⇒

añotmaño

nuevascarreteraskm x

km

tm / 600.75

15040.5⇒

b) Autopistas y autovías

kmtm

m

tm x

km


8,2

1

000.1206,0

3⇒


añotmaño


km

tm / 000.252

10200.22⇒

La capacidad de absorción de escorias para su utilización en bases de carreteras es de unas327.600 tm/año.

5.2.2 Capa de rodadura


En este caso hay que hacer una serie de consideraciones previas:

- La falta de finos procedentes del tratamiento de las escorias, hace prácticamenteinevitable la utilización de cantidades discretas de materias primas naturales, por lo queresulta bastante difícil elaborar una mezcla en la que el árido utilizado sea 100%escoria.

- El conocido carácter impermeabilizante del betún limita el contacto entre el agua y elárido a aquellas zonas en las que dicho ligante no envuelve al árido.




64

- Uno de los requisitos técnicos exigidos a las mezclas bituminosas es que exista unabuena adherencia entre el betún y el árido, o lo que es lo mismo, que el ligante envuelvade manera adecuada el árido.

- El tráfico rodado origina el desgaste del betún en la zona superficial de la capa de

rodadura, provocando que el árido salga a la superficie, y permitiendo de esta forma elcontacto del árido con el agua de lluvia.

Por otra parte, el desarrollo del estudio realizado para el caso de la utilización de escorias encapas granulares supone la utilización de material granular constituido al 100% por escorias,en capas de 0,7 m accesibles al agua de lluvia. Dichos supuestos difieren sustancialmente dela situación real para las mezclas bituminosas.

Siguiendo la misma metodología utilizada en el caso de la utilización de las escorias comomaterial granular, y con el fin de obtener una mejor aproximación a la realidad, se haconsiderado que en este caso el espesor de capa que está en contacto con el agua de lluvia es

de 1 cm (zona superficial de la capa de rodadura), y que la utilización de escorias se lleva acabo reemplazando el 100% de los áridos utilizados en las mezclas.

La comparación de los valores límite propuestos para este caso frente a los resultadosobtenidos de las escorias ensayadas se muestra en la siguiente tabla.

Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Límite Elemento Ba mg/kg 21 39 1,7 1,5 11 1,9 1,6 16 6 6,2 2,7 1178 Ba Cd mg/kg <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,6 Cd Cr mg/kg 0,1 2,4 0,2 2,3 0,4 2,6 0,06 0,03 0,4 <0,04 1 178 Cr Mo mg/kg 0,4 4,6 0,2 0,4 3,2 0,6 0,3 1,5 0,3 0,5 3,9 91 Mo Ni mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 32 Ni Pb mg/kg 0,1 0,07 <0,09 <0,06 4,6 <0,11 0,03 0,01 <0,05 <0,014 <0,014 49 Pb Se mg/kg <0,006 0,1 <0,006 <0,006 0,6 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 0,05 0,2 Se V mg/kg 0,04 0,2 1,1 1,1 0,02 0,9 0,7 <0,02 0,4 1 1,2 87 V Zn mg/kg 0,5 <0,16 <0,7 0,2 0,4 <0,4 0,2 <0,2 <0,3 <0,3 <0,3 70 Zn F- mg/kg 5,8 21 5,7 7,1 27 4,4 15 5,5 3,9 17 5,8 1.051 F-

SO42- mg/kg 45 231 139 194 33 112 368 44 89 223 204 16.174 SO4

2-

Tabla 29: Valores límite para el ensayo de lixiviación prEN 12457 (procedimiento C), en el caso que seconsidere un espesor de capa igual a 1 cm, y resultados obtenidos de ensayar las escorias muestreadas

según dicho ensayo

Desde el punto de vista medioambiental, es posible la utilización de las escorias generadaspor el 91% de las acerías en capas de rodadura.

La escoria de una de las acerías presenta problemas debido a la liberación de selenio porencima del límite propuesto. No obstante, y dado que se trata de una muestra puntual, no se

puede descartar de forma definitiva su uso en esta aplicación.

Por este motivo será preciso comprobar la calidad medioambiental de las escorias mediantela realización del ensayo de lixiviación prEN 12457 (procedimiento C), y contrastar losresultados obtenidos para el selenio y cadmio con los valores límite propuestos.

Como conclusión, la utilización de escorias en mezclas bituminosas puede realizarsesiempre y cuando se verifiquen los aspectos técnicos requeridos, así como lasespecificaciones medioambientales.




65


Dentro del pavimento, la capa más importante es la de rodadura, ya que soporta esfuerzosverticales y horizontales, asumiendo la responsabilidad de contactar con el neumático,ofreciendo la comodidad y nivel de seguridad necesario (adherencia).

Los áridos que se utilicen en mezclas bituminosas deberán cumplir unos requisitos enfunción del tipo de mezcla (densas, abiertas, finas, gruesas, ...), de la capa y del tráfico,cumpliendo las especificaciones del PG3-75, Pliego de Prescripciones Técnicas Generalespara Obras de Carreteras y Puentes, así como las recomendaciones de la Orden Circular nº299/89 y las de la reciente Orden Circular nº 322/97.

Para analizar la viabilidad técnica de la utilización de estas escorias en mezclas bituminosasse han realizado dos tipos de trabajo. Por un lado, se ha estudiado el grado de cumplimiento

de las características exigidas por los Pliegos; y por otro, se ha analizado el comportamientode mezclas bituminosas en las que se han utilizado escorias de horno eléctrico como árido.

La exigencia de los áridos para ser utilizados en mezclas bituminosas son más altas que parabases. No obstante, se ha comprobado que un adecuado tratamiento y una clasificación yselección del material en la planta de tratamiento puede proporcionar sin problemas áridosde calidad suficiente para ser usados en mezclas con betún.

En esta aplicación de las escorias negras, se han concluido los siguientes aspectos:

- El riesgo de hinchamiento se ve disminuido en este caso por el hecho de que la escoria

está rodeada de betún, lo cual la impermeabiliza en cierto sentido, ya que laaccesibilidad del agua es menor, pero deberá tenerse también en cuenta, al igual quepara bases y sub-bases.

- Las propiedades físicas las hacen muy aptas para ser utilizadas en este tipo de mezclas(buen coeficiente de desgaste de Los Angeles) y sobre todo un excelente coeficiente depulido acelerado que garantiza que como árido no va a ser fácilmente pulimentable,ofreciendo microtexturas rugosas que van a favorecer la adherencia con los neumáticosen las capas de rodadura.

Categoría de Tráfico Pesado Valor Mínimo

T0 y T1 0,50 T2 0,45

T3 y T4 0,40

Tabla 30: Valores mínimos del Coeficiente de Pulido Acelerado




66

0,55 0,54 0,54 0,57

0,59 0,6

0,52

0,63 0,62

0,52

0,610,58

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

F act.

1

F act.

2

F act.

3

F act.

4

F act.

5

F act.

6

F act.

7

F act.

8

F act.

9

F act.

10

F act.

11

O fita

CPA

Figura 9: Valores del Coeficiente de Pulido Acelerado (CPA)

En lo que se refiere al Coeficiente de desgaste Los Angeles (CLA), una serie deensayos se realizaron sobre muestras obtenidas tras la clasificación (sin machaqueo) delas escorias. Un segundo grupo pasó por un proceso de machaqueo antes de serclasificadas.

Por último a una muestra se la sometió a un machaqueo exclusivo de las fracciones

gruesas después de haber rechazado los finos propios de la escoria que se generandurante el enfriamiento, presentando un resultado de este coeficiente bastante mejor.

Coeficiente Desgaste de Los Angeles

20

2325

2321

1718

24

18

22

15

18

13

17

0

5

10

15

20

25

30

Fact . 1 Fact . 2 Fact . 3 Fact . 4 Fact . 5 Fact . 6 Fact . 7 Fact . 8 Fact . 9 Fact . 10 Fact . 11

CLA

CLA Clasificación CLA Machaqueo

Figura 10: Valores del Coeficiente de desgaste de Los Angeles

A la vista de los resultados obtenidos, cabe esperar que tras un adecuado machaqueo,

las muestras FACT. 3, 6 y 8 mejoren considerablemente.




67

- La composición química y carácter básico hacen que presenten una buenaafinidad por los betunes convencionales, no existiendo problemas de adhesividadcon éstos.

Riedel-Weber

109

8

10 10

5

9

8 8

9

8 8

5

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 C aliza O fita

Factoría

R i e d e l - W e b e r

Figura 11: Valores del ensayo de adhesividad Riedel-Weber

El valor de este ensayo debe ser superior a 4, por lo que en este caso esta condición secumple en el 100% de las acerías.

- El principal problema que se plantea es el de la falta de finos en la fracción máspequeña, ya que influye muchísimo en la superficie específica de la mezcla yconsecuentemente, en las cantidades de betún que determinarán sus fórmulas de trabajo.

- Se recomienda estudiar cada escoria para cada mezcla y aportar a la fracción 0/6 unaarena natural con suficientes finos como para compensar y cerrar la mezcla.

5.2.2.3 Estimación de utilización en capa de rodadura (CAPV)

En el caso de la utilización de las escorias en capa de rodadura (mezclas bituminosas), serealizan las siguientes suposiciones a nivel de la CAPV:

- Se refuerza el firme de 150 km de carreteras normales al año, con una anchura de 8 m yun espesor de 7,5 cm de aglomerado asfáltico.

- Se refuerza el firme de 25 km de autopistas y autovías al año, con una anchura total de20 m y un espesor de 10 cm de aglomerado asfáltico.

- La densidad media del material empleado es de 2.800 kg/m3.

- El 70% en peso del material utilizado son escorias de acería.




68

a) Carreteras normales

kmtmm

tm x

km


8,2

1

000.18075,0

3⇒


añotmaño

nuevascarreteraskm xkm

tm / 400.176150176.1 ⇒

b) Autopistas y autovías

kmtmm

tm x

km


8,2

1

000.1201,0

3⇒


añotmaño


km

tm / 000.98

25920.3⇒

La capacidad de absorción de escorias para su utilización en mezclas bituminosas (capa derodadura) es de unas 274.400 tm/año.

5.2.2.4 Tramo de prueba en capa de rodadura

Para el refuerzo del firme existente en la carretera gipuzkoana GI-3610 de Zizurkil aAndoain por el casco de Aduna, estaba prevista la utilización de una mezcla convencionalde tipo D-12 con árido ofítico.

Gracias a la Diputación Foral de Gipuzkoa, se realizó un tramo de prueba en dicha carretera,

en la que se sustituyó la mezcla convencional por una fabricada con escorias en una longitudaproximada de unos 500 m.

Aceptando desde el principio que las fracciones gruesas fueran siempre escorias, planteóproblemas la utilización del 100% de escoria en la arena (fracción 0/6), debido a la falta definos. Para solventar este problema se optó por evaluar cuál era el porcentaje mínimo deaporte de arena natural para cerrar lo suficiente la mezcla, con objeto de que ofreciera unbuen comportamiento.




69

Como arena natural se empleó ofita, por ser el árido habitual en las capas de rodadura en lascarreteras controladas por la Diputación Foral de Gipuzkoa. Con relación al filler, se estudióla influencia de su procedencia sobre el resultado de la mezcla, variando entre el naturalprocedente de la ofita y cemento. Se descartó la posibilidad de usar como filler el de laescoria por la pequeña cantidad que aportan los áridos y por su falta de finura.

En la tabla aparecen las diferentes opciones con las que se ha trabajado para determinar lamezcla óptima (opción 6).

Unidad Opción 1 Opción 2 Opción 3 Opción 4 Opción 5 Opción 6 Tamaño 12-18. Escoria % 11 12 15 15,2 13,4 11,1 Tamaño 6-12. Escoria % 22,5 22 23,5 23,7 24,5 20,2 Tamaño 0-6. Escoria % 60 60 20,4 48 Tamaño 0-6. Arena-Ofita % 56 56,3 37,4 16,2 Filler recup. árido natural % 6 4,8

Filler aport. de cemento % 6,5 5,5 4,4 4,6 Estabilidad Kg 1.000 <1.000 1.300 1.300 1.300 1.400 Deformación mm 3 --- 4,1 3,6 3,75 3,5 Densidad Kg/dm3

2,9 --- 2,6 2,58 2,67 2,89 Betún s/a % 4,51 --- 5,53 5,75 5,7 5,38 Inmersión-Compresión % 67,8 --- 82,4 87,9 84,5 87,4

Tabla 31: Estudio de opciones de las mezclas bituminosas

Finalmente, la fórmula de trabajo aplicada fue la siguiente:

Tamaño 0-6 ................................................... 64,2% (48% escoria + 16,2% arena) Tamaño 6-12 ................................................. 20,1% (escoria) Tamaño 12-18 ............................................... 11,1% (escoria) Filler................................................................ 4,6% (cemento) Betún sobre árido ............................................ 5,38%

El betún utilizado fue uno convencional, sin ningún tipo de aditivos (B 60/70).

A las dos semanas de haber asfaltado el tramo, se extrajeron 10 testigos a lo largo delmismo, de los cuales se midieron espesores, densidades, porcentaje de compactación ygrado de adherencia, cuyos resultados son los siguientes:

Testigo nº Espesor Densidad % Compactación Adherencia Dirección 1-V 7,9 2,872 99,4 Buena Vitoria 2-V 7,2 2,806 97 Buena Vitoria 3-V 4,1 2,887 99,8 Buena Vitoria 4-V 6,1 2,842 98,2 Buena Vitoria 5-V 4,4 2,882 99,6 Regular Vitoria 1-B 6,9 2,856 98,7 Buena Bilbao 2-B 4,7 2,880 99,5 Buena Bilbao 3-B 5,4 2,842 98,2 Buena Bilbao 4-B 4,4 2,843 98,2 Buena Bilbao 5-B 4,8 2,84 98,1 Buena Bilbao

Media 5,59 2,855 98,67 ---- ----

Tabla 32: Testigos extraídos del tramo experimental de prueba

En el anexo IV se incluyen los resultados en detalle del seguimiento realizado a este tramoexperimental durante el primer año.




70

5.2.3 Utilización en cementera de escorias negras


La utilización de escorias en la fabricación de cemento supone la transformación térmica delresiduo a temperaturas superiores a los 1.400ºC, lo cual implica la sublimación y emisiónpor chimenea de ciertos óxidos metálicos presentes en las escorias (plomo, zinc, cadmio,níquel), y la transferencia del resto de componentes de las escorias a la composición delclinker.

Por este motivo, el control de la calidad medioambiental de las escorias en esta aplicación,se realiza mediante la determinación de metales presentes en las partículas en suspensiónemitidas por chimenea y en el clinker elaborado.

Con el fin de poder obtener conclusiones, se realizaron dos tomas de muestras de partículas,una correspondiente al proceso con materias primas habituales, y la otra al proceso cuandose introducen escorias.

Foco Muestra P.S.mg/m3N

O2 % CO2 % CO ppm SO2

mg/m3N NO ppm NO2 ppm NOx(NO+NO2)

ppm Horno Rotativo Blanco 16 14,0 12,7 583 <3 335 11 346 Horno Rotativo Ad. escoria 12 11,3 14,7 5.857 <3 60 <1 60

Tabla 33: Análisis de los gases de combustión muestreados en la chimenea de salida del horno

Comparando los resultados obtenidos para ambas mediciones, sólo se observan diferenciasapreciables en los resultados obtenidos para los contenidos en CO y NOx, diferencias quetienen su explicación en variaciones producidas en la alimentación de carbón al horno y/oen la cantidad de aire disponible para la combustión, y no en el hecho de adicionar escorias.

En la siguiente tabla se recogen los valores límite para los niveles de emisión:

Niveles de emisión (mg/m3N) P.S. Emisión de polvos Instalaciones

existentes Instalaciones

nuevas Previsión 1980

Hornos de cemento 400 250 150 Enfriadores de clinker 170 100 50 Machacadoras, molinos, transportadores y ensacadoras 300 250 150

Tabla 34: Niveles de emisión permitidos a cementeras según el decreto 833/75

Comparando los resultados que se obtienen del control de las emisiones durante la coccióndel crudo, con y sin adición de escorias, frente a los niveles de emisión permitidos por lanormativa vigente, se observa que en ningún caso los resultados alcanzan niveles cercanosal límite contemplado en la legislación.

Por otra parte, y dado que el fraguado del cemento supone la inmovilización de lacomposición del mismo, es esperable que no se produzca una liberación apreciable de estoselementos una vez se proceda al uso de un cemento elaborado con escorias.

El análisis elemental realizado sobre muestras de clinker recogidas durante la adición deescorias al proceso, y durante la utilización de las materias primas habituales, ha puesto de




71

manifiesto que los únicos elementos para los que se observan diferencias son el cromo y elmanganeso.

Elementos analizados (mg/kg) Muestra Cr Pb Zn Ni Cd Mn Ti V Mo Se Cu

Blanco 90 <50 60 60 <50 460 960 140 <50 <100 <50

Ad. escoria 570 <50 60 60 <50 1800 1050 180 <50 <100 <50 Tabla 35: Análisis elemental de las muestras de clinker recogidas

No obstante, y dado que la legislación española no recoge limitaciones para dichoselementos, y que su presencia en el cemento no representa problemas para la calidad técnicade dicho material, no se precisa tenerlos en cuenta.

Por otra parte, debido a la inexistencia de criterios medioambientales se ha seguido lamisma metodología a la hora de valorar los riesgos ambientales que para el caso de lautilización de escorias en la construcción de carreteras, considerándose también que elespesor de la capa que está en contacto con el agua de lluvia es de 1 cm, y que la utilizaciónde escorias se lleva a cabo reemplazando el 100% de los áridos utilizados.

Bajo estas consideraciones, los límites son los mismos que se obtuvieron para el caso de lautilización de escorias en capa de rodadura.

Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Límite Elemento Ba mg/kg 21 39 1,7 1,5 11 1,9 1,6 16 6 6,2 2,7 1178 Ba Cd mg/kg <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0,6 Cd Cr mg/kg 0,1 2,4 0,2 2,3 0,4 2,6 0,06 0,03 0,4 <0,04 1 178 Cr Mo mg/kg 0,4 4,6 0,2 0,4 3,2 0,6 0,3 1,5 0,3 0,5 3,9 91 Mo Ni mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 32 Ni Pb mg/kg 0,1 0,07 <0,09 <0,06 4,6 <0,11 0,03 0,01 <0,05 <0,014 <0,014 49 Pb Se mg/kg <0,006 0,1 <0,006 <0,006 0,6 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 0,05 0,2 Se V mg/kg 0,04 0,2 1,1 1,1 0,02 0,9 0,7 <0,02 0,4 1 1,2 87 V Zn mg/kg 0,5 <0,16 <0,7 0,2 0,4 <0,4 0,2 <0,2 <0,3 <0,3 <0,3 70 Zn

F-

mg/kg 5,8 21 5,7 7,1 27 4,4 15 5,5 3,9 17 5,8 1.051 F-

SO42- mg/kg 45 231 139 194 33 112 368 44 89 223 204 16.174 SO4

2-

Tabla 36: Valores límite para el caso de la utilización de una capa de escorias igual a 1 cm

En la siguiente tabla se comparan los resultados del ensayo de lixiviación prEN 12457(procedimiento C) realizados para una muestra de cemento habitual y para una muestra decemento con escorias.

Elemento Unidad Cemento Cemento con escorias Bario mg/kg 9,8 12 Cadmio mg/kg <0,008 <0,005 Cromo mg/kg 0,4 1,4

Molibdeno mg/kg <0,02 <0,02 Níquel mg/kg <0,05 <0,05 Plomo mg/kg 0,03 0,1 Selenio mg/kg <0,03 <0,03 Vanadio mg/kg <0,02 <0,02 Zinc mg/kg 0,6 3 Fluoruros mg/kg 1 1,1 Sulfatos mg/kg 77 92

Tabla 37: Resultados del ensayo de lixiviación europeo realizado sobre las muestras de cemento

Tal y como se puede observar en la tabla anterior, los resultados del ensayo del test de

lixiviación europeo realizados sobre una muestra de cemento con escorias nos indican queno superan para ninguno de los elementos los límites de la Tabla 36.




72


En este caso, el análisis de los aspectos técnicos ha sido realizado por la propia cementera,quien ha calculado en base a la composición química, la dosificación adecuada del material,con objeto de obtener un producto final de características iguales al obtenido con lautilización de materia prima convencional.

Por ello, desde el punto de vista técnico se ha demostrado que es posible la utilización deescorias con una dosificación del 4%, no apareciendo ningún problema de calidad técnicadel producto final.

5.2.3.3 Estimación de utilización en cementera (CAPV)

En este caso las escorias se utilizarían dentro del proceso de fabricación de cemento comoaporte de hierro. La dosificación media utilizada va a depender de la cantidad de hierro de lapropia escoria. Por ello, será necesario hacer un análisis específico del contenido en hierrocon el fin de establecer la dosificación precisa, procurando que la acería mantenga unacomposición uniforme, con objeto de que no haya que realizar cambios en el ajuste de lacomposición.

Considerando que la dosificación media de escorias es del 4% (igual al utilizado durante laprueba a escala industrial), la capacidad de absorción de escorias para su utilización comoaporte de hierro en cementeras es de unas 85.000 tm/año.




73

5.2.4 Utilización en cementera de escorias blancas


El control de la calidad medioambiental de las escorias blancas para su utilización encementera se realiza mediante una determinación analítica completa de las escorias blancas:

Parámetros analizados Empresa X Humedad (%) (sobre base húmeda original) 12,8 Humedad (%) (sobre base seca a 105ºC) 14,6 Aceites minerales (mg/kg) 160 Sulfuro (mg/kg) 503 Silicio (%) 11,7 Aluminio (%) 2,7 Hierro (%) 3,2

Calcio (%) 34,5 Magnesio (%) 8,1 Sodio (%) 0,07 Potasio (%) 0,04 Sulfato (%) 1,7 Cloruro (%) 0,03 Fluoruro (%) 1,4 Mercurio (ppm) 1,7 Arsénico (ppm) 8,9 Molibdeno (ppm) 22 Zinc (ppm) 596 Plomo (ppm) 84

Cobre (ppm) 200 Cadmio (ppm) <1 Cromo (ppm) 150 Níquel (ppm) 80 Manganeso (%) 0,54

Tabla 38: Determinación analítica de las escorias blancas

Tomando como referencia la información analítica obtenida, las limitaciones normativas yla experiencia desarrollada por la cementera, se analizaron individualmente aquellosparámetros que podían influir dentro del proceso de la cementera:

- El nivel de aceites minerales es muy bajo, con lo que se garantiza que su influenciasobre el proceso productivo, las emisiones y la calidad del clinker sea nula.

- La presencia de altos contenidos en sulfatos y sulfuros puede ocasionar importantesproblemas de proceso, debido a la formación de pegaduras. Por otro lado, también haceprever un aumento en la emisión de SO2 (limitado en 1.000 mg/Nm3). En el caso de lasescorias blancas el nivel de sulfatos es bajo y resulta aproximadamente similar al de lamarga; por ello, sustituirla no implica aumento de SO2 en las emisiones ni tampoco eldesarrollo de un proceso de formación de pegaduras.

- Los fluoruros aparecen en cantidades elevadas (1,4%), por lo que deberá tenerse en

cuenta en la práctica, al estar limitada su presencia tanto en el clinker como en lasemisiones.




74

- Las concentraciones de metales son bajas y no van a influir ni en la calidad delproducto final, ni van a suponer un aumento considerable en las emisiones.

- Contenidos superiores al 2% en magnesio pueden ocasionar inestabilidad de volumen,

estando su contenido limitado por normativa.

Desde el punto de vista medioambiental, se llega a la conclusión que en el caso de lasescorias blancas, debido a su baja concentración en metales y elementos problemáticos nova a haber un aumento considerable de las emisiones durante el proceso. Por otra parte,debido a su pobre contenido en hierro no se van a poder utilizar en cementera como aportede hierro, sino como materia prima en sustitución de la marga, teniendo además en cuentaque el parámetro limitante es el magnesio, y que va a ser éste el que determine la máximadosificación (por lo general no mayor del 5%).


En este caso el análisis de los aspectos técnicos ha sido realizado por la propia cementera endos fases:

- Análisis químico de la escoria blanca: complementario al análisis descrito en elapartado anterior, su objeto es el cuantificar aquellos elementos que pudieran serproblemáticos en el proceso de la cementera o aquéllos que por su alto contenidopodrían modificar las características de resistencia del producto final.

- Análisis de la resistencia del clinker obtenido: comparación de las resistencias

obtenidas a los 2 y a los 28 días con los valores obtenidos en el modo de operaciónhabitual.

El estudio de estos aspectos técnicos determinó que el parámetro limitante por el cual ladosificación debía ser no superior al 5% era el magnesio, elemento que afecta a la calidaddel clinker.

Asimismo, es importante que la granulometría del material sea uniforme y comprendidaentre 0-50 mm, y que no se incluyan con la escoria materiales extraños como hierro y trozosde refractario, fáciles de eliminar en origen.

Por otra parte, una vez realizada la prueba en cementera con una dosificación de la escoriablanca del 5%, el análisis de las resistencias no muestra valores muy diferentes de losobtenidos en condiciones normales de funcionamiento:

Resistencia Clinker (media) Clinker (escoria blanca) 2 días 20,0 26,5 28 días 48,0 51,8

Tabla 39: Valores de resistencia del clinker

En lo que se refiere a los aspectos técnicos, se puede concluir que:




75

- Los resultados confirman que la utilización de este tipo de material es posible sindetrimento en la calidad del clinker obtenido, en lo que a composición química serefiere.

- A la vista de los resultados, la utilización de la escoria blanca no afecta a lasresistencias del cemento obtenidas.

5.2.4.3 Estimación de utilización en cementera (CAPV)

La escoria blanca se utilizará como sustituto de la marga, dependiendo su dosificación delcontenido en aquellos elementos que puedan afectar a la calidad del producto final o queocasionen problemas durante el proceso.

A la vista de los resultados, en la mayor parte de los casos el elemento limitante va a ser elmagnesio. Por ello, será preciso establecer la dosificación mediante un análisis de la escoriablanca, debiendo procurar posteriormente cada acería mantener uniforme la composición.

Considerando que la dosificación media de escoria blanca en cementera es del 5%, lacapacidad de absorción de escoria blanca como sustituto de la marga en el proceso defabricación de cemento es de unas 100.000 tm/año.

5.3 INFLUENCIA DEL ENFRIAMIENTO Y VERTIDO DE LA ESCORIA NEGRA EN LAS

POSIBILIDADES DE REUTILIZACIÓN

El proceso de desescoriado se puede realizar de varias formas:

a) La escoria negra es vertida directamente al suelo y enfriada con agua para que pueda serrecogida y transportada en camiones. Una vez enfriada, la escoria presenta un aspectomuy poroso, de tamaño relativamente pequeño y en estado vítreo.

b) La escoria negra es vertida en un cono de hierro fundido que se coloca debajo de lapiquera del horno eléctrico. La escoria comienza a enfriarse en el cono y, antes de quefinalice el proceso de enfriado, se vierte en una fosa donde se enfría. El enfriamiento esmás lento que el anterior. La escoria obtenida presenta un aspecto menos poroso que laanterior y es más cristalina

c) La escoria negra es vertida en un cono de hierro fundido que se deja enfriar. En estecaso el enfriamiento es el más lento, y una vez fría se saca del cono. La escoria obtenidaes muy compacta, con pocos poros, dura y muy cristalina




76

Si la escoria va a ser utilizada en sustitución de la ofita, interesa que su enfriamiento sealento para obtener un material duro y poco poroso, por lo que el sistema de enfriamiento quese recomienda utilizar es el tercero, es decir, el enfriamiento en cono.

Si la escoria se va a utilizar como sustituto de la caliza, puede ser enfriada por cualquiera de

las tres formas antes mencionadas.

El tipo de enfriamiento no es determinante si la escoria se va a utilizar como materia primaen la fabricación de cemento.



Comprobación de las posibilidades de minimización y reciclaje de escorias en las acerías vascas

77

6. COMPROBACIÓN DE LAS POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN YRECICLAJE DE ESCORIAS EN LAS ACERÍAS VASCAS

6.1 POSIBILIDADES DE MINIMIZACIÓN DE LAS ESCORIAS

La escoria es inherente a los procesos de fusión y afino, por lo que su generación no sepuede evitar.

En el proceso de fusión existe una práctica operativa denominada formación de escoriaespumosa que es beneficiosa para:

- Reducir el consumo de energía eléctrica- Evitar el ataque químico del acero fundido al refractario que protege el horno eléctrico- Reducir el tiempo de fusión

Por cada tonelada de acero elaborado se produce entre un 10-15% de escoria negra y lacantidad de escoria generada depende más de los hábitos de producción de cada empresaque del proceso de fusión por sí solo. Cuanto más gruesa es la capa de escoria espumosa,mayor es la eficiencia de transferencia energética del arco eléctrico.

Tras las numerosas consultas realizadas, se ha constatado que el sector está concentrandosus esfuerzos en la búsqueda de posibilidades de reutilización de los residuos que genera. Enel caso de la escoria negra las posibilidades de minimización de la generación del residuoson escasas y difíciles de aplicar por varios motivos:

- No se puede evitar la generación de escoria- La recuperación de las materias primas existentes en la misma (por ejemplo, el óxido de

hierro) exige prolongar el tiempo del proceso- Durante los últimos años, la tendencia del sector ha sido la de acelerar al máximo el

proceso, mediante por ejemplo la utilización de oxígeno durante el proceso de fusión- La escoria negra elimina sustancias indeseables

Sin embargo, se recomienda previamente que el propio acerista compruebe su situación encuanto a generación de escorias, consultando la Tabla 21 y Tabla 22 del capítulo deproducción limpia.

En la Tabla 21, en función de la cantidad media de escoria negra que se genera y de sucontenido en FeO, se indica su contenido en Fe, el cual podría ser aprovechado en mayormedida prolongando los tiempos de proceso. La empresa deberá valorar los beneficios queobtendría recuperando el hierro frente a un mayor tiempo de proceso y un aumento delconsumo de carbón.

En caso de que en la tabla no se encuentre incluido el rango de las escorias que se generanen la empresa, para calcular el contenido de hierro en la escoria, el acerista deberá primerodeterminar la cantidad de escoria negra que genera por cada tonelada de acero producida(A), seguidamente deberá conocerse el contenido de FeO en porcentaje que tiene la escoria

(B).




78

El cálculo del hierro que contiene la escoria se realiza de la siguiente forma:

X B A

=×

100contenido de FeO por tonelada de acero producido.

Y X =×72

56 contenido en Fe en kg por tonelada de acero producido.

Z A

Y =

× 000.1 contenido en Fe en kg por tonelada de escoria

Igualmente, en la Tabla 22, la empresa puede comprobar en función de la basicidad de laescoria que genera, en qué medida podría reducir la cantidad de escoria generada sidisminuye este índice de basicidad.

6.2 POSIBILIDADES DE RECICLAJE DE LAS ESCORIAS

El acerista (productor de escorias) a la hora de valorizar sus escorias deberá seguir lossiguientes pasos:

VALORIZADOR

APLICACIONEN CARRETERAS,

CEMENTERA

ESCORIAS NEGRAS

APLICACION ENCEMENTERA

VERTEDERO

SI

NO

ESCORIAS BLANCAS

Figura 12: Pasos a seguir por el acerista para poder reutilizar las escorias negras y las escorias blancas

La separación correcta de las escorias negras y blancas es fundamental, debido a que encaso contrario a la hora de aplicar las escorias en carretera no se llegarían a cumplir lasespecificaciones técnicas requeridas.




79

En el caso de las escorias blancas, el propio acerista puede gestionar el que las escorias seutilicen en cementera, sin necesidad de llevarlas a un valorizador externo (en este caso elacerista sería el valorizador), únicamente habrá que tener la precaución de que con elmaterial no se incluyan materiales extraños, como trozos de refractario o materialesmetálicos, y que los tamaños no sean superiores a los 50 mm.

En el caso de las escorias negras, el acerista deberá llevar sus escorias a un valorizador,quien en función de las características de las escorias y de la demanda de material,gestionará su utilización en carreteras y/o cementera.

Los pasos que deberá seguir el valorizador de escorias para poder utilizar las escorias negrasen cualquiera de las aplicaciones antes definidas deben ser los siguientes:




80

INICIO

NO

NO

NO

NO

NO SI

SI

SI

SISI

SI

SI

NO

NO

NO

VERTEDERO

CLASIFICACION APC

CLASIFICACION

NO

¿Quiereutilizar lasescorias encarreteras?

¿Secumplen

los criterios derestricción?

¿Pretendeutilizar las

escorias en explanada,bases y/o

sub-bases?

¿Pretendeutilizar lasescorias en

capa derodadura?

Ensayo

prEN-12457¿Cumpletabla B ?

¿El test

dehinchamientoes <0,5%?

EnsayoprEN-12457

¿Cumple

tabla A?

¿El testde

hinchamientoes <0,5%?

¿Quiereutilizar lasescorias en

cementera?

SI

Figura 13: Pasos a seguir por el valorizador para aplicar las escorias negras en cualquiera de las alternativa




81

La utilización de las escorias negras en cementera únicamente requiere una separación delmaterial metálico que pueda contener la escoria y su clasificación y machaqueo, de formaque el tamaño de la escoria valorizada a utilizar no sea mayor de 50 mm.

Para la utilización de las escorias negras en carretera el valorizador deberá realizar laseparación del metal y la clasificación del material en las fracciones de tamaño adecuadaspara la aplicación correspondiente.

Seguidamente, deberá realizarse el ensayo de lixiviación prEN 12457 (procedimiento C) deuna muestra representativa de la escoria valorizada, de forma que cada fracción de tamañose tome según el porcentaje en que va a estar en la aplicación final; dependiendo cual sea laaplicación deberán compararse los resultados con los límites de la tabla A (explanada, basesy sub-bases de carretera) o con los límites de la tabla B (capa de rodadura).

Elemento Unidad Límite Bario mg/kg 17

Cadmio mg/kg 0,009 Cromo mg/kg 2,6

Molibdeno mg/kg 1,3 Níquel mg/kg 0,8 Plomo mg/kg 0,8 Selenio mg/kg 0,007 Vanadio mg/kg 1,3

Zinc mg/kg 1,2 Fluoruros mg/kg 18 Sulfatos mg/kg 377

Tabla A: Valores límite para la utilización de escorias en bases y sub-bases de carreteras




82

Elemento Unidad Límite Cadmio mg/kg 0,6 Selenio mg/kg 0,02

Tabla B: Valores límite para la utilización de escorias en capa de rodadura

Una vez verificado el cumplimiento de los criterios medioambientales, deberá confirmarseque desde el punto de vista técnico es posible la utilización de las escorias. Por ello, seránecesario que se realice sobre una muestra representativa del rango de tamaños a utilizar dela escoria valorizada el test de hinchamiento ASTM-D-4792. Si el resultado de este ensayoes inferior al 0,5%, las escorias valorizadas podrán utilizarse en la aplicación elegida. Encaso contrario, será necesario que las escorias valorizadas tengan un mayor tiempo deenvejecimiento al aire libre, con objeto de que la cal libre que pueda haber se hidrate lo másposible. Una vez pasado un tiempo, se volverá a realizar el test de hinchamiento hastaconseguir un resultado inferior al 0,5%.

6.3 EMPRESA A: ACERÍA DE ACERO COMÚN

La producción principal de la empresa A es acero común, siendo su producción anual deunas 640.000 tm/a de producto acabado.

La empresa genera 128 kg de escoria negra por cada tonelada de acero que produce(A=128), mientras que el porcentaje de FeO de la escoria es de 18,58% (B=18,58).

Haciendo los cálculos tal y como se indica en el apartado 6.1 referidos a la empresa A,tenemos los siguientes resultados:

X = 23,78 kg FeO/tm acero Y = 18,5 kg Fe/tm acero Z = 144,5 kg Fe/tm escoria

Es decir, la empresa pierde en las escorias 18,5 kg de Fe por cada tonelada de aceroproducido, o lo que es lo mismo, se pierden 144,5 kg de Fe por cada tonelada de escoriagenerada.

Sin embargo, en este caso la empresa considera asumible esta pérdida ya que tiene muyajustado el tiempo de proceso, no pudiendo alargar éste debido a consumos energéticos.

Asimismo, el consumo de cal ya lo tienen optimizado, con un índice de basicidad de 1,6.

Por ello, en este caso no es posible aplicar ninguna de las medidas de minimizaciónrecomendadas.

La empresa realiza una correcta separación de las escorias negras y las escorias blancas, porlo que a priori será posible la valorización de los dos subproductos.

Las escorias blancas puede valorizarlas el acerista directamente en cementera como sustitutode la marga (ver apartado 5.2.4 para más información sobre esta alternativa), siempre y

cuando se tenga la precaución de no incluir elementos extraños como trozos metálicos y lostamaños de partícula del material sean inferiores a 50 mm. Las escorias negras se llevarán




83

directamente al valorizador de escorias, quien en función de la demanda y del cumplimientode los parámetros requeridos para cada aplicación las utilizará en cementera como aporte dehierro o en carreteras (en capa de rodadura, bases y/o sub-bases).

Si a un valorizador le llegan las escorias negras de la empresa A, podrá utilizarlas en

cementera o en carreteras, en función de la demanda que tenga.

Si el valorizador pretende utilizar las escorias en cementera, únicamente será necesariorealizar la separación de la fracción metálica y la clasificación del material para poderutilizarlas.

Si el valorizador pretende utilizarlas en carreteras, deberá seguir los pasos que se indican enla Figura 13.

Los resultados de los análisis realizados en una muestra de escoria valorizada de la empresaA comparándolos con los límites de la tabla A (valores límite para la utilización de escorias

en explanada, bases y sub-bases de carretera) y de la tabla B (valores límite para lautilización de escorias en capa de rodadura) son los siguientes:

Bases de carretera Capa de rodadura Elemento Unidad Empresa A Límites tabla A Límites tabla B

Bario mg/kg 5,7 17 - Cadmio mg/kg < 0,001 0,009 0,6 Cromo mg/kg 0,9 2,6 -

Molibdeno mg/kg 0,4 1,3 - Níquel mg/kg < 0,05 0,8 - Plomo mg/kg 0,07 0,8 - Selenio mg/kg < 0,006 0,007 0,2 Vanadio mg/kg 0,8 1,3 -

Zinc mg/kg 0,4 1,2 - Fluoruros mg/kg 9,2 18 - Sulfatos mg/kg 180 377 -

Tabla 40: Comparación de la analítica de la escoria de la empresa A con los valores límite

Tal y como queda reflejado en la tabla anterior, en este caso desde el punto de vistamedioambiental sí es posible utilizar las escorias de la empresa A tanto en capa de rodaduracomo en bases de carretera. Por lo tanto, en este caso será el valorizador quien decida, enfunción de la demanda, en cuál de las aplicaciones utilizar las escorias.

Por último, el resultado del test de hinchamiento de esta escoria ha sido de 0,17%,cumpliéndose asimismo los criterios técnicos previos requeridos.




84

ANEXO I: ANALÍTICA REALIZADA SOBRE LAS ESCORIAS NEGRAS DE 11ACERÍAS VASCAS

Ensayos físicos Densidad y porosidad

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 D. absoluta g/cm3 3,76 3,25 3,59 3,61 3,31 3,68 3,79 3,72 3,98 3,64 3,83 D. real g/cm3 3,6 2,98 3,53 3,48 3,26 3,54 3,62 3,5 3,71 3,61 3,61 D. aparente g/cm3 1,93 1,54 2,07 2,12 1,68 2,4 1,7 2,02 1,86 1,86 1,82 Porosidad % 4,26 8,31 1,67 3,6 1,51 3,8 4,49 5,91 6,78 0,82 5,74

Tabla 41: Resultados de la densidad y porosidad de las once acerías ensayadas

Ensayos químicos Humedad, pH y cal libre

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Humedad % 3,16 1,74 1,15 4,54 1,75 0,95 6,74 0,54 0,61 1,52 0,3 pH -- 12,2 11,8 11,3 10,8 12,1 11,6 10,6 11,9 11,3 11,4 11,3

Cal libre % 1,7 0,4 0,18 0,45 1,67 0,16 0,28 0,32 0,53 0,18 0,34 Tabla 42: Parámetros químicos (humedad, pH y cal libre) de las escorias ensayadas

Carbono, azufre, aniones y compuestos orgánicos Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Ctotal mg/kg 4300 3600 2100 4300 15100 2500 3000 3400 4600 1900 1300 Stotal mg/kg 1300 2800 1200 1200 5100 1200 1700 1700 1400 1400 2200

Tabla 43: Contenido en carbono y azufre en las escorias ensayadas Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 F-

total mg/kg 728 18217 399 548 8261 438 940 656 749 7426 748 Cl-

total mg/kg 88 87 22 24 34 21 32 30 30 97 85 Br-

total mg/kg <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

S2-total mg/kg 105 1020 107 121 1860 65 250 230 390 175 165 SO4

2-total mg/kg 3228 5311 2418 5169 10547 2899 3507 3811 2915 2983 4258

CN-total mg/kg <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005

Tabla 44: Contenido en aniones de las escorias ensayadas

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact.10

Fact.11

Aceites y G. mg/kg 125 135 140 300 500 500 <100 100 400 <100 <100 Aceites M. mg/kg 3 8 8 60 8 61 5 18 4 4 5 EOX mg Cl- /kg <0,05 0,2 1,8 <0,05 0,9 0,1 0,2 <0,05 0,1 <0,05 <0,05

Tabla 45: Compuestos orgánicos presentes en las escorias muestreadas

Elementos mayoritarios

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Al2O3 % 5,5 7,59 6,53 3,96 8,01 5,8 6,7 4,99 5,28 7,8 5,16 CaO % 30,75 37,22 28,63 26,93 33,89 26,78 28,45 30,53 28,06 30,46 29,58 Cr2O3 % 0,58 4,18 1,25 1,23 1,01 2,03 1,04 1,27 1,93 1,48 1,39 Fe0 % 0,44 0,33 0,6 0,29 0,33 0,46 0,22 0,35 0,57 0,33 0,33 FeO % 20,48 3,26 20,64 11,16 17 15,12 24,15 19,17 25,08 19,93 16,81 Fe2O3 % 17,06 1,71 10,2 22,4 5,7 16,97 10,28 12,06 7,77 8,6 20,58 K2O % 0,02 0,02 0,05 0,04 0,03 0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,01 MgO % 6,75 10,82 4,01 4,77 9,58 4,81 6,47 4,55 9,94 5,39 5,38 MnO % 3,47 2,41 4,07 2,98 3,22 3,84 4,55 4,91 5,25 4,41 5,78 Na2O % 0,03 0,05 0,02 0,07 0,06 0,01 0,16 0,01 0,01 0,22 0,09 P2O5 % 3,16 1,74 1,15 4,54 1,75 0,95 6,74 0,54 0,61 1,52 0,3 SiO2 % 10,04 24,84 16,06 13,45 12,98 14,56 15,33 14,34 10,79 16,46 11,77 TiO2 % 0,54 1,54 0,35 0,25 0,29 0,35 0,83 0,34 0,44 0,53 0,46

V2O5 % 0,09 0,09 0,13 0,08 0,08 0,11 0,15 0,13 0,19 0,11 0,16 Tabla 46: Compuestos mayoritarios presentes en las escorias ensayadas



Anexo I

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Elementos traza Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 As mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ba mg/kg 374 741 1364 747 403 1008 1251 878 556 1706 807 Be mg/kg <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 Cd mg/kg 31 2,9 31 29 21 26 26 32 26 24 27

Co mg/kg 7 10 4,9 5 6,8 22 7,5 5,5 4,8 4,2 5,6 Cu mg/kg 49 63 289 142 146 245 159 118 59 168 127 Hg mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Mo mg/kg 2,3 405 19 28 147 36 6,6 65 4,6 7,2 135 Ni mg/kg 38 777 62 35 673 106 38 94 25 21 39 Pb mg/kg 2576 87 4454 2271 1266 4891 3493 655 2445 2402 2620 Sb mg/kg 12 <5 112 68 534 47 21 46 25 13 30 Se mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Sn mg/kg 6,2 5,8 10 9,7 8,7 12 9,5 4,5 2,1 5,9 2 Zn mg/kg 61 75 898 342 1368 149 95 156 62 172 89

Tabla 47: Elementos traza presentes en las escorias ensayadas

Ensayo de columna

Este ensayo determina la lixiviación de las escorias en rangos de relaciones líquido/sólido(L/S) comprendidas entre 0 y 10 ml/g.

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 pH --- 12 11,6 11,1 9,1 11,9 10,9 9,3 11,6 11,4 9,7 10,6 L/S ml/g 10,09 9,87 10,09 10,13 9,95 10,16 10,49 10,05 9,74 9,93 9,72 Elemento Al mg/kg 24 24 16 12 59 29 27 191 31 11 47 As mg/kg <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 Ba mg/kg 16 50 1,8 3,6 9,8 3,3 <1,9 10 5,6 2,4 1,8 Be mg/kg <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 Ca mg/kg 3921 1476 597 661 2480 757 408 1572 959 415 499 Cd mg/kg <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 Co mg/kg <0,015 0,007 <0,001 <0,001 0,007 <0,002 0,002 0,004 0,006 0,003 0,002 Cr mg/kg 0,2 1 0,2 1,7 0,2 1,9 <0,01 0,2 0,2 <0,02 0,7 Cu mg/kg <0,07 <0,04 <0,05 <0,04 0,1 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,07 <0,04 Fe mg/kg <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 Hg mg/kg <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 <0,006 K mg/kg 8,3 18 41 34 56 21 9,3 15 5,3 46 5,3 Mg mg/kg <0,6 <0,6 <0,7 <0,6 <0,6 <1,1 <0,6 <0,7 <0,6 0,7 <1,3 Mn mg/kg <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 Mo mg/kg 0,04 3,9 0,4 0,7 0,9 0,6 0,1 0,4 0,1 0,8 5,5 Na mg/kg 21 63 14 44 65 10 17 7,1 12 45 22 Ni mg/kg <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 Pb mg/kg 0,06 0,1 <0,015 <0,01 2,8 <0,02 <0,01 <0,03 <0,01 <0,02 <0,01 Sb mg/kg <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 Se mg/kg <0,04 0,2 <0,04 <0,04 0,5 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 <0,04 Si mg/kg 6,7 34 149 52 18 109 91 42 64 132 78 Sn mg/kg <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 Ti mg/kg <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6 <0,6

V mg/kg 0,1 0,06 0,9 0,2 0,05 0,5 0,6 0,2 0,7 0,8 1 Zn mg/kg 0,1 0,1 <0,05 <0,04 0,5 <0,022 0,1 <0,01 <0,05 0,4 <0,06 F- mg/kg 1,7 15 5,9 2,4 16 4 3 3,1 1,7 8,1 1,9 Cl- mg/kg 71 26 21 20 32 2,6 16 30 19 37 40 Br- mg/kg <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 SO4

2- mg/kg 21 82 66 85 44 25 227 105 31 164 139 CN- mg/kg <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06 <0,06

Tabla 48: Valores de resumen de la lixiviación según el ensayo de columna para las once escoriasmuestreadas y en la relación líquido/sólido de diez




86

Ensayo de disponibilidad

Este ensayo, junto con el ensayo de disponibilidad oxidativa determina el factor decorrección de los resultados que se obtienen en el ensayo de columna.

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Vácido etapa 1 ml 46,1 36 29,4 78,2 45,9 30,7 25,7 38,1 34,6 49,5 42,9 Vácido etapa 2 ml 25,9 55 26 30,9 46,3 14 12,4 19,7 10,7 20,1 15,6 Elemento Al mg/kg 120 1374 383 340 1060 295 87 103 <5 1049 <5 As mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Ba mg/kg 149 98 335 315 204 189 247 179 170 568 256 Be mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ca mg/kg 114428 79082 63118 118821 124842 50611 70491 70330 47560 109041 61933 Cd mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Co mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Cr mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Cu mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Fe mg/kg 1902 54 1422 4173 3174 459 215 48 775 391 34 Hg mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 K mg/kg 90 48 139 272 129 85 77 32 32 248 40 Mg mg/kg 2435 15094 1810 8332 18337 1996 2328 1323 1170 2718 1003 Mn mg/kg 749 2754 991 2494 989 736 534 642 443 774 277 Mo mg/kg <5 8,1 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Na mg/kg 155 202 129 253 188 61 318 55 78 699 326 Ni mg/kg <5 49 <5 <5 79 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Pb mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Sb mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Se mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Si mg/kg 3993 11447 12608 15350 3073 11160 4292 9884 3586 6370 4022 Sn mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ti mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 V mg/kg 9,2 6,7 25 35 10 36 13 36 35 21 62 Zn mg/kg 8,5 30 29 34 375 24 <5 <5 <5 <5 <5

Tabla 49: Resultados del ensayo de disponibilidad realizado sobre las escorias muestreadas

Ensayo de disponibilidad oxidativa


Fact.11

Vácito etapa 1 ml 16,8 16,2 32,5 36 19 29,5 16,4 25 19,6 8 31,5 Vag.ox. etapa 1 ml 35 41,5 47 48 40,5 42,7 44 34,2 44 36,1 43,2 Vácido etapa 2 ml 33,6 24,6 16 13,5 17 10 10 20 6,2 9,5 13,5 Vag.ox. etapa 2 ml 30 41,5 35,6 17 31,8 30,6 64 40,5 37,8 41,4 42,3 pHfinal -- 6 5,5 6,3 6,3 6 6,8 5,8 7,6 5,6 4,5 7 Ee mv 355 354 327 327 344 290 352 255 352 400 296 Elemento Al mg/kg 294 2176 236 311 986 259 636 86 86 2988 52 As mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20

Ba mg/kg 118 207 447 319 163 266 319 301 203 684 261 Be mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ca mg/kg 117030 100248 75537 143283 102551 68133 68908 76941 56194 113501 82478 Cd mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Co mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 7,2 <5 <5 <5 <5 <5 Cr mg/kg 19 24 <5 40 93 21 <5 12 24 <5 30 Cu mg/kg <5 <5 28 11 11 7,1 9 6,5 <5 32 <5 Fe mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Hg mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 K mg/kg 73 97 264 269 167 142 151 103 75 330 109 Mg mg/kg 1240 13641 2466 3711 10533 2382 3040 2949 1102 2995 1130 Mn mg/kg 434 3075 1588 2647 539 1056 1010 1173 310 1117 228 Mo mg/kg <5 <5 <5 <5 20 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Na mg/kg 303 281 420 671 379 82 736 312 193 1041 391 Ni mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5

Pb mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Sb mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 Se mg/kg <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20



Anexo I

87


Fact.11

Si mg/kg 4839 6344 13198 15519 3209 12408 5260 9534 1787 5753 6400 Sn mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 Ti mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 V mg/kg 61 28 119 112 67 140 67 183 139 89 174 Zn mg/kg <5 48 113 32 352 50 17 23 <5 134 8,7

Tabla 50: Resultados del ensayo de disponibilidad en condiciones oxidativas realizado sobre las escoriasmuestreadas

Ensayo de pH estático a pH = 11

Este ensayo, junto con el ensayo de pH estático a pH=8 determina el factor de correcciónpara poder corregir los resultados del test de columna.

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Vácido ml 27 2 9 5,3 35 3 2 9,5 7,5 <0,05 1 pHfinal --- 11,1 11 11 10,7 10,7 11,3 11,3 11,1 10,8 11,5 10,7 Elemento Al mg/kg 484 6,5 2,5 <0,3 309 4,1 6,6 718 0,7 2,4 79

As mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Ba mg/kg 10 6,7 1,1 3,1 12 3,2 3,4 10 5,1 1,2 0,9 Be mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Ca mg/kg 9426 879 578 2103 13973 1369 1096 4639 3039 222 524 Cd mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Co mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Cr mg/kg <0,3 0,5 <0,3 0,7 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 0,7 Cu mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Fe mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 K mg/kg 8,4 23 28 37 69 6,3 149 37 41 36 15 Hg mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Mg mg/kg 0,7 5,6 3,1 5,5 2,2 2,6 1,9 1,4 13 1,3 2,9 Mn mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Mo mg/kg <0,3 1,9 <0,3 0,5 3,6 0,6 <0,3 2,2 <0,3 0,2 2,2 Na mg/kg 28 31 44 46 87 16 35 23 4,8 70 12

Ni mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Pb mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Sb mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Se mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Si mg/kg 0,6 10 43 63 1,9 34 28 0,3 26 73 2,2 Sn mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Ti mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 V mg/kg <0,3 <0,3 1 0,8 <0,3 0,9 0,6 <0,3 1,9 1 0,5 Zn mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 F- mg/kg 1,1 17 0,4 0,8 2,1 7,1 1,1 4,2 2,5 10 2 Cl- mg/kg 8,1 8,3 1,5 7,9 2,7 4,8 7 7,7 6,6 46 6,1 Br- mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 SO4

2- mg/kg 59 108 106 95 172 56 113 92 71 127 303 CN- mg/kg <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03

Tabla 51: Resultados del ensayo a pH estático realizado sobre las escorias muestreadas a pH = 11

Ensayo de pH estático a pH = 8 Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Vácido ml 44 26,4 28,2 34 272,2 49 42,6 90 110 45 41,5 pHfinal --- 8 8,3 7,7 7,9 7,4 7,7 8 8,1 8,7 8,1 8,3 Elemento Al mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 As mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Ba mg/kg 29 22 3,1 16 46 17 9,9 34 16 3,5 2,7 Be mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Ca mg/kg 14369 9242 6582 11101 79922 8316 8916 28991 1014 15893 3391 Cd mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Co mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3

Cr mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Cu mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Fe mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3




88

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 K mg/kg 33 24 33 49 84 21 130 49 22 64 21 Hg mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Mg mg/kg 163 688 101 347 205 146 269 183 1681 408 347 Mn mg/kg 14 15 7,5 4,5 23 9,9 36 32 <0,3 49 11 Mo mg/kg <0,3 3,1 <0,3 0,5 7,5 0,6 <0,3 1,6 <0,3 0,6 4 Na mg/kg 25 39 61 75 148 38 134 57 4,1 146 46

Ni mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Pb mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Sb mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Se mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Si mg/kg 93 139 221 848 40 245 114 82 112 1032 30 Sn mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 Ti mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 V mg/kg 0,4 0,5 2,3 1,3 <0,3 2 0,7 1,5 3 1,5 0,8 Zn mg/kg <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 <0,3 F- mg/kg 1 15 0,4 0,7 2,2 6,5 1,1 4,4 3,1 9,3 2,4 Cl- mg/kg 9,9 5,9 1,1 9,4 3,7 4,4 6,3 9,2 8,9 44 4,8 Br- mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 SO4

2- mg/kg 44 187 98 83 241 54 114 173 54 174 385 CN- mg/kg <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03

Tabla 52: Resultados del ensayo de pH estático realizado sobre las escorias muestreadas a pH = 8

Ensayo prEN 12457 (procedimiento C)

Ensayo de lixiviación de las escorias que se va a utilizar como procedimiento simplificadopara determinar las posibilidades de reutilización de las escorias.

Parámetro Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 pHfinal --- 11,9 11,5 10,4 9 11,7 11,4 11,1 11,9 11,6 11,3 11,1 Conduct. µS/cm 5640 1747 374 222 2971 414 692 1465 1373 647 727 L/S ml/g 10,19 10,34 10,12 10,48 10,23 10,1 9,91 10,02 10,16 10,07 10,04 Elemento Al mg/kg 13 72 15 11 120 108 34 154 104 10 98 As mg/kg <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03

Ba mg/kg 21 39 1,7 1,5 11 1,9 1,6 16 6 6,2 2,7 Be mg/kg <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Ca mg/kg 5562 1667 766 883 2351 773 652 2199 1086 725 661 Cd mg/kg <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 Co mg/kg 0,01 0,007 <0,001 <0,001 0,01 0,004 0,003 0,003 0,007 0,004 0,003 Cr mg/kg 0,1 2,4 0,2 2,3 0,4 2,6 0,06 0,03 0,4 <0,04 1 Cu mg/kg 0,06 <0,03 <0,12 <0,03 0,1 <0,03 0,04 0,03 <0,03 <0,03 <0,03 Fe mg/kg <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Hg mg/kg <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 K mg/kg 7,2 17 27 25 65 8,9 15 18 4,1 52 2,8 Mg mg/kg <0,5 <0,5 1,6 1,6 <0,5 <1,2 0,9 <0,8 <0,5 1 <0,5 Mn mg/kg <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 Mo mg/kg 0,4 4,6 0,2 0,4 3,2 0,6 0,3 0,4 0,3 0,5 3,9 Na mg/kg 31 62 40 35 87 19 44 51 15 71 20 Ni mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05

Pb mg/kg 0,1 0,07 <0,09 <0,06 4,6 <0,11 0,03 0,01 <0,05 <0,014 <0,014 Sb mg/kg <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 Se mg/kg <0,03 0,1 <0,03 <0,03 0,6 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,05 Si mg/kg 5 16 81 111 4,5 37 52 17 12 108 43 Sn mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 Ti mg/kg <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 V mg/kg 0,04 0,2 1,1 1,1 0,02 0,9 0,7 <0,02 0,4 1 1,2 Zn mg/kg 0,5 <0,16 <0,7 0,2 0,4 <0,4 0,2 <0,2 <0,3 <0,3 <0,3 F- mg/kg 5,8 21 5,7 7,1 27 4,4 15 5,5 3,9 17 5,8 Cl- mg/kg 102 45 19 15 50 41 22 33 19 72 9,2 Br- mg/kg <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 SO4

2- mg/kg 45 231 139 194 33 112 368 44 89 223 204 CN- mg/kg <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05

Tabla 53: Resultados obtenidos del ensayo prEN 12457 (procedimiento C) realizado sobre las escoriasmuestreadas



Anexo II

89

ANEXO II: ASPECTOS TÉCNICOS ANALIZADOS SOBRE LAS ESCORIAS.

Granulometría

Tamiz FACT 1 FACT 3 FACT 4 FACT 6 FACT 8 38,1 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 19,1 100 100 100 100 100 12,7 100 100 100 100 100 9,52 100 100 100 100 100 4,76 97,8 96,25 91 96,6 89,8 2,38 73,2 58 45,9 57,1 38,5 0,59 27,15 11,6 5 8,05 1,9 0,297 15,25 6,65 1,7 4,3 0,95 0,149 6,7 3,55 0,9 2,4 0,65 0,08 2,95 1,95 0,5 1,55 0,35

Tabla 54: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser clasificadas (sin machaqueo)

Tamiz FACT 1 FACT 2 FACT 4 FACT 5 FACT 7 FACT 9 FACT 10 FACT 11 38,1 100 100 100 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 100 100 100 19,1 100 100 100 100 100 100 100 100 12,7 100 100 100 100 100 100 100 100 9,52 100 100 100 100 100 100 100 100 4,76 97,37 98,32 90,9 99,2 96,67 97,74 96,04 98,59 2,38 71,24 84,08 50,4 84,39 68,81 68,32 63,98 71,72 0,59 26,32 46 13,7 44,59 23,31 14,89 22,13 16,73 0,297 18,42 32,22 9,6 29,78 14,47 8,12 14,13 9,51

0,149 12,5 21,25 6,9 19,59 9,06 4,96 10,33 5,97 0,08 8,08 13,86 4,40 13,14 5,79 3,16 7,14 3,77

Tabla 55: Granulometrías de la fracción 0-6 mm después de ser machacadas y clasificadas

Tamiz FACT 1 FACT 3 FACT 4 FACT 6 FACT 8 38,1 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 19,1 100 100 100 100 100 12,7 100 100 100 100 100 9,52 94,30 96,95 77,20 93,70 99,90 4,76 6,45 6,10 23,80 9,60 12,60 2,38 0,00 0,30 8,90 0,90 0,15

0,59 0,00 0,00 3,00 0,00 0,00 0,297 0,00 0,00 1,60 0,00 0,00 0,149 0,00 0,00 0,7 0,00 0,00 0,08 0,00 0,00 0,30 0,00 0,00


Tamiz FACT 1 FACT 2 FACT 4 FACT 5 FACT 7 FACT 9 FACT 10 FACT 11 38,1 100 100 100 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 100 100 100 19,1 100 100 100 100 100 100 100 100 12,7 100 100 100 100 100 100 100 100 9,52 93,59 89,74 84,00 89,03 91,39 94,07 89,54 91,96 4,76 7,43 8,68 24,10 12,88 5,57 8,95 8,83 6,79

2,38 1,03 1,45 11,50 5,23 0,62 1,51 3,30 1,55 0,59 0,56 0,88 6,40 4,07 0,51 0,92 2,94 0,99 0,297 0,51 0,79 4,90 3,61 0,48 0,88 2,74 0,91




90

Tamiz FACT 1 FACT 2 FACT 4 FACT 5 FACT 7 FACT 9 FACT 10 FACT 11 0,149 0,43 0,70 3 2,78 0,44 0,78 2,31 0,83 0,08 0,38 0,53 1,80 1,74 0,37 0,49 1,59 0,57


Tamiz FACT 1 FACT 3 FACT 4 FACT 6 FACT 8

38,1 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 19,1 97,85 97,70 100 97,65 99,70 12,7 51,45 61,40 12,70 56,35 68,75 9,52 8,80 15,60 3,70 13,80 19,50 4,76 0,00 1,50 3,30 0,90 1,05 2,38 0,00 0,00 3,10 0,00 0,00 0,59 0,00 0,00 1,70 0,00 0,00 0,297 0,00 0,00 0,90 0,00 0,00 0,149 0,00 0,00 0,40 0,00 0,00 0,08 0,00 0,00 0,20 0,00 0,00


Tamiz FACT 1 FACT 2 FACT 4 FACT 5 FACT 7 FACT 9 FACT 10 FACT 11 38,1 100 100 100 100 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 100 100 100 100 19,1 90,48 90,47 100 90,97 94,59 92,52 91,71 95,19 12,7 40,74 37,27 15,40 38,13 38,64 36,58 35,67 48,80 9,52 4,73 6,27 2,10 4,74 3,78 3,34 3,98 6,39 4,76 0,59 0,61 2,10 1,32 0,32 0,47 1,58 0,72 2,38 0,56 0,45 2,00 1,07 0,32 0,46 0,99 0,39 0,59 0,52 0,45 1,50 1,01 0,32 0,46 0,87 0,35 0,297 0,49 0,45 1,40 0,94 0,32 0,46 0,84 0,35 0,149 0,45 0,45 1,00 0,85 0,32 0,46 0,72 0,35 0,08 0,42 0,45 0,60 0,74 0,32 0,46 0,61 0,35


Densidad

Tamaño 0/6 NLT 154/92 Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11

DRA(kg/dm3)

3,24 2,83 3,24 3,3 2,44 3,33 3,31 3,19 3,37 3,29 3,41

DRR(kg/dm3)

3,68 3,25 4,21 3,71 3,27 3,68 3,65 3,73 3,86 3,65 3,84

DRASSS(kg/dm3)

3,36 2,96 3,47 3,41 2,7 3,43 3,4 3,33 3,5 3,41 3,52

Absorción%

3,7 4,6 7,1 3,2 10,9 2,9 2,9 4,6 3,7 3,3 3,3

Porosidad%

12 13 23 11 25 10 9 14 13 10 11

Tabla 60: Densidades de la fracción 0-6 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias DRA: Densidad relativa aparente DRR: Densidad relativa real DRASSS: Densidad relativa aparente, saturada, superficie seca


DRA(kg/dm3)

3,45 2,91 3,37 3,46 3,17 3,24 3,4 3,2 3,32 3,48 3,48

DRR(kg/dm3)

3,7 3,1 3,59 3,77 3,47 3,6 3,7 3,68 3,72 3,65 3,7

DRASSS(kg/dm3)

3,52 2,97 3,43 3,54 3,28 3,34 3,49 3,33 3,43 3,52 3,54

Absorción%

1,9 2,2 1,8 2,4 2,8 3,1 2,4 4,1 3,2 1,4 1,5

Porosidad

% 7 6 6 8 9 10 8 13 11 5 6

Tabla 61: Densidades de la fracción 6-12 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias



Anexo II

91


DRA(kg/dm3)

3,27 2,87 3,4 3,44 2,62 3,17 3,29 3,1 3,24 3,4 3,28

DRR(kg/dm3)

3,76 3,32 3,69 3,76 3,34 3,67 3,77 3,69 3,81 3,78 3,71

DRASSS(kg/dm3) 3,4 3,00 3,47 3,52 2,84 3,31 3,4 3,26 3,34 3,5 3,40 Absorción%

4 4,7 2,2 2,5 8,2 4,3 3,5 5,2 4,7 2,9 3,5

Porosidad%

13 14 8 9 22 14 13 16 15 10 12

Tabla 62: Densidades de la fracción 12-18 mm obtenidas tras el tratamiento de las escorias

Durabilidad

El test que permite evaluar la resistencia frente a la meteorización es el Ensayo deDurabilidad al desmoronamiento (Slake durability test) (NLT-251/91). Dicho ensayodetermina la resistencia de una muestra de roca al debilitamiento y desintegración cuando se

somete a dos ciclos normalizados de humedad-sequedad.

Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Ofita Caliza

Id. 1er

ciclo 99,68 99,67 99,65 97,85 98,80 99,70 99,61 99,72 99,39 99,4 99,57 99,81 99,80

Id. 2ºciclo

99,41 99,50 99,39 97,56 98,23 99,44 99,36 99,53 99,09 99,23 99,37 99,62 99,60

Tabla 63: Resultados del ensayo de durabilidad

ENSAYO DE DURABILIDAD

96

96,5

97

97,5

98

98,5

99

99,5

100

FACT 1 FACT 2 FACT 3 FACT 4 FACT 5 FACT 6 FACT 7 FACT 8 FACT 9 FACT

10

FACT

11

Ofita Caliza

Id 1er ciclo Id 2º ciclo

Durabilidad muy alta

Durabilidad alta

Figura 14:Representación de los resultados del ensayo de durabilidad




92

Ensayo de hinchamiento acelerado

0,290,23 0,22

0,08

0,54

0,06

0,19

0,48

0,57

0,17 0,15

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

FACT 1 FACT 2 FACT 3 FACT 4 FACT 5 FACT 6 FACT 7 FACT 8 FACT 9 FACT 10 FACT 11

H i n c h a m i e n t o ( % )

Figura 15: Máximos hinchamiento obtenidos para las escorias muestreadas según la norma ASTM-D-4792-95

Hinchamiento de Arenas (0/6)

0,750,58

0,22

1,59

0,24 0,25 0,31

0,77

0,170,29

0

0,2

0,40,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

FACT 1 FACT 2 FACT 4 FACT 5 FACT 6 FACT 7 FACT 8 FACT 9 FACT 10 FACT 11

H i n

c h a m i e n t o ( %

Figura 16: Hinchamiento en arenas

Grado de envejecimiento

La norma NLT-361-91 describe el grado de envejecimiento de escorias de acería, IndiceGranulométrico de Envejecimiento (IGE). En dicha norma se recomienda que para que unaescoria pueda utilizarse en carreteras su IGE debe ser menor del 1%.



Anexo II

93

VALORES DE IGE (Muestra 5 - 10)

0,63 0,680,14 0,26

4,91

0,160,54 0,54 0,33 0,13 0,14

0

1

2

3

4

5

6

F A C T

1

F A C T

2

F A C T

3

F A C T

4

F A C T

5

F A C T

6

F A C T

7

F A C T

8

F A C T

9

F A C T

1 0

F A C T

1 1

I G E ( 5 - 1 0 )

Figura 17: Grado de envejecimiento de la fracción 5-10 de las escorias muestreadas

VALORES DE IGE (Muestra 10 - 20)

0,12 0,1 0,06 0,1

0,99

0,03

0,18

0,03

0,190,05 0,04

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

F A C T

1

F A C T

2

F A C T

3

F A C T

4

F A C T

5

F A C T

6

F A C T

7

F A C T

8

F A C T

9

F A C T

1 0

F A C T

1 1

I G E ( 1 0 - 2 0 )

Figura 18: Grado de envejecimiento de la fracción 10-20 de las escorias muestreadas

Indice de lajas y agujas

Se define como índice de lajas de una fracción de áridos al porcentaje en masa de laspartículas que la forman, cuya dimensión mínima (grosor) es inferior a 3/5 de la dimensiónmedia de la fracción considerada. Del mismo modo, el índice de agujas, determina lacantidad de partículas cuya dimensión máxima (longitud), es superior a 9/5 de la dimensiónmedia de la fracción considerada. El máximo índice de lajas de las distintas fracciones delárido grueso, obtenido según la norma NLT-354, no debe ser superior a 30 en vías contráficos T0, T1 y T2, ni a 35 en las demás categorías de tráfico (25 para mezclas drenantes ymicros tipo F y 20 para micros tipo M).




94

Indice de Lajas Indice de Agujas 6,3/10 10/12,5 12,5/20 6,3/10 10/12,5 12,5/20

Fact. 1 9 3 6 8 11 4 Fact. 2 14 5 12 14 16 14 Fact. 3 13 4 6 6 8 5 Fact. 4 3 1 7 10 15 3 Fact. 5 11 6 10 10 21 11 Fact. 6 7 * * 7 * * Fact. 7 6 * * 9 * * Fact. 8 9 3 14 7 4 3 Fact. 9 6 1 4 4 9 2 Fact. 10 24 4 11 7 14 5 Fact. 11 8 2 8 7 10 6 * Falta de muestras para ensayar

Tabla 64: Indice de lajas y agujas de las distintas fracciones de las escorias muestreadas

Coeficiente de forma

Da el índice de cómo se aproximan los áridos a formas compactas, similares a esferas, ydebe ser superior a 0,15 para poder utilizarlos.

Coeficiente de Forma 6,3/10 10/12,5 12,5/20

Fact. 1 0,2 0,26 0,29 Fact. 2 0,17 0,26 0,26 Fact. 3 0,16 0,26 0,26 Fact. 4 0,2 0,3 0,44 Fact. 5 0,17 0,24 0,26

Fact. 6 0,18 * * Fact. 7 0,19 * * Fact. 8 0,16 0,26 0,27 Fact. 9 0,18 0,25 0,27 Fact. 10 0,15 0,27 0,27 Fact. 11 0,18 0,27 0,28

* Falta de muestras a ensayar

Tabla 65: Coeficientes de forma de las distintas fracciones de las escorias muestreadas



Anexo III

95

ANEXO III: ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES. METODOLOGÍA EMPLEADAPARA LA OBTENCIÓN DE LOS VALORES LÍMITE PROPUESTOS.

Dada la diversidad de criterios y valores límite que recogen las normativas de referencia

consultadas, se ha visto la necesidad de elaborar una normativa propia para las escoriasgeneradas en la CAPV, que contemple la utilización de este residuo en materiales deconstrucción. De esta forma, y a raíz de los criterios consultados, se establece unametodología dividida en dos fases:

a) Nivel de evaluación de base o análisis de riesgos: se trata de realizar un estudio completode las características del residuo, de tal forma que permita conocer el comportamiento de lasescorias a largo plazo y establezca las condiciones de uso de éstas.

b) Nivel de evaluación ligado a la gestión o modelo de gestión: dado que el objetivo es ladiscriminación, de forma particularizada, de las escorias aptas para su uso en construcción

de las que no lo son, el presente nivel establece un metodología apta para tal fin, que constade una metodología de muestreo, ensayo a realizar, parámetros a determinar y límites paralos parámetros.

Tal y como se ha comentado en el apartado correspondiente, no es posible la utilización deescorias de tal forma que con el tiempo éstas vayan a ser consideradas como si de un suelose tratase. La comparación entre la composición de las escorias con los valores de referenciade los suelos de la CAPV es la siguiente: Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 V. Ref. Elemento

Al mg/kg 29101 40159 34550 20952 42381 30688 35450 26402 27937 41270 27302 7100 Al As mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 23 As

Ba mg/kg 374 741 1364 747 403 1008 1251 878 556 1706 807 150 Ba Be mg/kg <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 <2 8 Be Ca mg/kg 219643 265857 204500 192357 242071 191286 203214 218071 200429 217571 211286 17600 Ca Cd mg/kg 31 2,9 31 29 21 26 26 32 26 24 27 0,8 Cd Co mg/kg 7 10 4,9 5 6,8 22 7,5 5,5 4,8 4,2 5,6 20 Co Cr mg/kg 3973 28630 8562 8425 6918 13904 7123 8699 13219 10137 9521 53 Cr Cu mg/kg 49 63 289 142 146 245 159 118 59 168 127 24 Cu Fe mg/kg 282460 40529 237329 246055 174943 240481 261297 236440 254454 217936 277526 32497 Fe Hg mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 0,3 Hg K mg/kg 167 167 417 333 250 167 250 167 83 500 83 156 K Mg mg/kg 40663 65181 24157 28735 57711 28976 38976 27410 59880 32470 32410 1118 Mg Mn mg/kg 26899 18682 31550 23101 24961 29767 35271 38062 40698 34186 44806 1000 Mn Mo mg/kg 2,3 405 19 28 147 36 6,6 65 4,6 7,2 135 1,1 Mo Na mg/kg 222 370 148 519 444 74 1185 74 74 1630 667 92 Na Ni mg/kg 38 777 62 35 673 106 38 94 25 21 39 40 Ni Pb mg/kg 2576 87 4454 2271 1266 4891 3493 655 2445 2402 2620 40 Pb Sb mg/kg 12 <5 112 68 534 47 21 46 25 13 30 6 Sb Se mg/kg <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 0,25 Se Sn mg/kg 6,2 5,8 10 9,7 8,7 12 9,5 4,5 2,1 5,9 2 0,1 Sn Ti mg/kg 3234 9222 2096 1497 1737 2096 4970 2036 2635 3174 2754 3600 Ti

V mg/kg 503 503 726 447 447 615 838 726 1061 615 894 77 V Zn mg/kg 61 75 898 342 1368 149 95 156 62 172 89 106 Zn F- mg/kg 728 18217 399 548 8261 438 940 656 749 7426 748 200 F-

Br- mg/kg <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 1 Br-

SO42- mg/kg 3228 5311 2418 5169 10547 2899 3507 3811 2915 2983 4258 3282 SO4

2-

CN- mg/kg <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 <0,005 0,1 CN-

Aceites M mg/kg 3 8 8 60 8 61 5 18 4 4 5 250 Aceites M

EOX mg/kg <0,05 0,2 1,8 <0,05 0,9 0,1 0,2 <0,05 0,1 <0,05 <0,05 4,5 EOX

Tabla 66: Comparación de la composición de las escorias con los valores de referencia de los suelos de laCAPV

A la vista de los resultados, se observa que las escorias no van a poder ser utilizadas enaquellos casos en los que se constituyan en suelo, como pistas forestales, caminos rurales,rellenos, etc.




96

Por lo tanto, ha sido necesario desarrollar una metodología para comprobar el análisis de laviabilidad de la utilización de las escorias como material granular (capa de rodadura,explanada, bases y sub-bases de carretera), la cual está basada en el decreto holandés “Thebuilding materials decree”, aplicándolo al caso particular de la Comunidad Autónoma delPaís Vasco y a las escorias negras de acería.

La premisa principal de esta metodología es que, para cada elemento de interés de lasescorias, su aporte al suelo, en un período de tiempo de 100 años, no debe producir uncambio superior al 1% en la composición del primer metro de un suelo de referencia. Eneste caso, se considera que la utilización de escorias en contacto con el suelo se considera unriesgo aceptable para el medio ambiente. Sin embargo, si los resultados superan los valoreslímite, será necesario establecer un estudio exhaustivo del cambio que provoca en lacomposición del suelo la utilización de escorias y del riesgo que dicho cambio supone parael medio ambiente.

A continuación se describe la metodología seguida para el análisis de la viabilidad de la

utilización de las escorias como material granular en carreteras (capa de rodadura,explanada, bases y sub-bases de carretera).

a) Cálculo del aporte al suelo, en un plazo de tiempo de 100 años, de contaminantespresentes en las escorias (valores de inmisión).

El cálculo de estos valores se realiza a partir de la liberación de contaminantes presentes enlas escorias en un período de tiempo de 100 años (valores de inmisión). Como fórmula querelaciona los parámetros de emisión e inmisión se ha considerado:

Iescorias = Eescorias .descorias . hcapa

Iescorias: es el aporte al suelo de contaminantes presentes en la escoria (inmisión), en mg/m2

Eescorias: es la cantidad de contaminantes que se liberan de las escorias en el plazo de tiempodado (emisión), mg/kg

descorias: es la densidad aparente de las escorias, en kg/m3

hcapa: es la altura de la capa de escorias depositada en contacto con el suelo, en m; comoaltura de capa de un material granular destinado al trazado de carreteras se haconsiderado 0,7 m, altura representativa de los espesores utilizados para lasdiferentes capas que componen una carretera.

Para el cálculo de la inmisión es necesario conocer previamente los valores de emisión, dato

que con exactitud sólo se puede determinar mediante el análisis continuo del lixiviadogenerado durante 100 años en condiciones reales de uso. Dado que esto es inviable, se acudea la realización de ensayos de laboratorio y al tratamiento de los resultados obtenidos dedichos ensayos mediante modelos matemáticos que simulen el comportamiento real delresiduo.

El ensayo clave de laboratorio para este fin es el test de columna, diseñado para materialesgranulares con el objetivo de determinar la lixiviación (liberación de contaminantes debidoal contacto con el agua) en rangos de relaciones líquido/sólido (L/S) comprendidas entre 0 y

10 ml/g ( E S L

escoriascol

/

.).



Anexo III

97

Como interesa determinar la liberación de contaminantes en 100 años, es preciso establecerqué relación líquido sólido real se alcanza en este periodo de tiempo, de forma que medianteel ajuste de los resultados obtenidos del ensayo de columna se pueda extrapolar el resultadode dicho ensayo a la relación líquido/sólido pertinente. El cálculo de dicha relación seconsigue mediante la siguiente fórmula:

hd S Lcapaescorias

escorias

real

A Inf

⋅=

. /

Inf.: es el valor de infiltración, es decir, cantidad de agua que pasa al año a través delmaterial depositado, en mm/año

A: es el número de años para los que se desea conocer la relación líquido/sólidoacumulada, en años; en nuestro caso 100 años

descorias: es la densidad aparente de las escorias, en kg/m3; en este caso 1.910 kg/m3

hcapa: es la altura de la capa de escorias depositada sobre el suelo, en m; en este caso

0,7m

Esta fórmula de cálculo precisa el conocimiento previo de la infiltración que soporta dichomaterial. Para el caso de la CAPV se ha considerado este valor como el percentil 90 de lasprecipitaciones anuales producidas en la vertiente Cantábrica, excluyendo la evaporación ylas escorrentías producidas. El resultado final es de 1.165,8 mm/año. Los motivos por losque se excluyen los datos de otras regiones son los siguientes:

- La mayor parte de las acerías asentadas en la CAPV se sitúan en la vertiente cantábrica,por lo que es esperable que el uso de las escorias que generan tenga lugar en la mismavertiente.

- Las otras vertientes existentes dentro de la CAPV son de menor pluviosidad, es decir quese van a obtener relaciones líquido/sólido inferiores, y por consiguiente una menorliberación de contaminantes, siendo una de las posturas del estudio posicionarse en el peorde los casos posibles para este tipo de aplicaciones.

Tras obtener la relación líquido/sólido en 100 años, y mediante el ajuste de los resultadosobtenidos del ensayo de columna, se determinan la liberación de contaminantes para dicharelación y para la relación líquido/sólido de diez, según el ajuste realizado y el factor querelacionan ambos valores:

)10()( / / f

f S L f escorias

realescorias

S L=

)( / S Lescorias

real f : es el valor de la función de ajuste del ensayo de columna para la relación

líquido/sólido alcanzado en 100 años, en mg/kg f (10): es el valor de la función de ajuste del ensayo de columna para la relación

líquido/sólido de 10 ml/g, en mg/kg

Aplicando este factor sobre el resultado obtenido del ensayo de columna, para la relaciónlíquido/sólido de diez se obtiene la liberación de contaminantes correspondiente al plazo de

100 años, como muestra la expresión siguiente:




98

f E E escorias

S L

S L

escoriascolescoriascolS L

escorias

real

/

10 /

.. / ⋅=

=

E S L

escoriascol

10 /

.

=: es el resultado del ensayo de columna obtenido para la relación líquido/sólido de

diez, en mg/kg.

No obstante, los resultados del ensayo de columna se obtienen bajo condiciones en las quese obvian las reacciones de carbonatación y oxidación a las que se ven sometidas lasescorias como consecuencia del contacto con el oxígeno y dióxido de carbono de aire, y dela reactividad química de las escorias frente a estos compuestos. Este aspecto hace necesariala realización de ensayos complementarios que corrijan los resultados de ensayo de columna(ensayos a pH estático y ensayos de disponibilidad).

Los resultados de los ensayos de pH estático, realizados al pH de lixiviación de las escoriasen condiciones de laboratorio (pH=11) y al pH de lixiviación en condiciones reales

(pH=8,5) permiten determinar la influencia del pH en la lixiviación, para poder corregir losresultados del test de columna.

Resultado

Resultado

11

5,8

=

==

pH

pH escorias

pH f

Resultado 5,8= pH : es el resultado del ensayo de pH estático, realizado a pH=8,5, en mg/kg

Resultado 11= pH : es el resultado del ensayo de pH estático, realizado a pH=11, en mg/kg

Asimismo, los resultados de los ensayos de disponibilidad, realizado uno en condicionesoxidativas y otro en condiciones no oxidativas, definen el factor de corrección debido a laoxidación para los resultados del test de columna.

idadDisponibil

idadDisponibil

.

.

.oxid no

oxid escorias

oxid f =

idadDisponibil .oxid : es el resultado del ensayo de disponibilidad realizado en condiciones

oxidativas, en mg/kg

idadDisponibil .oxid no: es el resultado del ensayo de disponibilidad realizado en condiciones

no oxidativas, en mg/kg

Utilizando ambos factores para corregir los resultados que se obtienen del ensayo decolumna, es posible aproximar, para la relación líquido/sólido que se alcanza en 100 años, laliberación de contaminantes en dicho plazo de tiempo mediante la siguiente expresión:

f f f E E escorias

oxid

escorias

pH

escorias

S L

S L

escoriascolrealS L

escorias

real

. /

10 /

. / ⋅⋅⋅=

=

Una vez se conoce este valor, el cual supone una buena aproximación de la emisión real delas escorias en 100 años, acudiendo a la fórmula inicial de cálculo de los valores de



Anexo III

99

inmisión, se puede establecer la expresión que permite obtener el aporte de contaminantes alsuelo en un período de tiempo de 100 años debido al uso de escorias:

hd f f f E I capaescorias

escorias

oxid

escorias

pH

escorias

S L

S L

escoriascolescorias⋅⋅⋅⋅⋅=

=

. /

10 /

.

Sin embargo, debe corregirse el resultado de esta expresión, debe restarse a la inmisión delas escorias la inmisión que produciría la utilización de un suelo natural con materialgranular, siempre y cuando el espesor de la capa de suelo utilizada sea la misma que para elcaso de las escorias. Con esta consideración se obtiene la siguiente fórmula de cálculo paralos valores de inmisión:

hdEdEIII capasuelossuelosescoriasescoriassuelosescorias)( ⋅⋅−⋅=−=

El cálculo de los valores de emisión de un suelo natural se realiza aplicando la misma

metodología que para el caso de las escorias (ensayo de columna, funciones de ajuste,factores de corrección y fórmula de cálculo) ensayando suelos en los que no haya tenidolugar una actividad humana significativa.

Sin embargo, dado que la formación de un suelo es un proceso natural que conlleva miles deaños, su composición química es lo suficientemente estable como para que las reacciones decarbonatación y oxidación, debidas al contacto con el oxígeno y dióxido de carbono del airecarezcan de importancia. Por este motivo, los factores de corrección debidos al pH y a laoxidación del suelo toman valores igual a 1, por lo que se pueden eliminar de la fórmula decálculo de la inmisión:

hd f E I capasuelos

suelos

S L

S L

sueloscolsuelos⋅⋅⋅=

=

/

10 /

.

E S L

sueloscol

10 /

.

=: es el resultado del ensayo de columna realizado sobre el suelo, obtenido para la

relación líquido/sólido de diez, en mg/kg

f suelos

S L / : es el factor de corrección debido a la diferencia entre la relación líquido/sólido

que se alcanza en 100 años para un suelo, y la relación líquido/sólido de diez delensayo de columna

d suelos: es la densidad aparente del suelo, en kg/m3; en nuestro caso es de 1.500 kg/m3

Para obtener la relación líquido/sólido que alcanza el suelo en 100 años, se aplica la mismafórmula que en el caso de las escorias, pero introduciendo los valores de densidad propiosdel suelo:

hd S Lcapasuelos

suelos

real

A Inf

⋅=

. /

Asimismo, para obtener el factor de corrección debido a la diferencia entre la relaciónlíquido/sólido de laboratorio y la real en 100 años, se calculan las curvas de ajuste para los

resultados del ensayo de columna realizado sobre los suelos:




100

)10(

) / ( / f

S L f suelosrealsuelos

S L f ′

′=

) / ( S L f suelos

real′ : es el valor de la función de ajuste del ensayo de columna realizado sobre el

suelo, para la relación líquido/sólido alcanzada en 100 años, en mg/kg )10( f ′ : es el valor de la función de ajuste del ensayo de columna realizado sobre el

suelo, para la relación líquido/sólido de 10 ml/g, en mg/kg

Por consiguiente, la expresión para poder calcular la inmisión queda:

hd f E d f f f E I capasuelos

suelos

S L

S L

sueloscolescorias

escorias

oxid

escorias

pH

escorias

S L

S L

escoriascol⋅⋅⋅−⋅⋅⋅⋅=

==)(

/

10 /

.. /

10 /

.

Los resultados para los valores de inmisión de las escorias y de un suelo cuya composición

fuera igual a los valores de referencia de la CAPV se recogen en la siguiente tabla:

Escorias Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Suelo Al mg/m2 81824 81824 54550 40912 201152 98871 92052 651186 105690 37503 160239 22050 As mg/ m2 <53 <53 <53 <53 <53 <53 <53 <53 <53 <53 <53 210 Ba mg/ m2 134770 421155 15162 30323 82546 27796 <16004 84231 47169 20215 15162 3150 Be mg/ m2 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 3360 Ca mg/ m2 4,2E+07 1,6E+07 6321657 6999355 2,6E+07 8015903 4320328 1,7E+07 1E+07 4394452 5283931 924000 Cd mg/ m2 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 <1,3 0,2 Co mg/ m2 <28 13 <1,9 <1,9 13 <3,7 3,7 7,5 11 5,6 3,7 105 Cr mg/m2 374 1872 374 3182 374 3556 <19 374 374 <37 1310 105 Cu mg/ m2 <94 <53 <67 <53 134 <53 <53 <53 <53 <94 <53 105 Fe mg/ m2 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 68250 Hg mg/ m2 <8 <8 <8 <8 <8 <8 <8 <8 <8 <8 <8 3,2 K mg/ m2 21639 46929 106893 88643 146000 54750 24246 39107 13818 119929 13818 9870 Mg mg/ m2 <71653 <71653 <83595 <71653 <71653 <131363 <71653 <83595 <71653 83595 <155247 23100 Mn mg/ m2 <882 <882 <882 <882 <882 <882 <882 <882 <882 <882 <882 21000 Mo mg/m2 136 13296 1364 2387 3068 2046 341 1364 341 2727 18751 21

Na mg/ m2 126964 380893 84643 266020 392984 60459 102781 42926 72551 272066 133010 38850 Ni mg/ m2 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 420 Pb mg/ m2 88 147 <22 <15 4118 <29 <15 <44 <15 <29 <15 105 Sb mg/ m2 <27 <27 <27 <27 <27 <27 <27 <27 <27 <27 <27 210 Se mg/ m2 <59 294 <59 <59 735 <59 <59 <59 <59 <59 <59 5,3 Sn mg/ m2 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 1,1 Ti mg/m2 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 <802 151200 V mg/ m2 1346 807 12110 2691 673 6728 8073 2691 9419 10764 13456 210 Zn mg/ m2 160 160 <80 <64 802 <35 160 <16 <80 642 <96 315 F- mg/ m2 3273 28879 11359 4621 30804 7701 5776 5968 3273 15595 3658 4200 Br- mg/ m2 <134 <134 <134 <134 <134 <134 <134 <134 <134 <134 <134 1050 SO4

2- mg/ m2 54750 213786 172072 221608 114715 65179 591823 273751 80822 427573 362394 241500 CN- mg/ m2 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 <80 105

Tabla 67: Valores de inmisión debidos a las escorias en el plazo de tiempo de 100 años, y valores deinmisión de un suelo natural en el mismo plazo

Por último, se aplica la fórmula: I I I suelosescorias

−=

Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Al mg/m2 59774 59774 32500 18862 179102 76821 70002 629136 83640 15453 138189 As mg/ m2 BIS* BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Ba mg/ m2 131620 418005 12012 27173 79396 24646 <12854 81081 44019 17065 12012 Be mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Ca mg/ m2 4,1E+07 1,5E+07 5397657 6075355 2,5E+07 7091903 3396328 1,6E+07 9230889 3470452 4359931 Cd mg/ m2 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 <1,1 Co mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Cr mg/m2 269 1767 269 3077 269 3451 BIS 269 269 BIS 1205 Cu mg/ m2 BIS BIS BIS BIS 29 BIS BIS BIS BIS BIS BIS Fe mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Hg mg/ m2 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 <4,8 K mg/ m2 11769 37059 97023 78773 136130 44880 14376 29237 3948 110059 3948 Mg mg/ m2 <48553 <48553 <60495 <48553 <48553 <108263 <48553 <60495 <48553 60495 <132147

Mn mg/ m

2

BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Mo mg/m2 115 13275 1343 2366 3047 2025 320 1343 320 2706 18730 Na mg/ m2 88114 342043 45793 227170 354134 21609 63931 4076 33701 233216 94160 Ni mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS



Anexo III

101

Elemento Unidad Fact. 1 Fact. 2 Fact. 3 Fact. 4 Fact. 5 Fact. 6 Fact. 7 Fact. 8 Fact. 9 Fact. 10 Fact. 11 Pb mg/ m2 BIS 42 BIS BIS 4013 BIS BIS BIS BIS BIS BIS Sb mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS Se mg/ m2 <54 289 <54 <54 730 <54 <54 <54 <54 <54 <54 Sn mg/ m2 <79 <79 <79 <79 <79 <79 <79 <79 <79 <79 <79 Ti mg/m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS V mg/ m2 1136 597 11900 2481 463 6518 7863 2481 9209 10554 13246 Zn mg/ m2 BIS BIS BIS BIS 487 BIS BIS BIS BIS 327 BIS F- mg/ m2 BIS 24679 7159 421 26604 3501 1576 1768 BIS 11395 BIS Br- mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS

SO42- mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS 350323 32251 BIS 186073 120894 CN- mg/ m2 BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS BIS

BIS: Los valores de inmisión debidos a las escorias son inferiores a los de un suelo natural, por lo que su restadaría como resultado un número negativo

Tabla 68: Valores de inmisión de las escorias corregidos con la inmisión propia del suelo

b) Cálculo del aporte de contaminantes para el cual el cambio en la composición delprimer metro de un suelo de referencia supera el 1% (valores máximos de inmisión).

Los valores límite con los que contrastar los resultados obtenidos para la inmisión secalculan atendiendo a la definición del criterio base, es decir, se considera como límite

aquella inmisión o aporte que produce un cambio en la composición del primer metro de unsuelo de referencia de la CAPV igual al 1%. De esta forma, los valores límite se calculansegún la siguiente fórmula:

hd V I prot sueloref ..máx 100

%⋅⋅⋅=

%: es el cambio admisible, en %, en este caso 1% V ref .

: es el valor de referencia para los suelos de la CAPV, en mg/kg

d suelo: es la densidad del suelo, en kg/m3; en este caso 1.500 kg/m3

h prot .: es la altura de suelo a proteger, en m; en este caso 1 m

Los valores de inmisión máxima se muestran en la tabla siguiente:

Elemento Unidad Valor ref. Unidad Imáx.

Al mg/kg 7100 mg/m2 106500

As mg/kg 23 mg/m2 345

Ba mg/kg 150 mg/m2 2250

Be mg/kg 8 mg/m2 120

Ca mg/kg 17600 mg/m2 264000

Cd mg/kg 0,8 mg/m2 12

Co mg/kg 20 mg/m2 300

Cr mg/kg 53 mg/m2 795

Cu mg/kg 24 mg/m2

360 Fe mg/kg 32497 mg/m2

487455 Hg mg/kg 0,3 mg/m2

4,5 K mg/kg 156 mg/m2

2340 Mg mg/kg 1118 mg/m2

16770 Mn mg/kg 1000 mg/m2

15000 Mo mg/kg 1,1 mg/m2

17 Na mg/kg 92 mg/m2

1380 Ni mg/kg 40 mg/m2

600 Pb mg/kg 40 mg/m2

600 Sb mg/kg 6 mg/m2

90 Se mg/kg 0,25 mg/m2

3,8 Sn mg/kg 0,1 mg/m2

1,5 Ti mg/kg 3600 mg/m2 54000 V mg/kg 77 mg/m2

1155




102

Elemento Unidad Valor ref. Unidad Imáx.

Zn mg/kg 106 mg/m2 1590

F- mg/kg 200 mg/m2

3000 Br-

mg/kg 1 mg/m2 15

SO42-

mg/kg 3282 mg/m2 49230

CN- mg/kg 0,1 mg/m2

1,5

Tabla 69: Valores de inmisión máxima calculados a partir de los valores de referencia del suelo

c) Modelo para la extrapolación de los datos ambientales: nivel de evaluación ligado ala gestión o modelo de gestión.

La realización del estudio medioambiental descrito anteriormente resulta excesivamentelargo y costoso como para ser de utilidad a la hora de discriminar las escorias aptas para suuso como material granular en contacto con el suelo de las que no lo son, por lo que espreciso desarrollar un modelo de gestión que permita realizar dicha tarea de una forma ágily sencilla.

Como ensayo de gestión a realizar sobre las escorias muestreadas, se propone el ensayo delixiviación descrito en la prenorma europea prEN 12457 (procedimiento C), ensayo en cuyaelaboración han trabajado especialistas en el campo de las ensayos de lixiviación dediversos países, y que consiste en una lixiviación en dos etapas, con una duración total de 24horas.

Una vez definido el ensayo a realizar, el cálculo de los valores límite se realiza atendiendo ala posible relación existente entre los valores límite que se han determinado para el nivel deevaluación (valores límite de inmisión) y los resultados que se obtienen del ensayopropuesto. Esta tarea se lleva a cabo en dos pasos:

- Estudio de la relación que existe entre los valores máximos de inmisión y los resultados

con los que se corresponden para el ensayo de columna, la cual se obtiene a partir de laecuación obtenida para el cálculo de la inmisión, que de forma simplificada tiene la

siguiente forma: ba I E escoriascol

S L+⋅=

=

.

10 /

- Determinación de la correlación existente entre el ensayo de columna y el test europeopropuesto, la cual debe ajustarse a la expresión EprEN escorias=k . Ecol. escorias siendo precisodeterminar la constante k para cada elemento.

Resultados obtenidos de la aplicación del modelo propuesto.

La aplicación del criterio mencionado (cambio en la composición del suelo inferior al 1%)conlleva el cálculo de valores denominados de inmisión, los cuales representan el contenidode contaminantes que pasan a formar parte del suelo. La intercomparación de los valores deemisión de las escorias con los valores máximos permitidos (que se calculan a partir de losvalores de referencia de los suelos de la CAPV aplicando el criterio establecido para elcambio admisible), define el comportamiento de las escorias en dicha práctica.

Los resultados de aplicar dicha metodología sobre las escorias ensayadas, muestran queelementos como el bario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos superan el criterioestablecido en casi todas las escorias ensayadas, mientras que elementos como el cadmio,

níquel, plomo, selenio y zinc pueden llegar a superarlos, si bien de forma particularizada.



Anexo III

103

Con el fin de posibilitar la utilización del mayor número posible de escorias en este tipo deaplicación, ha sido preciso realizar una valoración del riesgo que supondría para la saludhumana y el medio ambiente, si se permitiesen aumentos superiores al 1%, para aquelloselementos que superan de forma generalizada el criterio seleccionado (bario, cromo,molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos).

El caso de los sulfatos ha necesitado un enfoque diferente, ya que se trata de un compuestopara el cual el suelo es incapaz de actuar como filtro, por lo que los contenidos del lixiviadoen dicho anión pasan directamente a incrementar el contenido en sulfatos de las aguassubterráneas.

Dicha valoración concluye en aceptar con reservas cambios en la composición del suelosuperiores al 1% para dichos elementos, tal y como se indica en la tabla siguiente:

Elemento Unidad Valor de referencia Comp. Final Cambio (%) Bario mg/kg 150 255 70

Cromo mg/kg 53 55 4 Molibdeno mg/kg 1,1 4,4 300 Vanadio mg/kg 77 86 12 Flúor mg/kg 200 212 6 Sulfatos*

mg/kg 64 67 5 *Para el caso de los sulfatos, el valor de referencia se refiere al de las aguas subterráneas.

Tabla 70: Valores de referencia y cambios admisibles en la composición del suelo para los elementosbario, cromo, molibdeno, vanadio, flúor y sulfatos

Para el caso del cromo, y dado que se trata de un elemento lixiviable en su forma oxidada,una adecuación del proceso de fabricación de acero a condiciones más reductoras podría

reducir la cantidad de cromo de esta especie, y por consiguiente lograr que su liberación nosuponga cambios en la composición del suelo superiores al 1%.

Definidos estos cambios, y limitando el cambio para el resto de los elementos de interés enel 1%, se calculan los valores límite a aplicar sobre el ensayo de lixiviación prEN 12457(procedimiento C), para los elementos que se definen en la lista siguiente: bario, cadmio,cromo, molibdeno, níquel, plomo selenio, vanadio, zinc, fluoruros, sulfatos. Los valoreslímite propuestos son los siguientes:

Elemento Unidad Límite Ba mg/kg 17 Cd mg/kg 0,009 Cr mg/kg 2,6 Mo mg/kg 1,3 Ni mg/kg 0,8 Pb mg/kg 0,8 Se mg/kg 0,007 V mg/kg 1,3 Zn mg/kg 1,2 F-

mg/kg 18 SO4

2- mg/kg 377

Tabla 71: Valores límite para el ensayo prEN 12457 (procedimiento C) que no deben superar lasescorias a la hora de proceder a su gestión




104

En el caso de que las escorias se utilicen en capa de rodadura, se considera que el espesor decapa que está en contacto con el agua de lluvia es de 1 cm (zona superficial de la capa derodadura), por lo que para este caso los valores límite son:

Elemento Unidad Límite

Cd mg/kg 0,6 Se mg/kg 0,2

Tabla 72: Valores límite para el caso de la utilización de escorias en mezclas bituminosas

La Tabla 71 y Tabla 72 se corresponden con las tablas A y B indicadas en el apartado 6.2.



Anexo IV

105

ANEXO IV: RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE CONTROL DE EVALUACIÓNDEL TRAMO DE PRUEBA REALIZADO CON ESCORIAS DE HORNO DE ARCOELÉCTRICO

Tramo de Prueba en capa de rodadura

Para el refuerzo del firme existente en la carretera gipuzkoana GI-3610 de Zizurkil aAndoain por Aduna, estaba previsto la utilización de una mezcla convencional de tipo D-12con árido ofítico.

Gracias a la colaboración de la Diputación Foral de Gipuzkoa, se realizó un tramo de pruebaen dicha carretera, en la que se sustituyó la mezcla convencional por una fabricada conescorias en una longitud aproximada de unos 500 m.

Después de haber obtenido la fórmula de trabajo en el laboratorio con estas escorias,

hicieron falta dos pruebas a escala real en la planta que realizó la prueba para ajustar lodosificado a lo deseado.

La dificultad de dicho ajuste en planta, estribó en que tras los estudios en laboratorio seconsideró necesario apuntar una cantidad de arena machacada.

La dosificación ponderal de las dos arenas se realizó desde las tolvas en frío, ya que una vezque éstas entran en el tambor-secador sólo se puede dosificar en caliente el tamaño 0-6,siendo éste mezcla de las dos.

La fórmula de trabajo de partida fue la siguiente:

Tamaño 0-6 _________________________ 64,2 % (48 % Escoria + 16,2 % Arena) Tamaño 6-12 ________________________ 20,1 % (Escoria) Tamaño 12-18_______________________ 11,1 % (Escoria) Filler _______________________________ 4,6 % (Cemento) Betún s/a ____________________________ 5,38 %

La falta de finos (inferiores a 2 mm.) en la arena fue la razón por la que parte de ésta fuesustituida por una ofita, (usada habitualmente en Gipuzkoa). De esta manera fue posiblesubir la curva granulométrica en la zona de finos cerrando la mezcla. El betún utilizado fue

uno convencional, sin ningún tipo de aditivos, (B 60/70).

Lugar de realización de la prueba

La prueba se realizó los días 6 y 12 de febrero de 1998 y se tomaron muestras (3 cada día)de la mezcla utilizada.




106

Ensayos de control de calidad realizados

Con las muestras de aglomerado asfáltico recogidas, se realizaron probetas para serensayadas según el método Marshall, realizándose adicionalmente ensayos de Inmersión-Compresión.

A continuación se recogen algunos de los datos más significativos obtenidos:

Día 6 Día 12 Marshall Unidad M1 M2 M3 M4 M5 M6

Estabilidad kg. 1606 1335 1790 1599 1709 1639 Deformación mm. 2,6 3,8 3,9 3 2,9 3,6 Densidad kg/dm3

2,879 2,883 2,959 2,878 2,888 2,880 Huecos mezcla % 6,21 6,09 3,52 5,45 5,35 5,66 Huecos áridos % 20,32 20,21 18,14 20,69 20,32 20,52 Huecos rellenos % 69,39 69,87 80,59 73,66 73,68 72,4 Tª ambiente º C 12 12 12 15 17 19 Tª Camión º C 260 157 155 183 179 183 Tª Extendido º C 204 138 138 159 153 155 % b. s/a % 5,34 5,34 5,39 5,8 5,67 5,64 % b s/m % 5,07 5,07 5,11 5,48 5,37 5,34

Tabla 73: Características Marshall de las muestras obtenidas durante el extendido



Anexo IV

107

Las granulometrías de los áridos extraídos fueron las siguientes:

% Pasa

Tamiz (mm.) M1 M2 M3 M4 M5 M6 D-12 25 100 100 100 100 100 100 100 20 100 100 100 100 100 100 100 12,5 91,6 89,6 84,5 90,3 85,7 87,1 80-95 10 88,2 84,9 80,5 82,7 82 82,8 72-87 5 73,7 73,5 67,9 75,1 72,9 73,7 50-65 2,5 44,8 44,9 43,9 46,5 44,6 46,3 35-50 0,63 17,4 17,8 19,3 15,2 15,1 16,9 18-30 0,32 11,6 12,4 13,2 9,3 9,4 10,9 13-23 0,16 8,5 9,7 9,9 7,2 6,9 8,3 7-15 0,08 6,2 7,1 6,4 5,8 4,7 6,2 4-8

Tabla 74: Granulometría de extracción de áridos

De dos muestras de las anteriores se realizó el ensayo Inmersión-Compresión, obteniéndose

los siguientes valores:

M2 M6 Resistencia en seco (kg/cm2 ) 78,43 88,6 Resistencia en húmedo (kg/cm2 ) 71,025 77,53 Resistencia Conservada (%) Inmersión-Compresión 90,55 87,5

Tabla 75: Inmersión-Compresión de muestras tomadas durante el extendido

A las dos semanas de haber asfaltado el tramo, se extrajeron 10 testigos a lo largo delmismo, de los cuales se midieron espesores, densidades, porcentaje de compatación y gradode adherencia.

A las dos semanas de haber asfaltado el tramo, se extrajeron 10 testigos a lo largo delmismo, de los cuales se midieron espesores, densidades, porcentaje de compactación ygrado de adherencia.

Testigo nº Espesor Densidad % Compactación Adherencia Dirección 1-V 7,9 2,872 99,4 Buena Vitoria 2-V 7,2 2,806 97 Buena Vitoria 3-V 4,1 2,887 99,8 Buena Vitoria 4-V 6,1 2,842 98,2 Buena Vitoria 5-V 4,4 2,882 99,6 Regular Vitoria

1-B 6,9 2,856 98,7 Buena Bilbao 2-B 4,7 2,880 99,5 Buena Bilbao 3-B 5,4 2,842 98,2 Buena Bilbao 4-B 4,4 2,843 98,2 Buena Bilbao 5-B 4,8 2,84 98,1 Buena Bilbao Media 5,59 2,855 98,67 -------- ---------

Tabla 76: Testigos extraidos del tramo experimental de prueba

ENSAYOS DE EVALUACIÓN DEL TRAMO DE PRUEBA

Posteriormente al extendido y desarrollo de los ensayos de control de calidad del

aglomerado asfáltico con escorias, se han realizado diversos ensayos de auscultación,evaluación y seguimiento del firme en ambos sentidos del tramo de prueba. El principal




108

objetivo de dicho control, es el de poder obtener conclusiones definitivas sobre laposibilidad de su uso a largo plazo, en situaciones climáticas y de tráfico semejantes a lasque pudiera estar expuesto este material en el futuro.

Dichos trabajos se han realizado dentro del plazo de tiempo comprendido entre el 02.03.98

y 10.12.98.

Equipamiento de control utilizado

Perfilómetro láser para determinación del índice de regularidad internacional IRI

Este equipo mide el perfil longitudinal de la carretera mediante dispositivos láser situadosen una barra frontal, circulando a cualquier velocidad entre 40 y 120 km/h. Con estainformación se puede calcular posteriormente cualquier índice de regularidad como el IRI,ARS, Viágrafo, etc.

Durante la toma de datos se almacena la información del perfil longitudinal medido porcada uno de los sensores láser, la información de los 3 acelerómetros y la información delgiróscopo. Del proceso de esta información obtenemos:

- Regularidad superficial del firme, expresada mediante el IRI. - Pendiente longitudinal. - Peraltes. - Radios de curvatura.

Círculo de Arena (norma NLT-335/87)

Ensayo que sirve para determinar de forma cuantitativa la textura superficial de unpavimento, mediante el extendido de una arena normalizada. El procedimiento consiste enextender un volumen determinado de arena sobre la superficie del pavimento mediante undispositivo adecuado y en medir posteriormente su diámetro. Este diámetro guarda relacióncon la profundidad media de la rugosidad o textura del pavimento.

Péndulo TRRL (norma NLT-175/88)

Este ensayo sirve para la determinación del coeficiente de resistencia al deslizamiento(C.R.D.) que mantiene una correlación con el coeficiente físico de rozamiento del

pavimento. El ensayo consiste en medir la pérdida de energía de un péndulo decaracterísticas normalizadas provisto en su extremo de una zapata de goma que al rozarsobre la superficie del pavimento valora sus características antideslizantes.

Texturómetro Láser

También denominado Mini Texturómetro (MTM), sirve también para determinar la texturadel pavimento. El equipo, que se transporta manualmente, tiene un rango de medida deprofundidad de 20 mm. con una resolución de 0,01 mm. y realiza un lectura cada 10 m.indicando en un registro de papel los valores resumen cada 50 m.



Anexo IV

109

Medidas de regularidad superficial transversal

Estas medidas se han realizado con el equipo electrónico denominado “Dipstick”. Esteequipo es un nivel electrónico o perfilómetro que mide la diferencia de altura existente entredos apoyos ubicados a una distancia de 25 cm. Realizando una rotación alternante con cada

uno de los apoyos, se consigue obtener el perfil de regularidad deseado según la longitudprevista a comprobar.

Fases de auscultación y trabajos realizados

1ª Fase de auscultación inicial (02.03.98)

Los trabajos realizados han sido los siguientes:

- Inspección visual. Realizada sobre toda la longitud del tramo con aglomerado deescorias.

- Índice de regularidad internacional (IRI) con perfilómetro láser. Medición realizada entoda la longitud del tramo con aglomerado de escorias.

- Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-335/87). Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados yconvenientemente referenciados para sucesivas mediciones.

- Coeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL (norma NLT-175/88).Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados y convenientementereferenciados para sucesivas mediciones.

- Medida de la textura superficial mediante texturómetro láser. Medición realizada entoda la longitud del tramo con aglomerado de escorias.

2ª Fase de auscultación (23.06.98)

Los trabajos de control realizados en esta fase han sido los siguientes:

- Inspección visual. Realizada sobre toda la longitud del tramo con aglomerado deescorias

- Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-

335/87). Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados yconvenientemente referenciados para sucesivas mediciones.



Los trabajos de control realizados en esta fase han sido los siguientes:




110

- Inspección visual. Realizada sobre toda la longitud del tramo con aglomerado deescorias

- Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-335/87). Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados y

convenientemente referenciados para sucesivas mediciones.

- Coeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL (norma NLT-175/88).Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados y convenientementereferenciados para sucesivas mediciones

4ª fase de auscultación (10.12.98)

Los trabajos realizados han sido los siguientes:

- Inspección visual. Realizada sobre toda la longitud del tramo con aglomerado de

escorias

- Índice de regularidad internacional (IRI) con perfilómetro láser. Medición realizada entoda la longitud del tramo con aglomerado de escorias.

- Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-335/87). Medidas realizadas en puntos de referencia previamente señalados yconvenientemente referenciados para sucesivas mediciones.


- Medida de la textura superficial mediante texturómetro láser. Medición realizada entoda la longitud del tramo con aglomerado de escorias.


Los trabajos de control realizados durante esta fase han sido los siguientes:

- Medida de la regularidad superficial transversal. Estas medidas han sido realizadas en

los puntos de referencia previamente señalados y convenientemente referenciados parasucesivas mediciones.

RESULTADOS OBTENIDOS

Inspección visual

Al tratarse de un pavimento de aglomerado bituminoso flexible, se ha prestado especialinterés en la comprobación de su aspecto superficial durante el plazo de tiempo previsto enesta fase de evaluación y seguimiento, comprendido entre el 02.03.98 y 10.12.98

Los aspectos relacionados con los deterioros del pavimento más importantes visualizadoshan sido los siguientes:



Anexo IV

111

- Presencia de deformaciones (hundimientos, roderas, blandones, burbujas ydeformaciones relacionadas con el proceso de extendido o explotación).

- Roturas del pavimento (fisuras, cuarteos, etc).

- Desprendimientos de áridos (descarnaduras, áridos pulimentados, baches, etc).

- Exudaciones de ligante (flujos, ascensión de finos, etc).

Las inspecciones visuales realizadas a lo largo del proceso de evaluación de esta fase, hanofrecido siempre resultados satisfactorios, sin observarse ninguna de las patologías descritasrelacionadas con los apartados anteriores.

Índice de regularidad internacional (IRI) con perfilómetro láser

A continuación se incluyen en este apartado la representación gráfica de los valores del IRIcada 10 m. y cada 100 m. para cada sentido de circulación y carril en ambas rodadas

derecha e izquierda según se mira en sentido de la marcha. Estos trabajos fueron realizadosen las fechas correspondientes a la inicial (02.03.98) y final (10.12.98) de auscultación.

Como quiera que el origen de ambas mediciones (inicial y final) no han sido exactamente elmismo y para que los resultados del IRI puedan ser fácilmente comparables, el diagrama delúltimo control realizado con fecha 10.12.98 se ha corregido su origen de forma que el PK0+640 de este último se corresponde con el PK 0 del inicial.




112

Figura 19: Medición realizada con fecha 02.03.98. Sentido San Sebastián (rodadas derecha e izquierda)



Anexo IV

113

Figura 20: Medición realizada con fecha 10.12.98. Sentido San Sebastián (rodadas derecha e izquierda)




114

Figura 21: Medición realizada con fecha 02.03.98. Sentido Vitoria (rodadas derecha e izquierda)



Anexo IV

115

Figura 22: Medición realizada con fecha 10.12.98. Sentido Vitoria (rodadas derecha e izquierda)

Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-335/87)

En el cuadro resumen que se adjunta a continuación se representan los resultados de los

ensayos del círculo de arena realizados en las cuatro fases de auscultación, con indicaciónde los puntos de medida y valores de la textura en zona de rodadura exterior y centro carril.




116

Los ensayos de control de textura en la zona limítrofe a la del aglomerado asfáltico con ofitase realizaron al comienzo y final de la fase completa de evaluación. Estos ensayosadicionales de control realizados sobre esta última capa, tenían por objeto el poder compararal final de este estudio el comportamiento de ambas capas de rodadura dispuestas condiferentes tipos de árido (ofita y predominantemente de escoria de horno eléctrico).

Al final de este cuadro resumen se indican los valores medios de textura obtenidos alprincipio y final toda la fase de evaluación, durante el periodo de tiempo comprendido entreel 02.03.98 y 10.12.98.

CIRCULO DE ARENA (Valores en mm) 1ª Auscultación

02/03/98 2ª Auscultación



10/12/98 Puntonº Rodada

exterior Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

1 0,70 ---- 0,62 ---- 0,44 ---- 0,58 ---- 2 ---- 0,58 ---- 0,48 ---- 0,44 ---- 0,50 3 0,46 ---- 0,42 ---- 0,46 ---- 0,46 ---- 4 ---- 0,70 ---- 0,62 ---- 0,44 ---- 0,58 5 0,54 ---- 0,49 ---- 0,39 ---- 0,50 ---- 6 ---- 0,58 ---- 0,66 ---- 0,46 ---- 0,62 7 0,58 ---- 0,69 ---- 0,44 ---- 0,58 ---- 8 ---- 0,64 ---- 0,64 ---- 0,42 ---- 0,62

E S C O R I A

9 0,60 ---- 0,66 ---- 0,44 ---- 0,64 ---- 10 ---- 0,64 ---- ---- ---- ---- ---- 0,58 11 0,70 ---- ---- ---- ---- ---- 0,70 ---- 12 ---- 0,46 ---- ---- ---- ---- ---- 0,54 13 0,56 ---- ---- ---- ---- ---- 0,54 ---- 14 ---- 0,34 ---- ---- ---- ---- ---- 0,42

15 0,42 ---- ---- ---- ---- ---- 0,42 ---- 16 ---- 0,46 ---- ---- ---- ---- ---- 0,46

O F I T A

17 0,66 ---- ---- ---- ---- ---- 0,70 ---- 18 ---- 0,54 ---- 0,49 ---- 0,39 ---- 0,54 19 0,58 ---- 0,48 ---- 0,44 ---- 0,54 ---- 20 ---- 0,50 ---- 0,48 ---- 0,46 ---- 0,50 21 0,58 ---- 0,48 ---- 0,53 ---- 0,54 ---- 22 ---- 0,52 ---- 0,47 ---- 0,57 ---- 0,50 23 0,58 ---- 0,60 ---- 0,57 ---- 0,50 ---- 24 ---- 0,46 ---- 0,55 ---- 0,50 ---- 0,46 25 0,54 ---- ** ---- 0,44 ---- 0,54 ---- 26 ---- 0,54 ---- ** ---- ** ---- 0,54

E S C O R I A

27

0,56

----

**

----

**

----

0,58

---- Valor medio

escoria 0,567

Valor medioescoria 0,543

Valor medio Ofita0,530

Valor medio Ofita0,545

(**) Problemas de exceso de tráfico.

Tabla 77: Valores obtenidos en el ensayo del Círculo de Arena



Anexo IV

117

Coeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL (norma NLT-175/88)

En el cuadro resumen que se acompaña a continuación, se representan los resultados delcoeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL obtenidos en las cuatrofases de auscultación, con indicación de los puntos de medida y valores del rozamiento enzona de rodadura exterior y centro carril. Los ensayos de control del coeficiente derozamiento en la zona limítrofe de la capa de aglomerado asfáltico con ofita se realizaron alcomienzo y final de la fase completa de evaluación.

Al final de esta tabla se indican los valores medios del coeficiente de resistencia aldeslizamiento obtenidos en las diferentes fases de evaluación, durante el periodo de tiempocomprendido entre el 02.03.98 y 10.12.98 en las diferentes capas de aglomerado bituminoso(con árido ofítico y predominantemente de escoria de horno eléctrico).

COEFICIENTE DE RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO (C.R.D.) Tª 19º

1ª Auscultación 02/03/98

Tª 23º 2ª Auscultación

23/06/98


06/08/98


10/12/98 Punto nº Rodadaexterior

Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

Rodadaexterior

Centrocarril

1 0,72 0,69 0,69 ** 0,68 ** 0,73 0,70 2 0,64 0,66 0,68 ** 0,67 0,67 0,65 0,79

3 0,60 0,65 0,67 0,66 0,64 0,64 0,76 0,80 4 0,62 0,60 0,65 0,63 0,63 0,62 0,77 0,82 5 0,62 0,63 0,67 0,66 0,67 0,66 0,82 0,85 6 0,63 0,61 0,66 0,65 0,65 0,64 0,79 0,80 7 0,62 0,65 0,66 0,63 0,67 0,64 0,84 0,81 8 0,65 0,65 0,65 0,66 0,65 0,65 0,79 0,80

E S C O R I A

9 0,70 0,69 0,66 0,65 0,66 0,66 0,78 0,79 10 0,70 0,69 ---- ---- ---- ---- 0,75 0,77 11 0,65 0,67 ---- ---- ---- ---- 0,75 0,78 12 0,64 0,62 ---- ---- ---- ---- 0,79 0,73 13 0,59 0,61 ---- ---- ---- ---- 0,78 0,80 14 0,56 0,62 ---- ---- ---- ---- 0,82 0,77 15 0,65 0,66 ---- ---- ---- ---- 0,77 0,75 16 0,63 0,67 ---- ---- ---- ---- 0,79 0,76

O F I T A

17 0,62 0,62 ---- ---- ---- ---- 0,78 0,75 18 0,60 0,62 0,62 0,61 0,64 0,62 0,80 0,84 19 0,65 0,65 0,65 0,64 0,64 0,63 0,75 0,80 20 0,66 0,67 * * 0,66 0,65 0,77 0,75 21 0,60 0,63 0,62 0,62 0,65 0,62 0,78 0,80 22 0,66 0,66 0,67 0,67 0,66 0,64 0,80 0,77 23 0,59 0,61 0,63 0,62 0,65 0,64 0,80 0,83 24 0,65 0,66 0,66 0,66 0,68 0,66 0,77 0,81 25 0,62 0,64 ** ** 0,66 0,63 0,75 0,76 26 0,56 0,58 ** ** ** ** 0,79 0,80

E S C O R I A

27 0,68 0,71 ** ** ** ** 0,75 0,80 Valor medio escoria 0,64 Valor medio escoria 0,65 Valor medio escoria 0,65 Valor medio escoria 0,78 Valor medio Ofita 0,64 Valor medio Ofita 0,77

(*) Referencia imposible de localizar.

(**) Problemas de exceso de tráfico.

Tabla 78: Valores obtenidos con el péndulo TRRL




118

Medida de la textura superficial mediante texturómetro láser

En este Apartado se representan los valores de textura obtenidos en los controles realizadosal principio y final de todo el periodo de evaluación controlado (02.03.98 al l0.12.98). Los

resultados vienen señalados por cada 10 m. de recorrido en cada carril de dirección (SanSebastián-Vitoria), así como los valores medios por cada 50 m. de recorrido.

DIRECCIÓN ALAVA:

Aglomerado con escoria

PK

Medida 02/03/98

Textura mm yValor medio

Medida10/12/98


PK

Medida 02/03/98


Medida10/12/98


0+10 0+20 0+30 0+40 0+50

0,35 0,33 0,33 0,32 0,32

0,33

0,42 0,42 0,36 0,39 0,39

0,40

0+310 0+320 0+330 0+340 0+350

0,21 0,24 0,26 0,27 0,29

0,25

0,28 0,24 0,28 0,26 0,27

0,27

0+60 0+70 0+80 0+90 0+100

0,33 0,38 0,33 0,26 0,35

0,33

0,39 0,32 0,29 0,21 0,22

0,28

0+360 0+370 0+380 0+390 0+400

0,26 0,19 0,28 0,25 0,27

0,25

0,28 0,26 0,28 0,23 0,32

0,28

0+110 0+120 0+130

0+140 0+150

0,34 0,38 0,40

0,33 0,37

0,36

0,30 0,27 0,26

0,28 0,33

0,29

0+410 0+420 0+430

0+440 0+450

0,26 0,22 0,32

0,31 0,18

0,26

0,29 0,44 0,37

0,37 0,32

0,36

0+160 0+170 0+180 0+190 0+200

0,40 0,26 0,28 0,30 0,24

0,30

0,26 0,38 0,35 0,28 0,29

0,30

0+460 0+470 0+480 0+490 0+500

0,25 0,26 0,34 0,24 0,33

0,28

0,28 0,38 0,27 0,31 0,26

0,30

0+210 0+220 0+230 0+240 0+250

0,30 0,28 0,25 0,29 0,28

0,28

0,29 0,26 0,30 0,40 0,39

0,33

0+510 0+520 0+530 0+540 0+550

0,29 0,29 0,32 0,18 0,18

0,25

0,35 0,27 0,40 0,27 0,27

0,31

0+260

0+270 0+280 0+290 0+300

0,31

0,28 0,24 0,25 0,28

0,27

0,30

0,35 0,21 0,28 0,26

0,28

0+560

0+570 0+580 0+590 0+600

0,25

0,31 0,36 0,41 0,28

0,32 ------- -------

Valor medio de las medidas en la escoria 02/03/98: 0,29 Valor medio de las medidas en la escoria 10/12/98: 0,31

Tabla 79: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con escoria



Anexo IV

119

DIRECCIÓN ALAVA:

Aglomerado con ofita

PK

Medida

02/03/98 Textura mm yValor medio

Medida

10/12/98 Textura mm yValor medio

0+610 0+620 0+630 0+640 0+650

0,35 0,29 0,29 0,37 0,48

0,36

0,30 0,40 0,45 0,40 0,36

0,38

Valor medio de las medidas en la ofita02/03/98: 0,36 mm Valor medio de las medidas en la ofita10/12/98: 0,38 mm

Tabla 80: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección Alava). Aglomerado con ofita

DIRECCIÓN SAN SEBASTIÁN:

Aglomerado con escoria

PK

Medida 02/03/98


Medida 10/12/98 Textura mm yValor medio

PK

Medida 02/03/98


Medida 10/12/98 Textura mm yValor medio

0+60 0+70 0+80

0+90 0+100

0,30 0,34 0,39

0,40 0,48

0,38

0,50 0,34 0,33

0,24 0,33

0,35

0+360 0+370 0+380

0+390 0+400

0,33 0,26 0,25

0,25 0,23

0,26

0,26 0,43 0,25

0,29 0,36

0,32

0+110 0+120 0+130 0+140 0+150

0,36 0,33 0,21 0,23 0,25

0,27

0,28 0,34 0,29 0,25 0,34

0,30

0+410 0+420 0+430 0+440 0+450

0,27 0,24 0,25 0,28 0,26

0,26

0,32 0,33 0,27 0,31 0,30

0,30

0+160 0+170 0+180 0+190 0+200

0,21 0,31 0,26 0,30 0,26

0,27

0,27 0,37 0,38 0,35 0,26

0,31

0+460 0+470 0+480 0+490 0+500

0,22 0,25 0,33 0,26 0,33

0,28

0,37 0,32 0,29 0,34 0,33

0,33

0+210 0+220

0+230 0+240 0+250

0,23 0,33

0,29 0,27 0,33

0,29

0,42 0,35

0,34 0,30 0,41

0,37

0+510 0+520

0+530 0+540 0+550

0,30 0,34

0,30 0,25 0,22

0,28

0,20 0,26

0,25 0,25 0,25

0,24

0+260 0+270 0+280 0+290 0+300

0,30 0,28 0,33 0,33 0,27

0,30

0,32 0,38 0,37 0,33 0,28

0,34

0+560 0+570 0+580 0+590 0+600

0,27 0,19 0,27 0,26 0,21

0,24

0,32 0,30 0,36 0,33 0,33

0,33

0+310 0+320 0+330 0+340 0+350

0,28 0,32 0,29 0,32 0,26

0,29

0,31 0,28 0,36 0,33 0,36

0,33

0+610 0+620 0+630 0+640

0,18 0,24 0,29 0,25

0,24 ------- -------

Valor medio de las medidas en la escoria 02/03/98: 0,28

Valor medio de las medidas en la escoria 10/12/98: 0,32 Tabla 81: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián). Aglomerado con

escoria.




120

DIRECCIÓN SAN SEBASTIÁN:

Aglomerado con ofita

PK Medida 02/03/98


Medida10/12/98 Textura mm yValor medio

0+10 0+20 0+30 0+40 0+50

0,41 0,37 0,41 0,67 0,45

0,46

0,37 0,33 0,43 0,40 0,47

0,40

Valor medio de las medidas en la ofita02/03/98: 0,46 mm Valor medio de las medidas en la ofita10/12/98: 0,40 mm

Tabla 82: Valores obtenidos con el texturómetro láser (Dirección San Sebastián). Aglomerado con ofita


A continuación se representan los puntos más representativos de las medidas realizadas,tanto del tramo realizado con escorias como del tramo realizado con ofita.

Distancia en o Cota (mm) Distancia (m) Cota (mm) Distancia (m) Cota (mm) Distancia (m) Cota (mm)0 0 0 0 0 0 0 0

0,25 -7,9 0,25 -10,1 0,25 13,9 0,25 8,40,5 -15,2 0,5 -20,3 0,5 22,3 0,5 15,7

0,75 -23,3 0,75 -31,8 0,75 30,3 0,75 23,11 -30,6 1 -41,9 1 38,4 1 33,4

1,25 -39 1,25 -50,4 1,25 46,4 1,25 40,71,5 -47,2 1,5 -58,8 1,5 54,3 1,5 50,8

1,75 -54,9 1,75 -66,9 1,75 62 1,75 56,52 -61,7 2 -74,5 2 69,1 2 63,3

2,25 -68,4 2,25 -83,1 2,25 74,3 2,25 68,42,5 -74,7 2,5 -93,3 2,5 79,2 2,5 72,9

2,75 -83,7 2,75 -105,1 2,75 84,5 2,75 75,83 -92,3 3 -115,4 3 89,7 3 80,3

3,25 -102,9 3,25 -125,1 3,25 87,5 3,25 84,8

3,5 -118,7 3,5 -135,2 3,5 87,53,75 -131,4

4 -147,8

Punto nº 1 Punto nº 3Escoria-dirección Vitoria Escoria-dirección Vitoria Escoria-dirección SS Escoria-dirección SS

Punto nº 18 Punto nº 20

Tabla 83: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo de escorias



Anexo IV

121

Distancia (m) Cota (mm) Distancia (m) Cota (mm)0 0 0 0

0,25 14,8 0,25 8,10,5 26,4 0,5 15,5

0,75 35,1 0,75 23,51 43,1 1 32,5

1,25 51,2 1,25 421,5 58 1,5 52

1,75 64,4 1,75 61,62 70,1 2 71,1

2,25 74,3 2,25 79,62,5 78,6 2,5 87,8

2,75 83,3 2,75 95,33 86,9 3 100,2

3,25 84,1 3,25 100,23,5 77,5

Ofita-dirección Vitoria Ofita-dirección SSPunto nº 31 Punto nº 35

Tabla 84: Resultados de las medidas de regularidad superficial transversal sobre el tramo con ofita

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

00 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Distancia del orige n (m)

C o t a ( m m )

Figura 23: Punto nº 1 Escoria-dirección Vitoria




122

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Distancia del origen (m)

C o t a ( m m )

Figura 24: Punto nº 3 Escoria-dirección Vitoria

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5


C o t a ( m m )

Figura 25: Punto nº 18 Escoria-dirección SS



Anexo IV

123

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5


C o t a ( m m )

Figura 26: Punto nº 20 Escoria-dirección SS

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5Distancia del origen (m)

C o t a ( m m )

Figura 27: Punto nº 31 Ofita-dirección Vitoria




124

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Distancia en origen (m)

C o t a ( m m )

Figura 28: Punto nº 35 Ofita-dirección SS

COMENTARIOS A LOS RESULTADOS OBTENIDOS

Inspección visual

Como ya se ha señalado, las inspecciones visuales realizadas a lo largo del proceso deevaluación de esta fase han ofrecido siempre resultados satisfactorios, sin observarse

ninguna de las patologías que puedan tener relación con la presencia de deformaciones,roturas del pavimento, desprendimientos de áridos, exudaciones de ligante, etc.

Índice de regularidad internacional (IRI) con perfilómetro láser

Se define el IRI en un punto determinado de una carretera, como el cociente entre eldesplazamiento relativo acumulado por la suspensión de un vehículo tipo y la distanciarecorrida por dicho vehículo. Se expresa en milímetros por metro o en metros por kilómetro.Valores del IRI de 0 indican perfección absoluta y a partir de 4 se puede considerar que sepresentan pequeños defectos superficiales.

Todos los valores promedio obtenidos (Figura 19 a Figura 22) son inferiores a 4,predominando claramente los valores del orden de 2 a 3 (valores que suelen correspondercon pavimentos nuevos). Las pequeñas variaciones de los valores promedio obtenidascorrelacionando ambas mediciones, hay que interpretarlas como desviaciones debidas adiferencias de lectura motivadas por diferente paso por cada rodada de carril.

Medida de la textura superficial del firme mediante el círculo de arena (norma NLT-335/87)

Resulta ser un ensayo estimativo puntual de la macrotextura del pavimento, sirve para

evaluar la profundidad media de los huecos rellenos por la arena en la superficie de unpavimento, así como para evaluar el previsible impacto sonoro que se puede generar en el



Anexo IV

125

ambiente por la circulación de vehículos; valores inferiores a 0,5 indican un impacto sonorocomprendido entre 70 y 75 db para un vehículo ligero circulando a 90 km/h a una distanciade 7,5 m.

Su utilización más práctica en nuestro caso resulta ser como elemento comparativo de

control para sucesivos ensayos a largo plazo.

Los resultados obtenidos, indican que los valores medios de profundidad media de la texturasuperficial prácticamente no han sufrido variación, tanto para la capa de aglomerado conárido ofítico como para la de aglomerado bituminoso con árido predominantementecompuesto por escoria de horno eléctrico.

Auscultación 02.03.98 Valor medio (mm)


Escoria 0,567 0,543 Ofita 0,530 0,545

Coeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL. (norma NLT-175/88)

Este ensayo tiene por objeto obtener el coeficiente de resistencia al deslizamiento (C.R.D.)de un pavimento, que mantiene una correlación con el coeficiente físico de rozamiento y porlo tanto con los valores característicos antideslizantes de la superficie del mismo.

Sirve como elemento comparativo de sucesivas mediciones de control a largo plazo y suvariación se debe a los cambios en las propiedades de la superficie originados por el tráficoy los agentes metereológicos y sobre todo del pulido de los áridos del pavimento por el

rozamiento calzada-neumático. Los resultados del coeficiente de rozamiento sondirectamente proporcionales a los valores obtenidos (a menor lectura, menor coeficiente derozamiento).

Como valor mínimo de este coeficiente para autopista y otras carreteras de alta velocidad, seconsidera no debe ser inferior a 0.45-0,50. Valor prácticamente superado en todas lasmediciones iniciales realizadas.

Los valores del coeficiente de resistencia al deslizamiento (C.R.D.) obtenidos a lo largo delperiodo de evaluación para ambas capas de aglomerado bituminoso (con árido ofítico ypredominantemente de escoria), indican como es normal un ligero aumento de este

coeficiente. Esta variación puede guardar relación, por un lado con la disminución de latemperatura (en invierno este coeficiente suele ser algo superior al del verano) y por otrocon la presencia de ligeros desgastes de la capa superior de aglomerado que envuelven a losáridos que al dejar parte de su superficie expuesta al tráfico da lugar a un incremento de estevalor.



Escoria 0,64 0,78 Ofita 0,64 0,77




126

Medida de la textura superficial mediante texturómetro láser

Este ensayo ofrece resultados equivalentes a los del círculo de arena, pero con una mayorprecisión de medida, sirviendo los resultados como un método indirecto de evaluación delimpacto sonoro. El funcionamiento básico de este aparato es mediante un rayo láser emitido

que toca la superficie del pavimento y se refleja en un potenciómetro óptico. En función dela posición del punto iluminado se deduce la altura del punto de reflexión.

Los resultados obtenidos durante la fase evaluada (02.03.98 al 10.12.98) para las diferentescapas de aglomerado con árido ofítico y predominantemente de escoria de horno eléctrico,(dirección Alava y San Sebastián) no ofrecen variaciones significativas.

DIRECCIÓN ALAVA



Escoria 0,29 0,31 Ofita 0,36 0,38

DIRECCIÓN SAN SEBASTIÁN



Escoria 0,28 0,32 Ofita 0,46 0,40

La diferencia de resultados entre la capa de escoria y ofita, podría guardar relación con elaspecto más anguloso de este último material que daría lugar a incrementos de lectura.


En las figuras 23 a 28 se representa en abscisas la longitud del tramo medido en metros y enordenadas la diferencia de cota con relación al origen de la medida. Todas las medicionestienen como origen la zona del arcén (pintura de señalización del mismo), según sea ladirección en sentido Vitoria o San Sebastián.

Para comprobar la regularidad superficial del perfil transversal, se representa la línea

continua, que define el perfil general de la carretera, desde el arcén hasta la mediana. Si estalínea no tienen inflexiones de consideración en las zonas correspondientes a las previsiblesde rodada de circulación de camiones (distancias del perfil del tramo situadasaproximadamente a la distancia de 1 m y 3 m), puede decirse que la regularidad es correcta.

En general, los resultados son correctos, dado que las líneas continuas del perfil sonhomogéneas en su pendiente.



Anexo IV

CONCLUSIONES

A la vista de los resultados obtenidos en esta fase de evaluación del tramo de prueba de lacapa de rodadura de aglomerado asfáltico con escorias de horno eléctrico en la carretera GI-3610 en Zizurkil (Gipuzkoa) durante el periodo de tiempo comprendido entre el 02.03.98 y

10.12.98 se puede señalar que este material utilizado como árido de sustitución de áridosconvencionales para aglomerado asfáltico con un proporción del 16,2% de arena ofítica,ofrece a la realización de este informe unos resultados que hacen por el momento suutilización viable y equiparables a las del árido convencional ofítico.

No obstante, se deberán seguir realizando ensayos de evaluación más dilatados en el tiempo,con el fin de comprobar que estos resultados se mantienen o mejoran a largo plazo.

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Escorias de Acerias