Valorización de arenas residuales de fundición en aplicaciones de construcción

Las arenas residuales de fundición están clasificadas como residuo no peligroso no inerte –por el comportamiento de sus lixiviados- y, al ser un residuo, debe ser manipulado por gestores autorizados, todo lo cual restringe sus posibilidades de valorización. El proyecto LIFE ECO-SANDFILL intenta superar estas barreras introduciendo un proceso de regeneración en la cadena de valor para obtener un sub-producto de arena de calidad sistematizada con bajo potencial de impacto ambiental.

La generación de arenas residuales de fundición (Spent Foundry Sand, SFS, en inglés) es intrínseca al proceso de producción de piezas metálicas por moldeo. La mayor parte de las fundiciones férreas realizan el proceso de fundición con moldes y machos de arena, que tras su utilización son desechados (técnica de moldes perdidos).

Esto genera gran cantidad de residuo de arena, aproximadamente entre 60% y 85% del total de residuos sólidos de la fundición. En fundición existen dos tipos de moldeo con arena bien diferenciados: moldeo en verde y moldeo químico. El moldeo en verde, utiliza una mezcla de arena de sílice, agua y bentonita como aglomerante, con unos índices de sílice en torno al 85-95%. Es el más empleado, representando el 75% del total de las arenas de moldeo.

FCC Aqualia central, Inodoro

En las arenas de moldeo químico la arena de sílice se mezcla con una resina y un catalizador inicia la reacción que fragua/endurece la mezcla. Las arenas químicas tienen un contenido de sílice por encima del 95%.

Por consiguiente, las arenas residuales de fundición consisten principalmente en arena de sílice (>85%), recubierta por una fina capa de compuestos carbonosos calcinados y restos de aglomerante (bentonita, resinas, etc.). Las impurezas generalmente comprenden compuestos de aluminio, calcio, sodio, carbono y potasio, por debajo del 12% en total.

Según datos de CAEF (The European Foundry Association), en el año 2015 se contabilizaron 4.616 fundiciones, férreas y no férreas, activas en Europa, con una producción total de 15,4 Mt. No existen registros precisos a nivel europeo sobre cantidades anuales de residuos procedentes de arenas de moldeo de fundición férrea y no férrea, pero a partir de las estadísticas publicadas de residuos no peligrosos por actividades industriales y de estudios llevados a cabo por asociaciones del sector, puede estimarse que en los últimos años se generaron en torno a 4,5-6 Mt/año de SFS en las fundiciones férreas europeas.

Sólo el 25-30% de la arena se recicla en unas pocas aplicaciones, principalmente en la industria cementera, en suelos agrícolas y en sellado de vertederos. Sin embargo, éstas no representan una solución estable ni viable para la totalidad de la arena residual generada, siendo el porcentaje restante eliminado en vertedero.

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Publicado en: FuturENVIRO Nº 44 Octubre 2017