Implicaciones tecnológicas y medioambientales del uso de escorias negras de horno de arco eléctrico como aditivo en los materiales cerámicos en la construcción
- Autores: Francisco javier Cerdeño del Castillo
- Directores de la Tesis: Carlos Jesús Sánchez Jiménez (dir. tes.), Antonio de la Hoz Ayuso (tut. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Raimundo Jiménez Ballesta (presid.), Miguel Ángel Rodríguez Barbero (secret.), Beatriz Cabañas Galán (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El proyecto de investigación que constituyó la Tesis Doctoral se basaba en la determinación de la viabilidad del uso de escorias negras obtenidas en el proceso de fabricación de acero con la tecnología del horno de arco eléctrico como materia prima para la fabricación de materiales cerámicos para edificación.
Este tipo de escoria se generan en gran cantidad durante el proceso de oxidación-fusión de la fabricación del acero, del orden de 110-150 kg por tonelada de acero, estimándose que solo en la Unión Europea se generan aproximadamente 10 Mt anuales de escorias negras de las cuales en torno al 6 Mt acaban depositadas en vertederos con el consiguiente daño al medioambiente.
En su composición predominan el hierro (10-32 %), calcio (18-32 %) y silicio (5-8 %), presentando como minoritarios magnesio (3-5 %), manganeso (0-5 %) y cromo (0-1,5 %) así como elementos traza que dependen mucho de la naturaleza de la chatarra utilizada como materia prima.
La investigación se centró tanto en aspectos tecnológicos como en medioambientales. En el primer ámbito se estudió la influencia que, sobre el proceso de producción y sobre las propiedades del producto final fabricado, tiene la adición de distintos porcentajes de escoria, y en diferentes condiciones, a arcillas comunes empleadas en la fabricación de materiales cerámicos.
En el plano medioambiental se estudió como afecta la incorporación de la escoria al proceso productivo de los materiales cerámicos, particularmente a las emisiones a la atmósfera que se producen durante la fase de cocción, Dichas emisiones son reguladas por aplicación de la Directiva Europea 96/61 CE sobre Prevención y Control Integrado de la Contaminación que establece los límites máximos que es posible emitir a la atmósfera por cada instalación industrial.
También desde el punto de vista medioambiental, considerando que el destino final de una gran parte de las escorias generadas es el vertedero, se estudiaron los procesos de lixiviación al suelo por acción de los agentes climáticos, con la contaminación del mismo por los metales pesados contenidos en la escoria.
Igualmente, la investigación abordó los fenómenos energéticos asociados a la oxidación exotérmica del óxido ferroso contenido en la escoria durante el proceso de cocción del material cerámico, lo cual se traduce en un ahorro del combustible principal y se evita la emisión a la atmósfera del CO2 generado durante la combustión de este.
Estos planteamientos se adaptan a los principios de la Química Sostenible, pudiéndose dar una utilidad a un residuo, por lo que deja de considerarse como tal, obteniendo productos más benignos para el medioambiente y las personas, , y pudiendo obtener un ahorro de energía y de emisiones de Gases de Efecto Invernadero con el aprovechamiento de la energía química contenida en la escoria.
