Aleaciones no ferricas y tratamiento de residuos

1. 1
Juan Luis Torrijos Torres 2ºM

2. 2
METALES Y ALEACIONES NO FÉRRICAS
Introducción: resistencia específica
Las aleaciones no férricas se clasifican en función del elemento mayoritario. Las más
comunes son de cobre, aluminio, magnesio y titanio.
La mayoría de sus aplicaciones están relacionadas con la ligereza y resistencia.
Se define resistencia mecánica específica como:
Resistencia mecánica específica = Resistencia a la rotura / Densidad

3. 3
El cobre y sus aleaciones
La aleación más común del cobre
es el latón, donde el cinc se
considera el soluto y principal
componente de la aleación.
En el diagrama se observa:
En la fase α el latón es estable
hasta concentraciones de un 35%
de Zc. Los latones α son
relativamente blandos, dúctiles y
fáciles de trabajar en frío. La fase
β es más dura y resistente, las
aleaciones α+β se suelen trabajar
en caliente.
Los bronces, aleaciones de cobre y estaño que pueden contener aluminio silicio y níquel;
son más resistentes que los latones y tienen una gran resistencia a la corrosión. Se
emplean cuando se necesita resistencia a la corrosión, a la tracción y al desgaste.
Las aleaciones de cobre con menos del 1% de impurezas se emplean para aplicaciones
eléctricas.

4. 4
El aluminio y sus aleaciones
El aluminio y sus aleaciones se caracterizan por su baja densidad (2,7 kg/dm3
), su
elevada conductividad eléctrica y térmica, su resistencia la corrosión y su elevada
ductilidad. Su principal limitación es su baja temperatura de fusión (657º C).
Actualmente, se fabrican mucho aleaciones de baja densidad con magnesio y titanio.

5. 5
El magnesio y sus aleaciones
La característica más relevante es su baja densidad (1,74 g/cm3
). Tiene una estructura
HC, relativamente blanda. A temperatura ambiente se deforma con dificultad, la
conformación se realiza a temperaturas de 200-350º C. Las aleaciones de magnesio son
inestables y susceptibles a la corrosión marina, pero son relativamente resistentes a la
corrosión atmosférica. Es más caro que el aluminio, presenta el inconveniente de que
en estado líquido arde en contacto con el aire, por lo que en su fusión requiere una
capa protectora de fundentes. Aguanta peor que el aluminio la fatiga.
Los elementos más comunes como aleaciones son aluminio, cinc y magnesio. Se utiliza
en la fabricación de aviones, armamento y ruedas de automóviles.

6. 6
El titanio y sus aleaciones
Son materiales de reciente utilización, que presentan propiedades interesantes. El
titanio puro tiene una densidad baja (4,5 g/cm3
) y un punto de fusión elevado (1668º
C). Las aleaciones son extremadamente resistentes, dúctiles y fácilmente forjables.
El mayor inconveniente del titanio es su alto poder de reacción con otros materiales a
altas temperaturas. Su resistencia a la corrosión es muy elevada. Se utiliza para la
construcción de aviones, vehículos espaciales y en la industria petroquímica y química
en general.

7. 7
LOS RESIDUOS
Las grandes concentraciones urbanas producen millares de toneladas de restos que, por
su volumen y composición no es posible devolver a la naturaleza son los RSU (residuos
sólidos urbanos.).
Las actividades económicas son potencialmente productoras de otro tipo de residuos
cuyo tratamiento es más problemático que los RSU, ya que son más dañinos que los
anteriores son los RTP (residuos tóxicos y peligrosos), procedentes sobre todo de las
actividades industriales.
TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
Vertedero controlado
Los residuos se compactan y se cubren con tierra formando capas. Se ha de prever un
sistema de drenaje de lixiviados y chimeneas para la salida de gases, producto de la
descomposición anaerobia de la materia orgánica enterrada.
Incineración
Es el método que permite una mayor reducción del volumen de residuos. El problema
más grave es la formación de residuos gaseosos nocivos.

8. 8
Producción de metano
La descomposición natural (fermentación anaerobia) de la materia orgánica produce
un gas rico en metano y dióxido de carbono en las mismas proporciones. Se realizan
experiencias que permiten recuperar el metano y su utilización como combustible.
Compostaje
La materia orgánica separada del resto de los componentes de los RSU, se tritura con
objeto de eliminar la mayor cantidad de agua posible y se coloca en un digestor para
acelerar los procesos de degradación de la propia materia. El resultado es una especie
de humus que sirve de abono llamado compost.
Reciclado de materiales
El papel representa el 25% del total de los residuos reciclables y es la materia más
rentable de reciclar. El vidrio representa un 5% y su reciclado supone un importante
ahorro energético. El aluminio representa 1%. Los plásticos representan entre un 8 y
10%, el principal problema para su reciclaje es heterogeneidad de su composición.
La recogida selectiva en contenedores distintos es el mejor procedimiento para
proceder al reciclado.

9. 9
RESIDUOS TÓXICOS Y PELIGROSOS
Los RTP se pueden clasificar en los siguientes tipos:
Biocidas y productos filosanitarios como insecticidas, herbicidas, etc.
Disolventes: este grupo abarca una amplia gama de productos químicos, como
hidrocarburos, alcoholes, cetonas, etc.
Aceites y sustancias oleosas minerales: aceites de engrase, de limpieza, etc.
Tintes, colorantes, pinturas, lacas y barnices.
Resinas, látex, plastificantes y colas.
Productos pirotécnicos y otras materias explosivas.
Jabones y materias grasas.
Sustancias inorgánicas sin metales: ácidos, bases, mezclas amoniacales.
Escorias y cenizas procedentes de procesos de combustión.
Partículas y polvos metálicos.
Catalizadores usados.
Lodos que contengan metales.
Baterías y pilas eléctricas.

10. 10
TÉCNICAS DE TRATAMIENTO DE LOS RTP
Incineración.
Implica la exposición controlada de éstos a unas temperaturas por encima de los 900º C y
en un medio oxidante. Un aspecto importante es la recuperación del calor de los humos,
para producir calor y electricidad.
Los residuos susceptibles de ser incinerados son: cianuros sólidos, sólidos y lodos
orgánicos halogenados y no halogenados.
La gestión inapropiada de éstos sistemas supone una amenaza para la salud pública
debido a la emisión de componentes potencialmente peligrosos.
Los sistemas de incineración de RTP se diseñan incluyendo diversos sistemas de control
de emisiones a la atmósfera.
El diagrama de flujo de un sistema de incineración lo podemos ver en la diapositiva
siguiente.

11. 11
Diagrama de flujo de un sistema de incineración.

12. 12
Tratamiento físico-químico
Los residuos sometidos a este tipo de tratamientos están constituidos por baños
gastados de la industria de transformados metálicos y contienen sustancias de
naturaleza inorgánica disueltas o en suspensión.
Los residuos pueden agruparse en:
-Lechadas de cal residuales.
-Baños alcalinos metálicos.
-Baños con sales metálicas.
-Baños clorhídricos y sulfúricos gastados.
-Baños cianurados.
-Baños con cromatos.
Tanto las operaciones de neutralización de los distintos baños ácidos y alcalinos, como
de tratamiento de baños cianurados y cromados, producen una gran cantidad de lodos,
que deben llevarse a un depósito de seguridad.

13. 13
Depósitos de seguridad.
Depósito de seguridad es todo aquel vertedero emplazado sobre terrenos geológicos
adecuados para el almacenamiento de los RTP. El depósito cumple la función de
impermeabilizar los residuos durante extensos periodos de tiempo de forma segura. Se
dispone también de materiales y técnicas de construcción que permiten mejorar las
condiciones del emplazamiento.
El depósito ha de dotarse de sistemas adecuados de impermeabilización y drenaje.
Es necesaria la construcción de dos balsas de recogida, regulación y evaporación de
escorrenterías y lixiviados. Estas balsas deben favorecer la evaporación, por lo que es
necesaria una profundidad reducida y la mayor superficie posible.
RECUPERACIÓN O REUTILIZACIÓN DE LOS RTP
La recuperación de residuos es una práctica cada vez más común en los países
industrializados y se fundamenta en los siguientes aspectos.
-El poder calorífico de los residuos puede utilizarse como fuente de energía.
-La recuperación de componentes que pueden ser utilizados por otras industrias con el
consiguiente ahorro de materias primas.
-Protección del medio ambiente.
-Generación de empleo en empresas de recogida y tratamiento de residuos.

14. 14
Gestión de aceites usados.
Aceites usados son los aceites con base mineral, que se hayan vuelto inadecuados para
el uso que se les asignó inicialmente.
El vertido incontrolado de aceites usados origina graves problemas de contaminación
en tierras, ríos y mares, recubren con una película impermeable que impide la
oxigenación.
La combustión del aceite usado origina problemas de contaminación atmosférica, por
los compuestos de Cl, P y S que producen gases tóxicos. Otro problema asociado al
anterior es la presencia de Pb, que es emitido a la atmósfera en su combustión.
La gestión de los aceites usados consiste, en la recogida y tratamiento y/o eliminación.
El tratamiento enfocado a la reutilización, consiste en:
-Regeneración y nueva producción de aceites de base, eliminando contaminantes,
productos de oxidación y aditivos contenidos en el aceite usado.
-Combustión, utilizando el aceite usado como combustible en instalaciones de
recuperación del calor generado y con equipos contaminantes adecuados.