MANUAL DE MINIMIZACION, TRATAMIENTO YDISPOSICION

Concepto de Manejo de Residuos Peligrosos eIndustriales para el Giro

Metalmecnica(hierro y acero)

Comisin Ambiental Metropolitana

en Colaboracin con:

Sociedad Alemana de Cooperacin Tcnica (GTZ)TV ARGE-MEX

Marzo de 1997

IAgradecimientos

Agradecemos la valiosa colaboracin de las siguientes empresas del giro de laindustria metalmecnica, sin las cuales no hubiera sido posible la elaboracin delpresente manual: Alttra, S.A. de C.V. Aceros Amrica, S.A. de C.V. Alcomex, S.A. de C.V. Amortiguadores Gabriel de Mxico, S.A. de C.V. Barrenas de Acero y Aguces, S.A. de C.V. Calibracin de Aceros, S.A. de C.V. Cleaver-Brooks, S.A. de C.V. Diseo Industrial y Fabricacin, S.A. de C.V. Estampados Troqueles y Embutidos, S.A. de C.V. Fundicin de Fierro y Metales, S.A. de C.V. Industrias Mass, S.A. de C.V. Industrias Valle Sosa, S.A. de C.V. Lara Victor Manuel, S.A. de C.V. Manufacturas Caysa, S.A. de C.V. Maquinaria y Equipo Gleason, S.A. de C.V. Masoneilan International, S.A. de C.V. Mecnica Falk, S.A. de C.V. Metales Gontier, S.A. de C.V. Mexicana de Partes Automotrices, S.A. de C.V. Modelos de Alta Produccin, S.A. de C.V. Modelos Meneses, S.A. de C.V. Productos especializados de acero, S.A. de C.V. Productos Maquinados de Mxico, S.A. de C.V. Resortes de Acero de Alta Produccin, S.A. de C.V. Resortes Mecnicos Barnes, S.A. de C.V.

II

Tanques de Acero Trinity, S.A. de C.V. Weber de Mxico, S.A. de C.V. Yale de Mxico, S.A. de C.V.

Tambin agradecemos la invaluable cooperacin de los participantes inscritosdentro del Seminario sobre Conceptos Empresariales para el Manejo yMinimizacin de Residuos Industriales, por continuar participando en larealizacin de las visitas tcnicas a las industrias y en la elaboracin de losreportes que forman parte del presente manual.

Se agradece especialmente la colaboracin de SIEMENS, por la donacin deequipo de proteccin personal para los tcnicos que realizaron las visitasindustriales.

Asimismo, hacemos patente nuestro agradecimiento a las siguientes institucionespblicas, educativas y de investigacin, as como cmaras industriales queapoyaron decididamente los trabajos para la integracin de los manuales a travsde sus distinguidos representantes y colaboradores: PROCURADURIA FEDERAL DE PROTECCION AL AMBIENTE INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACION Y CAPACITACION AMBIENTAL SECRETARIA DE ECOLOGIA DEL ESTADO DE MEXICO LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA AMBIENTAL, U.N.A.M. UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA AZCAPOTZALCO CONFEDERACION NACIONAL DE CAMARAS INDUSTRIALES CAMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE LA TRANSFORMACION ASOCIACION NACIONAL DE LA INDUSTRIA QUIMICA, A.C. DIRECCION GENERAL DE CONSTRUCCION Y OPERACION HIDRAULICAS

DEL DISTRITO FEDERAL DIRECCION GENERAL DE OBRAS PUBLICAS DEL DISTRITO FEDERAL LABORATORIO DE BACTERIOLOGIA Y FISICOQUIMICA DEL DISTRITO

FEDERAL

III

Indice

1. DATOS ESTATSTICOS DEL GIRO DE LA INDUSTRIA METALMECNICA 1

2. DEFINICIN DE LAS EMPRESAS QUE SE CARACTERIZAN COMOINDUSTRIA METALMECNICA DE HIERRO Y ACERO 4

3. BASES LEGALES PARA EL MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS 5

4. BREVE DESCRIPCIN DE LOS PRINCIPALES PROCESOS Y LOS TIPOS DERESIDUOS GENERADOS 8

4.1. Almacn de recepcin 10

4.2. Proceso de Metalmecnica 11 4.2.1. Separar, cortar 11 4.2.2. Forjar 13 4.2.3. Tornear, taladrar, fresar, cepillar 14 4.2.4. Esmerilar, pulir 17 4.2.5. Plegar, rolar, prensar, troquelar, estirar 18 4.2.6. Soldar 19 4.2.7. Recocer, templar, cementar 20

4.3. Acabado de superficie 20 4.3.1. Desengrasar, lavar 20 4.3.2. Fosfatizado 22 4.3.3. Pintar, laquear 22 4.3.4. Acabado de galvanoplasta 23 4.3.5. Tratamiento de aguas residuales 24 4.3.6. Almacn de residuos 24

5. RESUMEN DE LOS TIPOS DE RESIDUOS MS IMPORTANTES 27

6. MEDIDAS PARA EVITAR LA GENERACIN DE RESIDUOS 31 6.1. Situacin actual de manejo o disposicin de residuos en empresas mexicanas 32

6.2. Propuestas para otras medidas 41

6.3. Medidas especificas de prevencin por tipo de residuo para prevenir su generacin 45

6.4. Medidas especficas de prevencin por proceso para prevenir la generacin de residuos 46

IV

6.4.1. Proceso Metalmecnico 46 6.4.1.1. Requisitos relativos a las herramientas 46 6.4.1.2. Procesos de tratamiento trmico 49 6.4.1.3. Aceites refrigerantes 52

6.5. Mtodos de preparacin de superficies 57 6.5.1. Desengrasado 57 6.5.2. Enjuague 59 6.5.3. Ahorro de agua de enjuague 61 6.5.4. Fosfatizado 61

6.6. Esmaltado y laqueado 63 6.6.1. Tipos de materiales 63 6.6.2. Mtodos de aplicacin 64 6.6.3. Captacin y aprovechamiento del overspray de esmalte 71

6.7. Otras medidas 71

7. RECICLAJE/REUSO 72

8. MANEJO Y DISPOSICIN FINAL DE RESIDUOS INEVITABLES 75 8.1. Almacenamiento interno 75

8.2. Sealamiento 79

8.3. Transporte 81

8.4. Alternativas de manejo de residuos 82

9. CONTACTOS PARA MS INFORMACIN 91

10. BIBLIOGRAFA 93

V

INDICE DE TABLAS Y FIGURAS

TABLA 1. CLASIFICACIN POR TAMAO DE EMPRESAS DE ACUERDO AL NMERO DEEMPLEADOS SEGN SECOFI 1

TABLA 2: RAMAS BAJO EL SUBSECTOR 38 (LA TABLA NO HACE DIFERENCIA DEACUERDO AL METAL TRABAJADO): 1

TABLA 3: NMERO DE EMPRESAS REGISTRADAS DEL GIRO METALMECANICO ENTRE1990 Y 1996 A NIVEL NACIONAL 3

FIGURA 1: REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL PROCESO DE METALMECNICA DEHIERRO Y ACERO 9

TABLA 4: RESIDUOS GENERADOS EN EL ALMACEN DE ENTRADA 11 TABLA 5: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL SEPARAR Y CORTAR 13 TABLA 6: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL FORJAR 13 FIGURA 2: FACTORES QUE INFLUYEN SOBRE EL RESULTADO DE PRODUCCIN 15 TABLA 7: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL TORNAR, TALADRAR Y FRESAR 16 TABLA 8: RESIDUOS GENERADOS AL ESMERILAR Y PULIR 18 TABLA 9: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL PLEGAR, ROLAR, PRENSAR, TROQUELAR Y

ESTIRAR 18 TABLA 10: RESIDUOS GENERADOS AL SOLDAR 19 TABLA 11: RESIDUOS GENERADOS AL RECOCER, TEMPLAR Y CEMENTAR 20 TABLA 12: RESIDUOS GENERADOS AL LAVAR Y DESENGRASAR 21 TABLA 13: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL FOSFATAR 22 TABLA 14: RESIDUOS QUE SE GENERAN AL PINTAR Y ESMALTAR 23 TABLA 15:RESIDUOS GENERADOS POR EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 24 TABLA 16: RESIDUOS QUE PUEDEN GENERARSE EN EL ALMACEN DE RESIDUOS 26 FIGURA 3: REPRESENTACIN ESQUEMTICA DE LOS FLUJOS DE MATERIAL EN LA

INDUSTRIA METALMECNICA. 26 TABLA 17: RESUMEN DE LOS TIPOS DE RESIDUOS MAS IMPORTANTES QUE GENERA

LA INDUSTRIA METALMECANICA 27 TABLA 18. GENERACIN DE RESIDUOS POR REA 33 TABLA 19. RESIDUOS REPORTADOS CON MAYOR FRECUENCIA 33 TABLA 20. MANEJO DE RESIDUOS GENERADOS EN EL GIRO METALMECNICO. 34 FIGURA 4. MANEJO DE RESIDUOS 34 TABLA 21. CANTIDADES DE RESIDUOS RECICLADOS EXTERNAMENTE 35 FIGURA 5. RECICLAJE EXTERNO 36 FIGURA 6. INCINERACIN DE RESIDUOS (24.2 TON/A) 37 FIGURA 7. REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL PROCESO DE NITRURACIN POR

CARBONIZACIN. 51

VI

TABLA. 22: CAUSAS QUE PROVOCAN UN ELEVADO CONSUMO DE ACEITES Y LASMEDIDAS PARA ELIMINARLAS 52

FIGURA 8: MECANISMOS BSICOS DE SEPARACIN DE EMULSIONES 57 FIGURA 9: PANORAMA DE LOS MTODOS DE APLICACIN 64 FIGURA 10: COEFICIENTES DE RENDIMIENTO DE APLICACIN 66 FIGURA 11: EVOLUCIN DE LOS COSTOS DE INVERSIN AL MEJORAR EL

COEFICIENTE DE RENDIMIENTO DE APLICACIN 67 TABLA 23: CUADRO SINOPTICO DE LOS METODOS DE PINTADO 68 FIGURA 12: TRAYECTO DE LAS PARTCULAS DE PINTURA CON DIFERENTES MTODOS

DE PINTADO 70 TABLA 24. TIPO DE RESIDUOS GENERADOS EN LAS EMPRESAS DE METAL-MECNICA 83

VII

Prlogo En el mbito nacional, la proteccin al ambiente representa uno de los mayoresretos del presente. En el caso de la Zona Metropolitana de la Ciudad de Mxico,la proteccin ambiental es especialmente importante por concentrar aquella lamayor densidad de poblacin a escala mundial y por contar con la plantaindustrial ms importante del pas. La industria est consciente de esto y seinclina en forma activa y preventiva hacia la proteccin del ambiente. En estemarco, una de las reas que causa cada vez ms problemas en el Valle deMxico y a la que hasta ahora no se le ha prestado la debida atencin, es la delmanejo de residuos, y en especial de los Residuos Industriales Peligrosos. Como instrumento ms importante y efectivo para iniciar un manejo de residuosadecuado, se ha desarrollado el Concepto Empresarial de Manejo de Residuos,cuyo objetivo primordial es optimizar el manejo interno de los residuos en laempresa y al mismo tiempo reducir los costos por concepto de tratamiento ydisposicin final.

Considerando lo anterior, la Comisin Ambiental Metropolitana presenta esteManual de Minimizacin, Tratamiento y Disposicin de los Residuos Industrialesy Peligrosos generados por la Industria Metalmecnica (hierro y acero), queconstituye un logro importante de los trabajos realizados en el marco de lacolaboracin tcnica entre los gobiernos de Mxico y Alemania. Es claro que estemanual no substituye el trabajo intensivo que se requiere para el desarrollo de unconcepto empresarial especfico; nicamente pretende ser un instrumento querespalde los esfuerzos en materia de manejo integral de residuos que han venidorealizando el sector industrial y las instituciones de gobierno involucradas,ofreciendo una orientacin clara sobre medidas especficas para prevenir,minimizar, reusar y tratar correcta y adecuada mente los residuos que genera laindustria metalmecnica.

Por lo tanto, en este manual para el giro industrial de la Metalmecnica sepresentan medidas para prevenir, minimizar y disponer los residuos. Se

VIII

establecen las bases para que las empresas puedan incidir de formaindependiente y favorable sobre la problemtica ambiental.

El manual proporciona informacin a las empresas que trabajan el hierro y elacero, presentando un panorama de las alternativas tecnolgicas queactualmente existen, permitindoles a travs de estos conocimientos y encolaboracin con las autoridades, asociaciones y empresas que confinan yaprovechan residuos, elaborar e instrumentar soluciones integrales para prevenir,minimizar o en su caso, disponer adecuadamente los volmenes de residuosgenerados.

De igual manera, el personal que colabora con de las autoridades y asociacionesreciben mediante este concepto por rama industrial, un instrumento de trabajo queles permite dar asesoras y elaborar estrategias de solucin.

La base de este manual de manejo de residuos por giro para las empresas quetrabajan el hierro y acero est constituida por la informacin recabada a travs dela visita a 24 empresas y la evaluacin de los 21 conceptos empresariales demanejo de residuos, elaborados por expertos mexicanos capacitados en estarea. La evaluacin de estos conceptos empresariales de manejo de residuos serealiz bajo los siguientes aspectos: los insumos y procedimientos utilizados,

las materias residuales y los residuos generados,

el reuso/reciclaje o la disposicin actuales de estas materias residuales yresiduos, y

las medidas a corto, mediano y largo plazo que se puedan tomar para mejorarla situacin respecto a los materiales residuales y residuos.

Con base en la informacin especfica relativa para la Zona Metropolitana de laCiudad de Mxico, y considerando la bibliografa y la informacin ms recienteque existe sobre este giro, se elabor el presente Manual de Minimizacin,Tratamiento y Disposicin para las empresas Metalmecnicas de hierro y acero,

IX

que est enfocado en las necesidades de la industria de la Zona Metropolitana dela Ciudad de Mxico.

1 1. Datos estadsticos del giro de la Industria Metalmecnica

Como marco de referencia, se indican a continuacin algunos datos estadsticosdel giro mencionado que est clasificado segn SECOFI bajo el subsector 38,dentro del cual se distinguen 13 diferentes ramas industriales que se presentancon sus datos generales. El Subsector 38, de Productos metlicos, maquinaria yequipo, incluye instrumentos quirrgicos y de precisin.

A nivel nacional existen 46,246 empresas bajo el Subsector 38 ( INEGI, 1994) ,las que pueden separarse en Micro, Pequeas, Medianas y Grandes, de acuerdoa la siguiente tabla correspondientes al Estado de Mxico y Distrito Federal. Seconcentran en esta rea aproximadamente el 24% de las empresascorrespondientes a este giro.

Tabla 1. Clasificacin por tamao de empresas de acuerdo al nmero de empleados segnSECOFI Nmero de empresas

Tamao de laempresa

Nmero de empleados (segn SECOFI)

A nivel Nacional Estado de Mxico Distrito Federal

Micro 1- 15 40,928 4,507 4,592 Pequea 16 - 100 3715 569 840 Mediana 101 - 250 793 170 117 Grande > 251 810 113 85 TOTAL 46,246 5359 5634

El Subsector 38 engloba empresas que manufacturan o procesan metales como elcobre, zinc, hierro, acero, latn,

Tabla 2. Ramas bajo el Subsector 38 (La tabla no hace diferencia de acuerdo al metal trabajado)1: Subsector

38 Caractersticas Nmero de

empresas anivel nacional

Nmero deempresas enel Estado de

Mxico

Nmero deempresas en el

DistritoFederal

Rama 3811 Fundicin y moldeo de piezas metlicas,ferrosas y no ferrosas

1049 164 151

Rama 3812 Fabricacin de estructuras metlicas, tanques ycalderas industriales, incluyendo trabajos deherrera

29347 3186 2160

Rama 3813 Fabricacin y reparacin de muebles metlicos 1031 146 264 Rama 3814 Fabricacin de otros productos metlicos; no

incluye maquinaria y equipo 4225 612 1009

Rama 3821 Fabricacin, reparacin y/o ensamble demaquinaria y equipo para fines especficos, cono sin motor elctrico integrado. Incluye

824 102 231

1 Fuente: XIV Censo Industrial. Industrias Manufactureras, Extractivas y Electricidad. 1994, INEGI

2 Subsector 38

Caractersticas Nmero deempresas a

nivel nacional

Nmero deempresas enel Estado de

Mxico

Nmero deempresas en el

DistritoFederal

maquinaria agrcola Rama 3822 Fabricacin, reparacin y/o ensamble de

maquinaria y equipo para fines especficos, cono sin motor elctrico integrado. Incluye armado.

5145 559 799

Rama 3823* Fabricacin y/o ensamble de mquinas deoficina, clculo y procesamiento informtico

87 3 7

Rama 3831 Fabricacin y/o ensamble de maquinaria, equipoy accesorios elctricos, inclusive para lageneracin de energa elctrica

1408 193 330

Rama 3832* Fabricacin y/o ensamble de equipo electrnicode radio, televisin, comunicaciones y de usomdico

535 42 84

Rama 3833 Fabricacin y/o ensamble de aparatos yaccesorios de uso domstico, excluye loselectrnicos

247 43 53

Rama 3841 Industria automotriz 1401 231 273 Rama 3842 Fabricacin, reparacin y/o ensamble de equipo

de transporte y sus partes, excluye automvilesy camiones

171 32 28

Rama 3850 Fabricacin, reparacin y/o ensamble deinstrumentos y equipo de precisin; incluyeinstrumental quirrgico, excluye los electrnicos

776 46 245

Total: 46,246 5,359 5,634 * No se visit este tipo de industria

Cabe destacar que la situacin econmica del pas influye tambin en el girometalmecnico, por lo cual en la actualidad el nmero de empresas registradas havariado.

Por tamao de empresa, la empresa Pequea fue la ms afectada (comparando elregistro de diciembre de 1991 con abril de 1996).

3 Tabla 3. Nmero de empresas registradas del giro metalmecnico entre 1990 y 1996 a nivel nacional2

Microempresas Estrato Industrial 1990

Diciembre 1991

Diciembre 1992

Diciembre 1993

Diciembre 1994

Diciembre 1995

Diciembre 1996 Abril

Minerales no metlicos 4916 5123 5107 4966 4584 4602 4563 Metlica bsica 942 960 952 898 839 765 770 Productos metlicos 16536 17709 17904 17324 16988 15917 15852 Maquinaria y equipo no elctrico 4633 4752 4591 4441 4375 4084 4026 Maquinaria y aparatos elctricos 1856 1901 1835 1766 1653 1510 1494 Equipo de transporte 1119 1196 1201 1195 1167 1097 1078 Total 30,002 31,641 31,590 24,726 29,606 27,975 27,783

Industria pequea Estrato Industrial 1990

Diciembre 1991

Diciembre 1992

Diciembre 1993

Diciembre 1994

Diciembre 1995

Diciembre 1996 Abril

Minerales no metlicos 994 1037 1031 964 752 755 758 Metlica bsica 398 410 382 336 305 280 295 Productos metlicos 2984 3085 2978 2699 2595 2290 2365 Maquinaria y equipo no elctrico 818 801 745 645 657 556 573 Maquinaria y aparatos elctricos 701 690 671 625 613 566 548 Equipo de transporte 381 406 418 382 369 330 324 Total 6,276 6,929 6,225 5,621 5,291 4,777 4,863

Industria mediana Estrato Industrial 1990

Diciembre 1991

Diciembre 1992

Diciembre 1993

Diciembre 1994

Diciembre 1995

Diciembre 1996 Abril

Minerales no metlicos 123 123 125 124 103 100 117 Metlica bsica 69 69 52 50 58 54 55 Productos metlicos 393 410 374 351 376 290 316 Maquinaria y equipo no elctrico 103 123 106 102 96 92 100 Maquinaria y aparatos elctricos 212 222 219 195 192 187 205 Equipo de transporte 80 82 96 106 115 124 127 Total 980 1,029 972 928 940 847 920

Industria grande Estrato Industrial 1990

Diciembre 1991

Diciembre 1992

Diciembre 1993

Diciembre 1994

Diciembre 1995

Diciembre 1996 Abril

Minerales no metlicos 123 124 116 105 86 89 88 Metlica bsica 54 53 44 43 46 49 50 Productos metlicos 219 223 202 178 169 153 168 Maquinaria y equipo no elctrico 59 52 52 40 47 47 49 Maquinaria y aparatos elctricos 355 354 352 358 368 383 398 Equipo de transporte 141 154 155 149 161 157 168 Total 951 960 921 873 877 878 921

{2 Fuente: Direccin General de la Micro, Pequea, Mediana y Grandes Empresas y de Desarrollo Regional, con datos del IMSS. SECOFI

4

2. Definicin de las empresas que se caracterizan comoindustria Metalmecnica de hierro y acero

Las empresas contempladas para la elaboracin del Manual del giro industrial dela Metalmecnica, transforman la materia prima de hierro y acero en piezasmediante procesos mecnicos, con o sin el arranque de virutas, cambiando suforma geomtrica. En muchas empresas sigue posteriormente un acabado de lasuperficie de las piezas. El nmero de trabajadores de las empresas visitadasvara entre diez y varios centenares de trabajadores tcnicos. Las ramas de produccin de la industria metalmecnica incluyen, por ejemplo, lafabricacin y ensamble de maquinaria y equipos, industria automotriz yautopartes, fabricacin de aparatos elctricos, embalajes, aparatos y accesoriosde uso domstico y bienes de consumo as como herrajes. Los insumos son, adems de las materias primas de hierro y acero, losmateriales auxiliares correspondientes que deben ser aptos para losrequerimientos propios del proceso respectivo. Como ejemplo, cabe mencionar ladiversidad de aceites y emulsiones especiales.

Los pasos del proceso productivo en las empresas incluyen:

Forjar, separar, cortar, tornear, taladrar, fresar, cepillar, esmerilar, pulir, plegar,rolar, prensar, estampar, estirar, soldar, recocer, templar, cementar, desengrasar,lavar, fosfatar, pintar, laquear.

En el presente manual no se describen los procesos de galvanoplasta, pues sonobjeto de un manual especfico porque los procesos de galvanoplasta ocupan unlugar propio dentro del manejo de residuos; por lo tanto, se pasa por alto en estemomento aunque varias de las empresas que se visitaron en el marco de laelaboracin de este manual, operan su propio departamento o seccin degalvanoplasta.

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3. Bases legales para el manejo de residuos peligrosos De acuerdo a la definicin de la Ley General del Equilibrio Ecolgico y Proteccinal Ambiente (LGEEyPA, Art. 3, Fracciones XXVI y XXVII), los residuos se definencomo cualquier material, generado en procesos de extraccin, obtencin,transformacin, produccin, consumo, utilizacin, control o tratamiento, cuyascaractersticas no permitan utilizarlo nuevamente en el proceso del que proviene.Esta normativa tambin los prescribe como aquellos residuos en cualquier estadofsico que por sus caractersticas corrosivas, reactivas, explosivas, txicas,inflamables y biolgicas, puedan causar algn peligro para el equilibrio ecolgicoo el ambiente.

La regulacin relevante para el generador de residuos se presenta en una lista,aunque debido a que por el momento las regulaciones ambientales seencuentran en activa revisin y complementacin, no se cuenta con unaintegracin completa. Principalmente se menciona la Norma Oficial Mexicana,NOM-052-ECOL/1993, que establece las caractersticas de los residuospeligrosos, el listado de los mismos y los lmites que hacen a un residuopeligroso por su toxicidad al ambiente. La versin actual de esta Norma OficialMexicana est siendo revisada, puesto que, entre otros motivos, su interpretacinresulta difcil para el generador de residuos. La lista no incluye la gran cantidadde nuevas normas que comprenden los requisitos para el transporte desustancias y residuos peligrosos (vase el captulo sobre transporte). Las Leyes, Reglamentos y Normas ms importantes se mencionan acontinuacin:

Ley General del Equilibrio Ecolgico y Proteccin al Ambiente (1988) Reglamento en Materia de Residuos Peligrosos (1988) Ley Federal de Derechos en materia de Agua (1996) Ley de Aguas Nacionales (1994)