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Aspectos ambientales en la fabricación de las baldosas cerámicas

Última actualización: 22 de abril de 2024
Autores: Teresa Ros, Silvia Solsona

Introducción

Entendemos por aspecto ambiental a un elemento derivado de las actividades, productos o servicios que pueda interactuar con el medio ambiente (ISO 14001, 2015).

En la industria cerámica los aspectos ambientales del proceso de fabricación son:

  • Consumo de materias primas.
  • Consumo de energía:
    • térmica. Se emplea principalmente en el secado por atomización, secado y cocción de las piezas cerámicas.
    • eléctrica una mayor demanda en los procesos de molienda.
  • Consumo de agua.
  • Generación de aguas residuales.
  • Emisiones a la atmósfera de partículas y compuestos gaseosos.
  • Generación de residuos de proceso: diferentes tipos de lodos, piezas rotas generadas antes y después de la cocción, material pulverulento recogido por los sistemas de depuración,
  • Generación de residuos no cerámicos como aceites usados, envases de papel, plástico o metálicos, residuos de envases y embalajes, refractarios, etc.
  • Ruido y vibraciones, en las fases de preparación de materias primas, moldeado y cocción debido a las turbinas de cogeneración, motores ubicados en el exterior de la planta o actividades de carga y descarga.
  • Olores debidos al uso de aditivos orgánicos.

Caracterización de aspectos ambientales en la fabricación de las baldosas

Consumo de materias primas

El peso medio del producto acabado es de 20,3 kg/m2 . El soporte cerámico supone alrededor de un 95-97% en peso de la baldosa, mientras que la capa (opcional) de esmalte cerámico, supone alrededor de un 3-5% (BenchTile, 2017; GlobalEPD, 2019-2024)

Las materias primas necesarias para la fabricación de los soportes cerámicos se clasifican como:

  • Materias primas plásticas: arcillas y caolines.
  • Materias primas no plásticas, las más habituales son: arenas silíceas, feldespatos alcalinos, carbonato cálcico, talco y silicato de circonio o circón.
  • Al mismo tiempo también se utilizan materias primas de origen reciclado pre-consumo y recuperados del proceso, consistentes en residuos de piezas cerámicas crudas, cocidas y lodos. En la actualidad, las baldosas, de la mayoría de las empresas, tienen un contenido en reciclado entre el 5 y el 30% aunque se podría llegar al 100% de contenido reciclado en algunos casos excepcionales.
  • Materiales para el embalaje: plásticos, cartonajes y madera empleados para el transporte y distribución del producto acabado.

 

Consumo de energía

La fabricación de baldosas cerámicas requiere un gran aporte de energía (30-40 kWh/m2 para un peso específico medio de 22±1 kg/m2) (Mezquita et al., 2017; Monfort et al., 2010) sobre todo térmica. El combustible mayormente empleado en la actualidad es el gas natural.

La energía térmica, que supone el 90% del consumo directo total (Monfort et al., 2010), se consume principalmente en la etapa de secado por atomización de las suspensiones cerámicas, el secado de los soportes recién conformados y, sobre todo, en la cocción de las baldosas cerámicas.

Figura 1. Distribución porcentual del consumo de energía térmica por etapas.

La energía eléctrica se consume en todas las etapas de los procesos de fabricación de baldosas, siendo las de mayor demanda, la molienda de las materias primas y el conformado de las piezas; no obstante, su consumo global es muy inferior al de energía térmica (Instituto de Tecnología Cerámica y Comisión de Trabajo, 2010), 3,3-4.4 kWh/m2, (Monfort et al., 2011).

Consumo de agua

El agua consumida en el sector español se extrae mayoritariamente de pozos (Celades et al., 2012; Moliner, 2017), y en menor medida, de la red de distribución. Se puede clasificar en cuatro grandes grupos según la función que cumple en el proceso, que, a su vez, determina su destino final.

  • En la preparación de las materias primas para soportes cerámicos, preparación de esmaltes y humectación de piezas para la posterior aplicación de esmaltes.
  • Como agente reductor de emisiones de partículas difusas (riego) y canalizadas (sistemas de depuración vía húmeda).
  • Como agente de lavado de las instalaciones de preparación de las materias primas y preparación del esmalte y líneas de esmaltado.
  • Como vehículo de intercambio de calor en los tratamientos mecánicos, como pulido, lapatto, corte y biselado.
  • Otros usos. También se emplea en la refrigeración y sellado de bombas, enfriamiento de compresores y prensas hidráulicas, etc.
Aguas residuales

En la fabricación de baldosas, se generan aguas residuales industriales en las operaciones de limpieza, preparación y aplicación de esmaltes.

Desde el punto de vista químico, se caracterizan por la presencia de:

  • Sólidos en suspensión: arcillas, restos de frita, silicatos insolubles en general.
  • Aniones en solución: sulfatos, cloruros, fluoruros, etc.
  • Metales pesados en solución y/o suspensión: principalmente plomo y zinc.
  • Boro.
  • Materia orgánica: vehículos y colas utilizadas en las operaciones de esmaltado.

La mayoría de las empresas del sector español tiene vertido cero de aguas residuales industriales, ya que las recicla como materia prima en la fabricación de gránulo por vía húmeda.

Emisiones atmosféricas

Tienen unas características u otras dependiendo de la etapa de proceso donde se generen. En la Tabla 2, se describen las principales emisiones atmosféricas.

Tabla 2. Características de las principales emisiones atmosféricas de la fabricación de baldosas cerámicas y fritas (Blasco et al., 1992)

Etapa de proceso
Etapa de proceso
Almacenamiento y manipulación de materias primas (arcillas)
Molienda en seco
Molienda en húmedo
Secado por atomización
Conformado
Secado
Fusión de fritas
Preparación de esmaltes
Esmaltado
Cocción
Emisión
Concentración
Variable
Variable
Variable
Constante
Variable
Constante
Constante
Variable
Variable
Constante
Emisión
Caudal
Continuo/ Discontinuo
Continuo/ Discontinuo
Continuo/ Discontinuo
Continuo
Continuo
Continuo
Continuo/ Discontinuo
Discontinuo
Continuo
Continuo
Emisión
Foco (1)
Difuso/ Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Canalizado
Emisión
Contaminante emitido
Partículas
Partículas
Partículas
Partículas y gases (2)
Partículas
Partículas y gases (2)
Partículas y gases (2)(3)
Partículas
Partículas
Partículas y gases (2)(3)

(1) Emisión canalizada: a través de focos canalizados (chimeneas). Emisión difusa: emisiones que llegan a la atmósfera sin haber sido canalizadas a través de conducciones. 
(2) Gases: CO2, CO, NOx, SOx, HCl, HF etc. 
(3) Otros contaminantes gaseosos.

Emisiones de partículas

Su naturaleza, composición química y concentración viene determinada por las materias primas empleadas y por las características de la etapa de proceso que las origina (Celades, 2013; Sanfélix, 2017).

Emisiones de gases

Las emisiones gaseosas se originan en los procesos de combustión, es decir, en el secado de las suspensiones por atomización, secado de las piezas conformadas, cocción de las baldosas cerámicas. Los contaminantes gaseosos se pueden agrupar según los procesos en:

  • Gases generados en los procesos de combustión: CO2, CO, NOx, SOx, etc.
  • Gases producidos por la descomposición de las materias primas en los procesos de alta temperatura: CO2, HF, HCl, SOx, metales pesados, compuestos orgánicos volátiles (COVs), etc.

 

En la Figura 3 se muestra la relación entre la evolución de las emisiones totales del sector cerámico y la producción del sector. El alcance se limita a las emisiones directas en la fabricación de baldosas que provienen de la combustión del gas natural y de la descomposición de los carbonatos presentes en el soporte cerámico. En la gráfica se puede apreciar una relación directa entre emisiones totales y metros cuadrados de producción.

Figura 3. Evolución de las emisiones absolutas de CO2 y de la producción del sector cerámico español de baldosas (Instituto de Tecnología Cerámica, 2021)

Residuos sólidos

Los residuos en la industria cerámica pueden agruparse básicamente en residuos peligrosos y no peligrosos, con arreglo a la lista de residuos establecida por última vez mediante la Decisión 2014/955/UE. La Tabla 3 , recoge los principales tipos de residuos generados en la fabricación de baldosas.

Tabla 3. Residuos generados en la fabricación de baldosas cerámicas (BenchTile, 2017)

Residuos específicos
Aceites prensas
Tierra contaminada
Residuos de piezas cocidas
Residuos de piezas crudas y partículas de polvo
Esmaltes antes de la cocción
Suspensiones acuosas
Lodos no peligrosos
Plásticos de embalaje
Cartón y papel
Envases de madera
Envases contaminados
Trapos y absorbentes
Código LER
130100*
170106*
101208
101201 y 101203
101109*
80203
80202
150102
150101
150103
150110*
150202*

*  Residuo clasificado como peligroso

Aspectos significativos

Aunque todos los aspectos ambientales se deben tener en cuenta, existen dos aspectos a los que se muestra mayor interés a nivel socio-político y económico:

  • Las emisiones de gases efecto invernadero (GEI)
  • La reducción del consumo de materias primas vírgenes.

 

La Unión Europea, con su adhesión al Protocolo de Kioto y la creación del Pacto Verde, pretende reducir las emisiones GEI, a través del Régimen de Comercio de Derechos de Emisión, limita a las emisiones de las industrias contempladas.

El sector de baldosas cerámicas tiene que medir y comunicar las emisiones directas de CO2. Al estar por encima del límite establecido de 450.000 t CO2, está en la obligación de pagar por los derechos de emisión, lo que supone para la industria un coste adicional de 11,3 millones de euros (Instituto de Tecnología Cerámica, 2021). El alcance de esta situación hace que la reducción de emisiones GEI sea un factor de relevancia para la viabilidad económica del sector cerámico en la Unión Europea.

En otro sentido, la compleja situación geopolítica compromete el abastecimiento de materias primas necesarias en la fabricación de baldosas cerámicas. Fomentar la economía circular y encontrar nuevos materiales que permitan reducir el consumo de materiales vírgenes permitirá aumentar la competitividad del sector.

 Bibliografía Referencias

BenchTile. (2017). Benchmarking Sectorial-Elaboración de un Benchmarking ambiental y energético para la elaboración de una Declaración Ambiental de Producto sectorial. Instituto de Tecnología Cerámica para ASCER.

Blasco, A., Escardino, A., Busani, G., Monfort, E., Amorós, J. L., Enrique, J., Beltrán, V., & Negre, P. (1992). Tratamiento de emisiones gaseosas, efluentes líquidos y residuos sólidos de la industria cerámica. In Castellón: Instituto de Tecnología Cerámica-Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas.

Celades, I. (2013). Caracterización física, química, mineralógica y morfológica del material particulado emitido por focos canalizados de la industria de baldosas y fritas cerámicas. In Tesis doctoral, Escuela Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales. Departamento de Ingeniería Química. Universitat Jaume I de Castellón. Universitat Jaume I.

Celades, I., Moliner-Salvador, R., Ros-Dosdá, T., Monfort, E., & Zaera, V. (2012). Environmental development of the Spanish ceramic tile manufacturing sector over the period 1992–2007. Boletín de La Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (1983), 51, 111–118. https://doi.org/10.3989/cyv.162012

GlobalEDP 002-042 (2019). Declaración Ambiental de Producto de Recubrimientos Cerámicos españoles. Asociación Española de Fabricantes de Azulejos y Pavimentos Cerámicos (ASCER). Disponible online: https://www.aenor.com/Producto_DAP_pdf/GlobalEPD_002_042_ESP.PDF

Instituto de Tecnología Cerámica y Comisión de Trabajo. (2010). Guía de Mejores Técnicas Disponibles para el sector de fabricación de baldosas cerámicas en la Comunitat Valenciana. Ed. Centro de Tecnologías Limpias. Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge. Generalitat Valenciana.

Instituto de Tecnología Cerámica. (2021). Evolución de las emisiones de CO2 del sector español de baldosas cerámicas. Informe C212849 para Asociación Española de Fabricantes de Azulejos y Pavimentos Cerámicos (ASCER)

ISO 14001. (2015). Environmental management systems – Requirements with guidance for use (ISO/TC 207/SC 1 Environmental management systems, Ed.; 3rd ed.). International Organization for Standardization.

Mezquita, A., Monfort, E., Ferrer, S., & Gabaldón-Estevan, D. (2017). How to reduce energy and water consumption in the preparation of raw materials for ceramic tile manufacturing: Dry versus wet route. Journal of Cleaner Production. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.082

Moliner, R. C. (2017). Aplicaciones estratégicas de la Nanofiltración para el tratamiento de las aguas en la industria cerámica. Tesis doctoral. Universitat Jaume I, Castellón, Spain.

Monfort, E., Mezquita, A., Granel, R., Vaquer, E., Escrig, A., Miralles, A., & Zaera, V. (2010). Analysis of energy consumption and carbon dioxide emissions in ceramic tile manufacture (in Spanish). Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 49(4), 303–310. http://boletines.secv.es/upload/20100901173134.201049303.pdfdioma=SPA

Monfort, E., Mezquita, A., Mallol, G., Granel, R., & Vaquer, E. (2011). Guía de ahorro energético en el sector de baldosas cerámicas de la Comunidad Valenciana. Agencia Valenciana de La Energía–AVEN. Depósito Legal, 2078.

Sanfélix, V. (2017). Metodologías para la cuantificación de las emisiones difusas de material particulado en entornos industriales. Tesis doctoral, Escuela Superior de Tecnología y Ciencias Experimentales. Departamento de Ingeniería Química. Universitat Jaume I de Castellón.

Autores

Teresa Ros, Silvia Solsona