Los COV en los procesos industriales. ¿Qué estrategia de mitigación?

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) y los olores pueden ser generados por diversos procesos industriales. La identificación de las fuentes potenciales de emisión de COV procedentes de estos procesos resulta esencial para desarrollar estrategias de mitigación eficaces.

Entre las sustancias utilizadas en la industria, los disolventes emiten particularmente COV. Entran en la composición de productos que se consumirán como materia prima o suministro en un proceso industrial; ejemplo: pintura, tinta, barniz, decapantes, productos de mantenimiento, productos de limpieza, productos fitosanitarios, cosméticos, …

Todos los sectores industriales utilizan disolventes que emiten COV en las diversas operaciones de sus procesos. Por ejemplo:

• Limpieza e higienización de superficies o productos: suelos, equipos, ropa, etc.
• Desengrasar piezas metálicas y de plástico …
• Disuelve y elimina los restos de cola, pintura, etc.
• Diluir un producto: tintas utilizadas por los impresores, pinturas utilizadas por los pintores, productos agrícolas, etc.
• Extraer, separar, sintetizar y purificar compuestos químicos

Te invitamos a que eches un vistazo a las prácticas para minimizar los COV en los procesos industriales.

Prácticas generales para reducir los COV en los procesos industriales

Para reducir la presencia de COV en un proceso industrial, he aquí algunas prácticas habituales en el sector industrial

• Implementar un sistema de aspiración de los COV en la fuente y un sistema de tratamiento. Por ejemplo, se podrán utilizar campanas de extracción y un filtro que trate el aire por adsorción sobre carbón activo para minimizar la dispersión de los COV en el aire ambiente.
• Sustituir productos que contengan COV por sustancias alternativas con menor contenido en COV, cuando el proceso industrial lo admita. Para ello, es necesario identificar y evaluar previamente las fuentes específicas de COV en el emplazamiento industrial.
• Optimizar el proceso industrial para minimizar las emisiones de COV (ajustar los parámetros de producción, optimizar las condiciones de funcionamiento, etc.).
• Revisa periódicamente los equipos industriales para detectar fugas de COV.
• Asegurarse de que las prácticas de gestión de residuos reduzcan las emisiones de COV. Esto puede implicar el uso de contenedores cerrados, el reciclaje de disolventes y la eliminación apropiada de los residuos.
• Establece un sistema de control de la calidad del aire para detectar las concentraciones de COV (por ejemplo, nariz electrónica)
• Asegúrate de que lainstalación industrial cumple las normas y límites impuestos por la normativa sobre emisiones de COV.
• Sensibilizar al personal sobre los riesgos asociados a los COV.
• Adoptando estas buenas prácticas, las empresas pueden contribuir a reducir las emisiones de COV, controlar los olores industriales y mejorar la calidad del aire interior, beneficiando tanto a la salud de los trabajadores como al medio ambiente.

Al adoptar estas prácticas, los fabricantes emitirán menos COV y mejorarán la calidad del aire ambiente, lo que beneficiará tanto a la salud y la seguridad de los trabajadores como al medio ambiente.

COV emitidos por determinados procesos industriales

He aquí algunos procesos industriales que pueden producir COV y olores, y las estrategias de mitigación asociadas.

¿Qué COV se emiten en los procesos de impresión industrial y qué estrategias de mitigación pueden utilizarse?

COV emitidos por el proceso de impresión en huecograbado

Este procedimiento de impresión de muy alta tirada de periódicos de catálogos, o para embalajes de cartón de gran serie (ej.: embalaje de cigarrillos, confitería, líquidos…) utiliza tolueno como disolvente. Es un COV aromático incluido en la formulación de las tintas o empleado para diluir las tintas. Más del 95% del tolueno utilizado durante el proceso de producción de impresos se encuentra en el aire ambiente; y menos del 5% del tolueno utilizado se encuentra en las fibras de papel (ANESM 2012). En huecograbado de embalajes se utilizan más bien disolventes que emiten COV oxigenados (éster, alcohol, cetona).

Además, se emiten COV al final de los procesos de impresión y secado: efluentes que contienen COV, disolvente recuperado para su reutilización o venta, COV emitidos por el proceso o el sistema de recuperación de disolventes.

Estrategia de mitigación de COV para la impresión en huecograbado

El uso de una tinta de retención que disminuye la velocidad de formación de una película en comparación con una tinta al tolueno. Las emisiones de COV se concentran entonces en la unidad de secado, donde se capturan y se tratan.

COV emitidos por el proceso de impresión offset

Este procedimiento de impresión se emplea para la gran tirada de libros, revistas, catálogos. A la entrada del proceso de impresión, son vectores de COV: las tintas, la solución de mojado (que contiene isopropanol), los aditivos. Durante la impresión se produce una emisión difusa de isopropanol. El secado del impreso emite la parte más importante de COV. Además, la tinta del impreso puede difundir ligeramente COV. Al final de la impresión, durante la limpieza de las planchas y de los cilindros, los disolventes utilizados emiten COV en muy pequeña cantidad (hidrocarburos alifáticos, cíclicos y/o nafténicos (white spirit, nafta,…).

Estrategia de mitigación de COV para imprentas offset

La captura en origen en el horno y el tratamiento de los efluentes gaseosos que contienen COV es la primera medida preventiva.

La adición de éteres de glicol (1% a 5%) en la solución de mojado puede reducir a la mitad la proporción de isopropanol (de 10% a 5%), y así disminuir hasta un 40% las emisiones de COV de la instalación. Sin embargo, los éteres de glicol son COV, algunos de los cuales son tóxicos.

Los disolventes volátiles también pueden sustituirse parcial o totalmente en los productos utilizados para limpiar equipos y suministros.

COV emitidos por el proceso de impresión flexográfica

La flexografía es un procedimiento de impresión en relieve que utiliza una plancha flexible de fotopolímero sobre una prensa rotativa. Este procedimiento funciona como un tampón de tinta continuo y permite imprimir embalajes flexibles (cartón ondulado o plano, películas plásticas, bolsas publicitarias), etiquetas adhesivas, embalajes metálicos… Los disolventes empleados en flexografía y que emiten COV son los alcoholes, acetatos, éteres de glicol.

Estrategia de mitigación de COV para flexografía

El uso de tintas en fase acuosa (pueden contener entre un 5 y un 20% de disolvente) o de tintas UV (necesidad de cambiar las prensas). Para los disolventes restantes, conviene captarlos en la fuente y tratarlos sobre carbón activo.

COV emitidos por la impresión tipográfica

La tipografía es un procedimiento de impresión que consiste en imprimir sobre un soporte de papel los caracteres en relieve que forman un texto. La impresión tipográfica se utiliza para los documentos cuya tirada varía entre 20.000 y 30.000 ejemplares: prospectos, folletos, documentos administrativos. Los COV emitidos por los disolventes y diluyentes son: hidrocarburos (terebentina, tolueno, xileno…), compuestos clorados, alcohol etílico.

Estrategia de mitigación de COV para la impresión tipográfica

El uso de tintas con bajo contenido en COV, lainstalación de un sistema de captación y filtraciónen origen y la gestión de los residuos de impresión que emiten COV forman parte de las estrategias de mitigación del proceso de impresión tipográfica.

COV emitidos en serigrafía

La serigrafía, procedimiento de impresión por pantalla textil impregnada de tinta, puede imprimir soportes de papel, cartón, tejido, madera, metal, plástico…, con cada vez una tinta adaptada. La industria gráfica (publicidad, señalización, bellas artes…), electrónica (circuitos impresos), las actividades de revestimiento de suelo o mural son los usuarios principales. Los COV emitidos por la serigrafía son diversos: COV aromáticos (trimetilbenceno, tolueno, xileno), COV alicíclicos (ciclohexano), COV oxigenados (alcoholes, cetonas, ésteres). Se deben a la evaporación del disolvente contenido en la tinta (hasta un 65%), en los productos de limpieza.

Estrategia de mitigación de COV en serigrafía

El uso de tinta a base de agua, de disolvente de tinta con baja emisión de COV (ej.: éster metílico de soja) reduce las emisiones. La captación de los COV en la fuente durante la preparación de las pantallas y de las tintas, durante la impresión, la transferencia y el secado de los impresos, la limpieza de las pantallas es indispensable. El almacenamiento en contenedores ventilados de los residuos emisores de COV completa el dispositivo de atenuación de los COV.

¿Qué COV se emiten en los procesos de recubrimiento industrial y cuáles son las estrategias de mitigación?

COV emitidos por los procesos de pintura en la producción de automóviles

En producción automovilística, el procedimiento de aplicación de pintura comprende varias etapas que emiten COV. Las capas «primarias» se aplican por electroforesis. Las capas siguientes de imprimación (contenido en disolvente: 37 a 60%), de base (75%), de laca (60 a 70%) o de barniz (60%) se aplican generalmente por pulverización, seguida de operaciones de limpieza y de secado. Los COV emitidos en cada etapa por los disolventes contenidos en diferentes revestimientos son: white spirit (conjunto de hidrocarburos alifáticos), isopropanol, alcohol bencílico, etanol, acetona.

Estrategia de mitigación de COV para procesos de recubrimiento en la producción de automóviles

El tratamiento de los efluentes gaseosos por captación en la fuente y filtración de los COV, especialmente sobre carbón activo, constituye la base de la prevención. El uso de técnicas de aplicación de los revestimientos que reducen el consumo de disolventes durante las operaciones de pulverización y de limpieza, la organización de la producción destinada a reducir el consumo y la recuperación de los disolventes, la elección de pinturas en fase acuosa o en polvo, el uso de productos de limpieza sin disolvente en el caso de las pinturas acuosas agrupan las estrategias de atenuación en este sector.

COV emitidos en otros procesos industriales de recubrimiento (excluida la fabricación de automóviles)

Son los COV emitidos por las aplicaciones de pintura, laca, barniz sobre soporte de plástico, metal, textil, cerámica, vidrio… Se utilizan productos que contienen disolventes (30 a 80%) durante: la limpieza del soporte, la aplicación del revestimiento, el secado.

• Los COV emitidos por los disolventes utilizados en el recubrimiento metálico son: acetato de butilo y xileno (para la dilución); metiletilcetona, acetona, tolueno (para la limpieza), y también benceno, formaldehído, etc.
• En los plásticos, las operaciones de recubrimiento y limpieza emiten COV como acetato de butilo, xileno, metil isobutil cetona, isobutanol y formaldehído.
• En los textiles, los COV emitidos son metiletilcetona, tolueno y percloroetileno.
• En otros sustratos, los principales COV emitidos son el acetato de butilo y el xileno.

Estrategia de mitigación de COV para procesos de recubrimiento industrial

Aparte de la captación en la fuente y del tratamiento de los COV, que representan la principal medida de atenuación, la reducción en la fuente de los COV constituye una estrategia complementaria. Esto pasa por el uso de técnicas de pulverización que reducen las emisiones de COV, el uso de productos que contienen menos COV (pintura con alto extracto seco, acuosa, en polvo), técnicas de limpieza menos consumidoras de disolvente.

COV emitidos en el sector de la carrocería de automóviles

Son COV emitidos durante la aplicación de pintura y de barniz sobre la carrocería a retocar y a repintar, y por los productos de limpieza. Se trata principalmente de COV hidrocarburos aromáticos y alifáticos, de COV oxigenados (alcoholes, cetonas, ésteres).

Estrategia de mitigación de COV para el repintado de carrocerías

La captación en la fuente en las cabinas de pintura y, a continuación, el tratamiento antes de la descarga exterior para respetar los valores límite de emisiones en función de la superficie del taller y de la cantidad de disolvente utilizado sigue siendo la medida principal de atenuación. El uso de técnicas de pulverización que reducen el consumo de pintura, por lo tanto, la emisión de COV, la utilización de productos con menor emisión de COV (pintura con alto extracto seco, pintura o barniz en fase acuosa, barniz UV), así como técnicas de limpieza que reducen las emisiones de COV representan las estrategias de atenuación más comunes en el sector de la carrocería.

¿Qué COV se emiten en la fabricación de pinturas, barnices, tintas y adhesivos, y cuáles son las estrategias de mitigación?

Los componentes de formulación de estas sustancias se preparan y se almacenan en forma líquida a partir de materias pulverulentas y de disolventes. A continuación, los componentes se distribuyen según la dosis necesaria y se mezclan para formar el producto acabado. Aproximadamente 200 COV pueden ser utilizados como disolvente en este sector industrial. Para los procesos de fabricación de pinturas, barnices y tintas, los COV emitidos son, entre otros, hidrocarburos alifáticos y aromáticos, xileno, tolueno, diclorometano, ésteres, alcoholes. Para los procesos de fabricación de cola y gelatinas, los principales COV corresponden a la metiletilcetona, acetato de etilo, hidrocarburos.

Estrategia de mitigación de COV para la fabricación de pinturas, barnices, tintas y adhesivos

La primera medida es la captación en la fuente y el tratamiento de los efluentes gaseosos cargados de COV. Por ejemplo, la implementación de filtros móviles de carbón activo resulta muy adaptable a las variaciones de las condiciones de producción. Las estrategias de atenuación de las emisiones de COV consisten en el uso de productos de sustitución con bajo contenido en disolvente (productos en fase acuosa o con alto extracto seco), o de productos sin disolvente. Para los productos de limpieza, el industrial puede sustituir los disolventes orgánicos por soluciones acuosas de sosa y de potasa, calentadas a 80°, pero que requieren un tratamiento de las aguas de lavado.

¿Qué COV se emiten en los procesos de producción de revestimientos adhesivos y cuáles son las estrategias de mitigación?

Los COV entran en un procedimiento de revestimiento adhesivo a través de las colas de base disolvente que recubrirán la superficie de este revestimiento, y a través de los diluyentes utilizados. La emisión de COV es importante a nivel del secado. Se distingue principalmente

• Colas acrílicas para fabricar adhesivos (cintas adhesivas, etiquetas, etc.), pegar revestimientos de suelos y paredes, aplicar láminas de PVC a paneles de madera, etc.
• Adhesivos vinílicos utilizados para pegar piezas de PVC en la industria del automóvil (parabrisas, etc.), la construcción (tubos de desagüe, etc.), etc.
• adhesivos de poliuretano para las industrias del embalaje, textil y del calzado
• adhesivos de neopreno para las industrias del automóvil, el calzado y la construcción.

Los procesos industriales de recubrimiento adhesivo emiten principalmente los siguientes COV: metiletilcetona, dimetiletilcetona, acetato de butilo, acetato de etilo, etilbenceno, tolueno y xileno.

Estrategia de mitigación de COV en la fabricación de revestimientos adhesivos

A nivel del secado, la captación en la fuente de las emisiones de COV y, a continuación, su filtración sobre carbón activo permite reducir notablemente los vertidos a la atmósfera. Las otras técnicas de atenuación de COV son idénticas a las de la fabricación de cola vistas más arriba.

¿Cuáles son los COV emitidos en los procesos industriales de fabricación de productos farmacéuticos, y qué estrategias de mitigación pueden utilizarse?

Los procesos industriales van desde la producción del principio activo farmacéutico (materia prima) hasta la producción de una forma farmacéutica (comprimido, cápsula, pomada, jarabe, espray…). Múltiples operaciones en los procedimientos de fabricación farmacéutica implican disolventes y conducen a la emisión de COV: carga de un mezclador, llenado de cubas de almacenamiento de efluentes, inyección de aire estéril en las canalizaciones para eliminar el producto antes de la limpieza, transferencia de disolvente del camión cisterna a bidones de almacenamiento, toma de muestras para control de calidad… La industria farmacéutica emplea unos cincuenta disolventes que emiten COV. Entre estos, se encuentra una decena de COV específicos clasificados CMR: dioxano, cloroformo, dimetilformamida, dicloroetano, cloruro de metileno, percloroetileno, dimetilamina, diglima, triglima.

Estrategia de mitigación de COV para la fabricación de medicamentos

En cada operación que utiliza disolventes y que emite COV, son necesarios una captación en la fuente y un tratamiento. A menudo, el procedimiento utilizado es la adsorción sobre carbón activo junto a la oxidación térmica. La minimización de las emisiones de COV pasa por el aislamiento de las fuentes y el secado en circuito cerrado para reducir las emisiones fugitivas, operaciones de limpieza de equipos cerrados y la recirculación de las purgas del procedimiento, si es posible, para evitar los vertidos directos de COV por las aberturas. La sustitución de los disolventes resulta más delicada, ya que se eligen por sus características fisicoquímicas que contribuyen al procedimiento. Caso por caso, el industrial puede sustituir el disolvente de la operación por un disolvente que emita COV menos tóxicos.

¿Qué COV se emiten en los procesos de ingeniería mecánica y cuáles son las estrategias de mitigación?

Se trata principalmente de las operaciones de limpieza de las superficies metálicas antes o después del mecanizado para eliminar grasas, fluidos de corte, aceites, partículas sólidas. Se trata bien de preparar la operación siguiente, bien de mejorar el aspecto de la superficie. La limpieza puede combinar una acción química a base de disolvente, una acción mecánica (ultrasonido, aspersión, agitación manual o mecánica), un cierto nivel de temperatura para aumentar la eficacia química. A menudo, le siguen operaciones de enjuague y de secado. Los COV tradicionalmente emitidos en este tipo de operaciones son: COV halogenados (percloroetileno, diclorometano, tricloroetileno), COV hidrocarburos, COV oxigenados (acetona, etanol, isopropanol, éteres de glicol, ésteres de glicol, metiletilcetona).

Estrategia de mitigación de COV para la industria de la ingeniería mecánica

Los COV se captan en la fuente y se recuperan por filtración sobre carbón activo con prioridad. Pueden contribuir a la disminución de COV: la sustitución de disolvente por productos de lavado (con aditivos que emiten menos COV), productos de lavado que contienen tensioactivos y bacterias (emisión de COV biogénicos), agrosolventes; el decapado térmico; procedimientos por láser o plasma frío (industria nuclear y aeronáutica), por proyección de hielo o nieve carbónica (aplicaciones puntuales), CO₂ supercrítico (en curso de industrialización).

¿Qué COV se emiten en los procesos de fundición y cuáles son las estrategias de mitigación?

La fundición consiste en verter metal fundido en un molde para producir una pieza de metal. El molde puede fabricarse a partir del procedimiento de arena verde (arena + arcilla + carbono) o de un procedimiento de fraguado químico (arena + resina). La utilización de aglomerantes químicos se traduce por la producción de diversos COV durante la mezcla, el moldeo y la fabricación de machos, el almacenamiento, la colada y el enfriamiento. Los principales COV emitidos durante el proceso industrial son: carbono orgánico volátil, COV hidrocarburos aromáticos: benceno, etilbenceno, tolueno, xileno (BTEX), COV oxigenados, entre los que se encuentran aldehídos (formaldehído, acroleína, acetaldehído), fenol, alcohol, ésteres.

Estrategia de mitigación de COV para la industria de la fundición

La primera estrategia es la captación en la fuente por campanas aspirantes y el tratamiento de las emisiones en las diferentes etapas del proceso. Para la disminución en la fuente de las emisiones, el uso del grafito en el procedimiento de arena verde reduce el carbono volátil. En cuanto al procedimiento de fraguado químico, la tendencia es el uso de resina con menos componentes que desprendan COV.