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Utilización de neumáticos desechados como combustible alternativo en fábricas de cemento

Enviado por dquezada



 

Indice
1. Introducción
2. Características del neumático
3. La industria del cemento
4. El uso de los neumáticos desechados como combustible en una fabrica de cemento
5. Los combustibles tradicionales y alternativos para la fabricación del cemento
6. El negocio de la recolección, tratamiento y transporte de neumáticos desechados
7. Evaluación económica de la empresa recolectora
8. Conclusiones finales del estudio
9. Bibliografía
10. Anexos

1. Introducción

Debido a las reacciones químicas irreversibles a las que es sometido el caucho durante el proceso de vulcanización, no es posible reciclar neumáticos desechados para ser reutilizados en la fabricación de neumáticos nuevos. Esta es la principal causa por la cual miles de toneladas de neumáticos son almacenadas anualmente en vertederos municipales o en vertederos ilegales. El problema no es menor, pues recientes estudios en materia de descomposición de materiales indican que los neumáticos, además de no ser biodegradables, afectarían el proceso de la basura, que sí lo es, y por este motivo están siendo rechazados en los vertederos. En nuestro país no existe aun una política clara en orden a establecer un mecanismo que permita tratar el problema. Esto, junto con el hecho de que no existen alternativas económicamente rentables de reutilización, como por ejemplo un mercado para productos derivados del caucho, tales como pisos y superficies o adiciones de goma para mejorar el asfalto en carreteras (lo cual podría eventualmente ser una solución a esta problemática) hacen que el problema persista en el tiempo.

Siguiendo el ejemplo de otras naciones, más avanzadas en el tema, comenzamos a vislumbrar las ventajas del reaprovechamiento energético de desechos como una alternativa rentable de sustitución de los combustibles tradicionales, lo que a su vez se traducirá en una mejor calidad de vida y reducción de desechos, convirtiéndolos en materias primas para otros procesos.

En la búsqueda por una mayor competitividad comercial, la industria mundial del Cemento está quemando residuos como combustible alternativo en sus hornos, buscando reducir el costo de los combustibles tradicionales. Esta estrategia ha posibilitado la generación de empresas proveedoras que han hecho del reaprovechamiento energético de residuos un gran negocio, el que ha encontrado, además, la aceptación de las autoridades medioambientales con el argumento de que el reaprovechamiento energético de residuos combustibles es ecológico porque ahorra combustibles fósiles y recursos naturales.

La calcinación de las materias primas para fabricar el clínker (elemento fundamental en la producción del cemento) la cual se lleva a cabo al interior de hornos rotatorios, es el núcleo fundamental del proceso dentro de las plantas cementeras; el cual requiere de una gran cantidad de energía, suministrada por el combustible, que se inyecta al horno, y representa el mayor costo económico en la fabricación del cemento. Las altas temperaturas en los hornos y largos tiempos de residencia inherentes al proceso de fabricación del cemento, suponen un alto potencial para la destrucción de compuestos orgánicos, lo que posibilita la utilización de una amplia variedad de combustibles, subproductos de otros procesos industriales o derivados de residuos, tanto líquidos (aceites usados, solventes, residuos de destilación, etc.) como sólidos (neumáticos usados, residuos de madera, papel, cartón, plástico, lodos urbanos e industriales, etc.). Es por esto, que las plantas cementeras reúnen las condiciones necesarias para llevar a cabo una quema limpia de neumáticos desechados y aprovechar así su alto contenido calórico en reemplazo del petróleo o carbón.

La industria cementera en países como Estados Unidos o México ha adoptado la incineración de diversos residuos, tanto líquidos como sólidos, en sus hornos. Esta práctica ha recibido el visto bueno de las autoridades ambientales de diversos países. La "valorización energética", que podría servir tanto como alternativa ecológica a la dependencia continua de combustibles fósiles, como mecanismo idóneo para la eliminación de una amplísima gama de residuos no biodegradables, en particular de neumáticos desechados, puede convertirse en un negocio rentable tanto para proveedores como para las plantas cementeras.

Las principales barreras que han impedido generalizar la técnica del uso de neumáticos desechados en la industria cementera chilena son: primero, que para el caso en que se requiere el trozado previo de los neumáticos, las ventajas en los costos son claramente marginales frente a los combustibles tradicionales (carbón, coque, petróleo, gas, fuel-oil); y segundo, el hecho de que no se tienen antecedentes de la fiabilidad y volumen de los suministros de neumáticos desechados, lo cual trae consigo, un riesgo asociado, en términos de la recuperación de la inversión en las modificaciones que resultan necesarias de practicar al horno rotatorio.

En diversos proyectos llevados a cabo, la industria cementera chilena ha demostrado estar particularmente preocupada por la disponibilidad de suministros continuos de neumáticos en cantidades suficientes y a precios razonables. Por lo general las empresas de cemento no desean involucrarse en la recolección de neumáticos, prefiriendo externalizar este servicio a un proveedor responsable de su recolección y entrega.

El presente estudio tiene por objetivo, determinar las posibilidades económicas de aprovechar un nicho de mercado inexplorado hasta la fecha, como es la recolección y la entrega de neumáticos desechados para abastecer a la industria cementera de un combustible alternativo de bajo costo, haciendo rentable, para un inversionista privado, invertir en una empresa de aseo industrial encargada de esta tarea. Cementos Bío Bío posee la ventaja comparativa frente a la competencia, de tener la capacidad de incinerar neumáticos enteros, gracias a la cámara de combustión secundaria (comúnmente llamada precalcinador) que posee en el horno de cemento de su planta Curicó. Esto, sumado al interés manifiesto de la empresa en estudiar el tema, justifican la realización de un estudio de estas características.

Dado que las posibilidades reales de obtener ganancias a partir de la venta de neumáticos desechados dependen del éxito que tendría un proyecto de combustibles alternativo en la industria cementera, consumidor final de este insumo, se examinarán a su vez, las distintas aplicaciones tecnológicas existentes en la actualidad para implementar esta técnica en los hornos rotatorios de las plantas de cemento, junto a las condiciones y repercusiones, tanto medioambientales como económicas, que traería consigo la implementación de este singular e innovador proyecto de aprovechamiento energético de residuos.

2. Características del neumático

Origen y composición del neumático
Un neumático es básicamente un elemento que permite a un vehículo desplazarse en forma suave a través de superficies lisas. Consiste en una cubierta principalmente de caucho que contiene aire el cual soporta al vehículo y su carga. Su invención se debe al norteamericano Charles Goodyear quién descubrió, accidentalmente en 1880, el proceso de vulcanización, con el que se da al caucho la resistencia y solidez necesaria para fabricarlo.

El neumático está compuesto principalmente de tres productos: caucho (natural y sintético), un encordado de acero y fibra textil. A su vez, el caucho usado en la fabricación de neumáticos está compuesto por un grupo de polímeros (compuestos químicos de elevado peso molecular) entre los que se cuentan el polisopreno sintético, el polibutadieno y el más común que es el estiero-butadieno, todos basados en hidrocarburos.

  1. Se agregan además, otros materiales al caucho para mejorar sus propiedades, tales como: suavizantes, que aumentan la trabajabilidad del caucho, antes de la vulcanización; óxido de Zinc y de Magnesio, comúnmente denominados activadores, pues son mezclados para reducir el tiempo de vulcanización de varias a horas a pocos minutos; antioxidantes, para dar mayor vida al caucho sin que se degrade por la acción del oxígeno y el ozono; y finalmente negro de humo, especie de humo negro obtenido por combustión incompleta de gases naturales, que entrega mayor resistencia a la abrasión y a la tensión.

Tabla 1. Composición y características de los diferentes tipos de neumáticos.

Neumáticos de Pasajeros

(automóviles y camionetas)

Caucho natural

14 %

Caucho sintético

27%

Negro de humo

28%

Acero

14 - 15%

Fibra textil, suavizantes, óxidos, antioxidantes, etc.

16 - 17%

Peso promedio:

8,6 Kg

Volumen

0.06 m3

Neumáticos MCT

(camiones y microbuses)

Caucho Natural

27 %

Caucho sintético

14%

Carbón negro

28%

Acero

14 - 15%

Fibra, suavizantes, óxidos, antioxidantes, etc.

16 - 17%

Peso promedio:

45,4 Kg.

Volumen

0.36 m3

Fuente: Rubber Manufacters Association (11)

Aunque suelen variar según el tipo de neumáticos y el país de fabricación, los diferentes elementos químicos que componen un neumático se muestran en la tabla 2 junto a sus porcentajes respectivos:

Tabla 2. Análisis químico del neumático

Elemento

Porcentaje

Carbono (C)

70

Hidrogeno (H)

7

Azufre (S)

1..3

Cloro (Cl)

0,2…0,6

Fierro (Fe)

15

Oxido de Zinc (ZnO)

2

Dióxido de Silicio (SiO2)

5

Cromo (Cr)

97-ppm

Níquel (Ni)

77-ppm

Plomo (Pb)

60-760ppm

Cadmio

5-10ppm

Talio

0,2-0,3ppm

Fuente: Combustibles alternativos, Holderbank 1997. (2)

En el proceso de vulcanizado, en la fabricación del neumático, la goma virgen es mezclada con otros productos (cauchos sintéticos, azufre y óxidos) y llevada a temperaturas que provocan cambios en su estructura química interna y en sus propiedades físicas. Estos cambios son, en la práctica, irreversibles. Posteriormente, la goma del neumático, al estar sometida a ambientes agresivos como el roce con el pavimento, se desgasta y degrada. El roce constante con el aire causa a su vez la oxidación del material, todo lo cual impide que la goma granulada recuperada a partir de neumáticos usados alcance los niveles de calidad de la goma virgen original. Este es el principal motivo por el cual no es posible reciclar neumáticos para utilizarlos como materia prima para producir nuevos neumáticos (ver Anexo B).

En la alternativa de incinerar neumáticos se genera calor, agua y cenizas. Estas cenizas, al contener los principales componentes necesarios para la fabricación de cemento, son absorbidas y capturadas en la estructura cristalina del cemento, durante el proceso de fabricación del mismo en el interior del horno rotatorio, lo cual permite, ahorrar materias primas y combustible.

La composición química de esta ceniza es la siguiente:

Tabla 3. Análisis mineral de la ceniza de neumático. (porcentaje en peso)

Compuesto

%

Dióxido de Silicio (SiO2)

22.00

Dióxido de Aluminio (AL2O3)

9.09

Óxido de Fierro (Fe2O3)

1.45

Óxido de Calcio (CaO)

10.61

Dióxido de Titanio (tiO2)

2.57

Óxido de magnesio (MgO)

1.35

Óxido de Sodio (Na2O)

1.10

Óxido de Potasio (K2O)

0.92

Azufre en (SO3)

15.68

Fósforo en (P2O5)

1.03

Óxido de Azufre (ZnO)

34.50

Fuente: Combustibles alternativos, Holderbank 1997. (2)

Los cuatro primeros compuestos son las materias primas fundamentales de las que está hecho el cemento. En el siguiente capítulo, y en el capítulo 4, se describirá en detalle, las características y la forma en que los neumáticos no sólo aportan materias primas al proceso de fabricación del cemento, sino que también reducen los niveles de emisión de algunos gases de combustión en comparación con los combustibles tradicionales.

Destino de los neumáticos desechados
A diferencia de nuestro país, en Estados Unidos y Europa existe una clara preocupación por el tema del tratamiento de desechos sólidos, la cual se ve reflejada en leyes y normativas, que apuntan a crear una consciencia del reciclaje y a incentivar a sus comunidades para desechar residuos en lugares apropiados, obteniendo beneficios tanto económicos como medioambientales. En estados Unidos, actualmente, se desechan al año alrededor de 250 millones de neumáticos: además, se estima que existen entre 2 a 3 billones de estos desechos acumulados en dicha nación. Aproximadamente, 10% de estos son incinerados, cerca del 4% son exportados a otros países (normalmente para ser incinerados allí), otro 2% es usado en caucho asfáltico y 2% es reciclado en otros productos.

Otro ejemplo es Alemania, que produce 628.000 toneladas de neumáticos desechados al año, de donde cerca del 30% son quemados en hornos de plantas cementeras. Otras cifras de países de la Unión Europea son: Inglaterra 290.000 toneladas, Italia 150.000 toneladas y Francia 350.000 toneladas. En Inglaterra 36% de los neumáticos que no fueron recauchados, son enviados a basurales, 29% son enviados a vertederos de neumáticos (centros de acopio), 8% son exportados (normalmente para ser incinerados), 21% son incinerados sin recobrar energía y un 4% son usados como combustible alternativo en plantas cementeras. El caso Mexicano ha sido también exitoso. Según datos de 1996, 21 plantas cementeras cuentan con permisos provisionales y autorizaciones para quemar neumáticos en sus hornos de cemento.

En el ámbito nacional, no se conocen intentos serios por reciclar o recuperar industrialmente neumáticos en cantidades significativas. En materia de recuperación energética de desechos sólo se sabe que la empresa CMPC, quemó desechos de madera, la mayoría proveniente de mueblerías. La plantas cementeras Melón y Polpaico han desarrollado en el último tiempo investigaciones en esta materia, principalmente en lo que respecta a los desechos líquidos, de hecho, Cementos Melón ya está quemando aceites y otros desechos líquidos.

Cabe mencionar, como aplicación no industrial, la existencia de quemas de neumáticos no controladas en predios agrícolas de las regiones VI y VII, con el fin de combatir las heladas en período de invierno. Los neumáticos son proporcionados a los agricultores por parte de las servitecas de manera gratuita aunque en algunos casos son vendidos hasta en 1000 o 2000 pesos la unidad. Esta práctica trae consigo cuantiosos daños al medioambiente.

La forma más común de eliminación consiste en depositarlos en vertederos y hacer un relleno sanitario, sin embargo, el constante crecimiento de la cantidad de neumáticos desechados y la gran cantidad de espacio que estos ocupan debido a su forma, está provocando una saturación de los vertederos.

Los neumáticos desechados como combustible alternativo
Como combustible, los neumáticos desechados son una excelente fuente de energía. Los neumáticos tienen un valor calorífico entre 6.500 a 9.000 Kcal/Kg, dependiendo de la composición, y de si el metal ha sido removido. A modo de comparación el carbón presenta un valor calorífico de 7.400 Kcal/Kg.

Tabla 4. Poderes caloríficos de diferentes combustibles.

Combustible

Poder calorífico (Kcal/Kg)

Estiércol de vacuno

4.054

Paja de trigo

4.657

Madera seca

4.793

Corteza de pino

5.204

Carbón

7.400

Neumáticos (promedio)

8.300

Petróleo

10.409

Fuente: Marks, Manual del Ingeniero Mecánico.(4)

La principal ventaja es la reducción de costos que resulta de la utilización de esta fuente de energía. En el caso de una planta cementera, este ahorro es importante, ya que en éstas, entre un 35 y 45% del costo está relacionado con la energía. Por otro lado, el uso de este tipo de combustible, en la cual se reemplaza parte del combustible por neumáticos, o son usados estos como fuente única de energía, tiene la ventaja de que el acero de los neumáticos es fundido durante la quema y pasa a formar parte del clínker mejorando las propiedades de éste.

Los neumáticos usados como combustible, ya sean completos o previamente trozados o chipeados, tienen un contenido de humedad insignificante, generalmente de menos del 2%. Los neumáticos contienen menos sulfuros que otros combustibles, elementos que en la combustión son oxidados y liberados al aire como agente contaminador.

El impacto de las plantas cementeras modernas sobre la calidad del aire es sustancialmente menor que el nivel de significación medioambiental. Esto sigue siendo cierto cuando se usan combustibles alternativos. El uso de combustibles alternativos preserva combustibles primarios. Análisis de ciclo de vida han demostrado que una utilización selectiva de combustibles derivados de residuos reduce las emisiones de CO2 a la atmósfera.

Con los sistemas de control ambiental apropiados, la quema de neumáticos, comparada con la de combustibles tradicionales como el carbón, produce similares emisiones de metales como Zinc, Cadmio, Plomo, Nickel y Cromo.
La valorización energética de los neumáticos desechados en el proceso cementero ofrece ventajas significativas sobre otros métodos de utilización o eliminación, pues como veremos, tanto el contenido energético como el material es totalmente aprovechado en el proceso de combustión de clínker.

Desde mediados de los 80, los neumáticos desechados vienen siendo utilizados cada vez en mayor medida en los hornos de cemento como combustibles alternativos, demostrando su uso las siguientes ventajas:

  • Se preservan recursos energéticos fósiles, no renovables, a la vez que se recupera el valor energético (y material) de los residuos o subproductos.
  • Se reducen los impactos sobre el aire, el agua y el suelo (los que producirían su vertido o su incineración no controlada, u otra gestión de peor ecobalance).
  • En la incineración de residuos en el horno de cemento no se produce ningún nuevo residuo como cenizas o escorias que requieran ser depositados o vertidos, ya que estas son absorbidas en el proceso y capturadas por las materias primas. Todos los elementos que ingresan al horno están presentes en el producto.
  • Costos menores de gestión (se usan instalaciones existentes, evitándose inversiones en nuevas; y los costos de operación son menores).
  • Se reducen las emisiones de CO2 disminuyendo las emisiones de efecto invernadero.

3. La industria del cemento

Características del producto y su utilización

El cemento, material inorgánico no metálico, es un aglomerante hidráulico finamente molido esencial para la construcción. Mezclado con agua forma una pasta que fragua y endurece, manteniendo su resistencia y estabilidad incluso dentro del agua. Las sustancias componentes del cemento reaccionan con el agua de la mezcla, formando silicatos de calcio hidratados.

El cemento se inventó por los romanos hace aproximadamente 2.000 años. De forma fortuita, al hacer fuego en un agujero recubierto de piedras, se consiguió deshidratar y descarbonatar las piedras calcáreas (o yeso), convirtiéndolas en polvo, el que luego se unió entre si gracias a la acción del agua de las lluvias. El denominado cemento Portland fue patentado en 1824, y desde finales del siglo XIX el hormigón, producto basado en el cemento Portland, se ha convertido en uno de los materiales de construcción más fundamentales.

La producción de cemento es la mayor de los productos minerales industriales, superando los 1.600 Millones de toneladas anuales. Mientras la producción de la Unión Europea alcanza los 170 Millones de toneladas al año, nuestro país produce la modesta suma de 3,4 millones de t/a. Sin embargo esta cifra es significativa si se compara el consumo medio por habitante, que en Chile fue de 228 Kg/Habitante en el año 2000, mientras en el Reino Unido fue de 250 Kg/hab. (el promedio de Europa es de 450 Kg/a.). Chile tiene además el mayor consumo per capita de Sudamérica (ver figura 3-1).

El cemento es un producto del tipo ("commodity") de precio unitario bajo, que no admite grandes costos de transporte, y por ello, compite en mercados locales. En nuestro país existen tres empresas productoras: Cementos Melón, Cementos Polpaico y Cementos Bío Bío, concentrando el 38,4%, el 35,5% y el 26,1% del mercado nacional respectivamente. Existen flujos de importaciones y exportaciones, que aun no siendo importantes a nivel global (los flujos internacionales significan apenas el 6-7% de la producción mundial) sí pueden distorsionar ciertos mercados locales de destino. En nuestro país casi la totalidad del cemento es de producción nacional, representando las importaciones apenas un 2% en el año 2000. Por otra parte no se registran exportaciones de cemento desde 1994.

La producción de cemento se realiza básicamente a través de un proceso que comienza con la extracción de sus materias primas, piedra caliza principalmente (70%), además de otros materiales (arcilla, sílice, óxido de aluminio y hierro); luego, los materiales son triturados y almacenados por separado; la carga se dosifica para lograr la combinación de los elementos de acuerdo al tipo de cemento buscado, tras lo cual se muelen hasta quedar un polvo muy fino. El polvo –comúnmente denominado harina o crudo- se bombea a los silos donde se uniformiza la mezcla antes de entrar a un largo hornos rotatorio donde es calcinado. En la calcinación, al ser sometida a altas temperaturas (alrededor de 1500 grados centígrados) la materia prima sufre reacciones químicas y forma un nuevo material: el precemento, llamado comúnmente clínker, que son como nódulos duros del tamaño de una nuez; Finalmente, se pasa a la etapa de molienda del clínker, se adiciona yeso y se encostala.

La industria del cemento es muy sensible a las variaciones en el precio de los combustibles, pues constituyen el principal factor de costo, significando 30-40% del costo total de producción. Por ello, el sector ha dedicado un esfuerzo permanente a la mejora de su eficiencia energética. Buena prueba de ello es que el consumo de energía para la producción de clínker ha sido reducido del orden del 30% desde los años 70.

También, la industria de cemento es intensiva en capital: el costo de una fábrica nueva equivale a los ingresos por ventas de 3 años, lo que sitúa a la industria de cemento entre las más intensivas en capital, exigiendo largos períodos para la recuperación de las inversiones y una cuidadosa planificación de las modificaciones de las plantas.

La fabricación de cemento
La producción de cemento es un proceso químico en el que las materias primas (minerales naturales, principalmente) son íntimamente mezcladas con los gases de combustión. Este contacto no origina, sin embargo, cantidades apreciables de contaminantes en los gases emitidos, ya que la mayor parte de las sustancias potencialmente contaminantes son absorbidas por el producto e integradas en él, de una manera químicamente estable.

Las condiciones de combustión del proceso cementero aseguran, que cualquiera de los compuestos orgánicos presentes en el combustible, incluso los más estables químicamente, sean totalmente destruidos. La producción de cemento no genera residuos; no hay cenizas ni escorias que requieran ser depositadas o vertidas, y todos los materiales entrantes se integran en el producto.

En el sistema de horno de cemento, los materiales circulan en contracorriente con el flujo caliente de los gases de combustión. La materia prima -mayoritariamente cal básica- absorbe muchos componentes de los gases de combustión, provenientes de los combustibles o de la transformación de la propia materia prima, y se incorporan al clínker. A diferencia de las calderas, en que se deben inyectar absorbentes para limpiar los gases, en el horno de clínker no son necesarios procedimientos de este tipo, ya que tiene dentro del sistema estos absorbentes. Dependiendo de la condición física y química de la materia prima, varía su capacidad de absorción; la máxima se da al final de la etapa de calcinación, con el mayor contenido de óxido de calcio hábil para retener las sustancias ácidas, como HCl y HF, o el SO2.

Coexisten cuatro procesos de producción mundial de cemento: de vía seca, semiseca, semihúmeda y húmeda. La elección de una u otra vía está condicionada esencialmente por el contenido de agua de las materias primas disponibles. La planta Teno de Cementos Bío Bío utiliza el proceso vía seca, el cual es el más económico, en términos de consumo energético, y es el más común (en Europa, más del 75%).

El sistema horno-intermabiador de la planta Teno, ubicada en la ruta 5 Sur, kilómetro 173, fue construido por la empresa F.L Smidth según su modelo ILC-In Line Calciner (ver Anexo C). Este sistema tiene cinco etapas de ciclones, emplazados uno sobre otro en una torre de 60 metros de altura.

El material crudo finamente molido y homogeneizado se introduce por la etapa superior, descendiendo hacia los ciclones inferiores en contracorriente con los gases calientes de la combustión. Este contacto en suspensión de la harina con los gases provoca un eficiente intercambio de calor, posibilitando que la harina entre al horno rotativo parcialmente calcinada (a unos 1.000ºC) mientras que los gases salen del intercambiador a una temperatura de unos 400ºC aportando parte de este calor residual al secado de las materias primas en su paso por el molino de crudo, desde donde van finalmente al precipitador electrostático para su depuración. En el anexo C se presenta un diagrama del flujo de la combustión del clínker junto con sus respectivas temperaturas.

Tanto el polvo recogido en el precipitador electrostático o electrofiltro, que utiliza un campo eléctrico para atrapar las partículas; como el recogido en los filtros de mangas, que utilizan bolsas de fibra de vidrio similares a las de las aspiradoras, es reintroducido en el proceso, ya sea con las materias primas, vía quemador con el combustible, o añadido al molino de cemento.

El control del nivel del CO en los gases de combustión es importante cuando se usa un electrofiltro como sistema de desempolvado. Es fundamental asegurar que dicho nivel esté por debajo del de explosión (típicamente, 12% en volumen). Los electrofiltros están dotados de un sistema de corte de tensión automático que actúa para prevenir esa situación. Altas concentraciones en el contenido de álcalis (óxidos de Sodio y Potasio) y de cloruros no sólo afectan la calidad del clínker, sino que también pueden provocar alteraciones en el proceso, como atascos en los ciclones del intercambiador. Su contenido en las materias primas, como en el combustible, es por tanto cuidadosamente controlado y balanceado.

En el proceso vía seca de horno-intercambiador, altas concentraciones de álcalis y cloruros pueden originar atascos en el intercambiador, especialmente en los ciclones inferiores. Una forma de combatirlo es extraer por medio de un sistema de by-pass, parte de los gases en esa zona, que arrastran partículas cargadas de halogenuros alcalinos, para luego ser enfriado y condensar así los álcalis, antes de que las partículas sean recogidas en el electrofiltro o en el filtro de mangas. Este polvo es usualmente reciclado al proceso. El Sistema horno-intercambiador de Cementos Bío Bío no dispone de by-pass, ya que presenta bajas concentraciones de álcalis y cloruros. Esto, gracias a las modernas instalaciones y equipos y principalmente a la cámara de combustión secundaria llamada "precalcinador", existente en la planta, que permite añadir combustible y descarbonatar (calcinar) así gran parte de la caliza en la entrada del horno, logrando mejores eficiencias de combustión y control.

En el proceso de vía seca, se tienen los siguientes sub-procesos:

  • Extracción de las materias primas en canteras.
  • Preparación de las materias primas.
  • Preparación de los combustibles.
  • Proceso de combustión/clinkerización.
  • Molienda de cemento.
  • Ensacado y despacho.

Extracción de las materias primas
Las materias primas esenciales -caliza, arcilla, yeso y puzolana- son extraídas de canteras, próximas a la planta. En el caso de Cementos Bío Bío son extraídas desde sectores precordilleranos y Camarico. Estas proporcionan los elementos esenciales en el proceso de fabricación de cemento: calcio, silicio, aluminio y hierro. La descarga se realiza en tolvas subterráneas con aspiración. Esta forma de descarga evita contaminación por polución que pudiesen causar éstas. Luego, las materias primas se almacenan en galpones, existiendo dos líneas de almacenamiento: el parque crudo, que corresponde a calizas de baja media y alta ley, y los correctores, que corresponden a arena (SiO2) y fierro (Fe2O3). Muy habitualmente debe apelarse a otras materias primas secundarias, bien naturales (bauxita, mineral de hierro) o subproductos y residuos de otros procesos (cenizas de central térmica, escorias de siderurgia, lodos de papelera, arenas de fundición, ...) como aportadoras de dichos elementos.

La incorporación de estas materias primas secundarias, denominados "adiciones", son compatibles con la calidad del cemento y no generan posteriormente ningún residuo en el horno de clínker. Al contener los principales constituyentes del clínker (SiO2, Al2O3, FE2O3 y/o CaO) permiten ahorrar la cantidad correspondiente de materias primas y reducir el consumo de energía.
Las materias primas naturales son sometidas a una primera trituración, bien en cantera o a su llegada a fábrica.

Preparación de las materias primas
La preparación de las materias primas es fundamental para la fase posterior de combustión, tanto en la correcta dosificación química como en la suficiente finura del material de alimentación al horno.

Las materias primas (calizas, margas y arcillas) proporcionan los óxidos principales, de Calcio (CaO), de Silicio (SiO2), de aluminio (Al2O3), y de Fierro (Fe2O3), que compondrán las fases principales del clínker, silicatos de calcio (tri y bi-cálcicos) y aluminatos de calcio. Las cenizas de los combustibles aportan los mismos componentes que las materias primas, y deben considerarse en el balance que conduce a una exacta composición del clínker.

Similarmente a los elementos principales, el resto de elementos traza (o impurezas) inorgánicos de los materiales o de los combustibles que se incorporan al clínker, quedan absorbidos en su estructura mineral. Este es especialmente el caso de los metales pesados no volátiles. Los metales pesados están naturalmente presentes en las materias primas y en los combustibles, en muy pequeñas concentraciones. Su comportamiento en las emisiones depende de su volatilidad: salvo el mercurio (que sólo es retenido en muy pequeño porcentaje), todos son retenidos casi al 100% en el clínker o en el polvo del electrofiltro.

El horno rotatorio debe recibir una alimentación químicamente homogénea. Esto se consigue mediante el control de la correcta dosificación de los materiales que forman la alimentación al molino de crudo. Después del molino, el crudo sufre un proceso de homogeneización, que asegura una mezcla homogénea con la composición química requerida.
La producción de cemento es un proceso de grandes volúmenes. Las necesidades de materias primas por tonelada de clínker suben típicamente a 1,6 toneladas.

Preparación de los combustibles
Los diferentes tipos de combustibles convencionales o fósiles usados en la industria cementera, en orden decreciente de importancia, son: coque de petróleo, carbón, fuel-oil (derivado del petróleo) y gas natural. Cementos Bío Bío utiliza actualmente fuel-oil Nº6 como combustible único y se prepara para comenzar a quemar carbón.

La combustión en los hornos de cemento se realiza con exceso de oxígeno que debe limitarse para no penalizar en exceso la eficiencia energética y se encuentra condicionada, además, a la uniformidad del combustible, y a su adecuado manejo (trituración o pulverización) para facilitar una fácil y completa combustión. El acondicionamiento y preparación de los combustibles obedecen a sus características físicas, químicas, toxicológicas o de peligrosidad, seguridad, etc. Los combustibles líquidos no requieren normalmente acondicionamiento, mientras que los sólidos suelen exigir una costosa preparación (trituración, molienda y secado). En todos los casos, los sistemas de preparación, almacenamiento y combustión de los combustibles deben ser diseñados y operados con un alto nivel de seguridad frente a incendio o explosión.

Combustión del clínker
En esta fase del proceso -la más importante en términos de calidad del producto, potencial de emisiones, y costo- las materias primas se alimentan al sistema horno-intercambiador en donde son secadas, precalentadas, calcinadas y sinterizadas para producir clínker de cemento, el que a su vez es inmediatamente enfriado con aire a la salida del horno, y almacenado. En este proceso, denominado "clinkerización", la carga de materias primas en el horno debe alcanzar temperaturas de 1.400 a 1.500ºC con temperatura punta de los gases de 2.000ºC. El proceso debe realizarse bajo condiciones oxidantes, por ello se requiere un exceso de aire en la zona de sinterización; estas condiciones son esenciales para la formación de las fases del clínker y la calidad final del cemento.

La inclinación del horno (4%) junto a la velocidad de rotación (3 r.p.m.) posibilita un lento transporte del material. Debido a las altas temperaturas del proceso, el tubo de acero está protegido en todo su interior con ladrillos refractarios. Los combustibles pueden ser introducidos por uno o varios de los siguientes puntos:

  • En el quemador principal, ubicado en la zona de salida del horno.
  • En el quemador secundario o precalcinador.
  • A través de la alimentación del horno (sólo en casos excepcionales para combustibles no volátiles)
  • Por medio del sistema "mid-kiln" para hornos largos, que es un dispositivo de alimentación colocado aproximadamente a la mitad de su longitud.

El combustible introducido por el quemador principal origina una llama que alcanza temperaturas del orden de 2.000ºC. En el proceso de combustión de clínker debe llevarse el material a temperaturas de 1.400 - 1.500ºC lo que exige una llama de casi 2.000ºC y condiciones oxidantes. Los perfiles de temperatura de materiales y gases a lo largo del proceso de formación del clínker al interior del horno se muestran en la figura 2-3.

Con gases de combustión del quemador principal a unos 2.000ºC los tiempos de residencia de los gases a alta temperatura en el horno rotativo son de 5 a 10 segundos. Bajo estas condiciones, los compuestos orgánicos de los combustibles son eficazmente destruidos por combustión completa.
Las altas temperaturas son causa de una alta producción de óxidos de nitrógeno (NOx) tanto por oxidación del nitrógeno molecular del aire de combustión, como del de los combustibles. La combustión -obligada- en exceso de oxígeno, favorece aún más la formación de NOx, por lo que debe reducirse dicho exceso al mínimo conveniente. El uso de sistemas expertos para el control del horno, la inyección de agua para reducir la temperatura de la llama y el diseño de quemadores especiales (llamados de bajo NOx) son hoy los medios usuales para contribuir a la reducción de estas emisiones.

Enfriadores de clínker

El clínker, a la salida del horno, debe ser enfriado de modo rápido y eficiente, tanto para fijar sus características mineralógicas, como para acondicionarlo para su manejo en las fases y equipos siguientes. Su alta temperatura, extrema abrasividad y diversa granulometría no hacen esta operación fácil. El rápido enfriamiento del clínker con aire, en enfriadores de parrilla, proporciona el aire caliente -aire terciario- para la combustión, mejorando el rendimiento energético del proceso.

Molienda de cemento
Desde el almacén de clínker (silo), éste es alimentado al molino de cemento junto con las adiciones minerales (yeso como retardador del fraguado; diversas adiciones minerales -puzolanas naturales o artificiales, escorias, cenizas volantes, fillers, etc.- para la fabricación de los cementos compuestos) para producir los diversos tipos de cemento portland.
El cemento Portland molido es almacenado en los tres silos de la planta, dos de los cuales tienen una capacidad de 10.000 toneladas mientras que el tercero una capacidad de 5.000 Desde los silos, el cemento es envasado en bolsas o a granel y expedido en trenes y camiones cisternas para sus diversos usos.

Análisis de los efectos medioambientales en la producción de cemento
Los principales efectos están ligados al consumo de energía y a las emisiones del horno.

Consumo de energía
La principal exigencia energética en la producción del cemento es el combustible para el horno. Los mayores equipos consumidores de energía eléctrica son los molinos (de materias primas, cemento y combustibles sólidos) y los grandes ventiladores (horno, molino de crudo y molinos de cemento). El consumo total de energía se mueve en los rangos 3.200 a 5.500 MJ/t de clínker y 90 a 130 Kwh/t de cemento, según el tipo de equipamiento y calidad de gestión operativa de la fábrica. Dada la importancia que en el costo de producción tiene el factor energético, la industria cementera se ha venido esforzando en la mejora de la eficiencia energética.

Emisiones del horno
Las emisiones del horno de cemento provienen principalmente de las reacciones físicas y químicas de las materias primas y, en menor medida, de la combustión de los combustibles. Los principales componentes de los gases de emisión del horno son el nitrógeno del aire de combustión, CO2 procedente de la calcinación del CO3Ca y de los combustibles quemados, agua del proceso de combustión y de las materias primas, y el oxígeno en exceso.

La tabla 5 nos muestra los porcentajes típicos en que se presenta cada componente de las emisiones del horno.

Tabla 5. Composición de los gases en las emisiones del horno cementero.

  1. Nitrógeno N2

45-66%

Dióxido de Carbono CO2

11-29%

Agua H2O

10-39%

Oxígeno O2

3-10%

Otras emisiones

Polvo, Cloruros, Fluoruro, dióxido de Sulfuro, óxido de Nitrógeno, monóxido de Carbono, compuestos orgánicos y metales

<1%

Fuente: Cembureau 1997

Puede verse que las emisiones del horno son, mayoritariamente, gases inocuos. Aunque, no se trata de un gas tóxico, la emisión de dióxido de carbono (CO2) por su condición de gas de efecto invernadero, es controlada y reducida al máximo.
Dentro de los gases de combustión, existen pequeñas cantidades (menos del 1% del total) de agentes considerados contaminantes atmosféricos. Estas emisiones constituyen el impacto medioambiental primordial en la fabricación de cemento. los principales son:

  • Óxidos de nitrógeno y otros compuestos nitrogenados (NOx)
  • Dióxido de azufre y otros compuestos sulfurosos (SO2)
  • Partículas
  • Aunque de menor importancia en la fabricación de clínker: compuestos orgánicos volátiles, metales y sus compuestos, y PCDD/PCDF (Policlorinato dibenzodioxinas y dibenzofuranos).
  • Monóxido de Carbono (CO)
En el anexo D se encuentran detallados los valores representativos de las concentra-ciones en los gases del horno de estos contaminantes.
Finalmente, otras emisiones, no relevantes usualmente, son ruidos, olores y residuos.

Gestión Medioambiental
La industria cementera ha llevado a cabo programas de modernización de sus instalaciones que apuntan a una protección más eficaz del Medio Ambiente, destacan la reducción del consumo de energía conseguida en los últimos decenios, las mejoras en los niveles de emisión, y la introducción de mejores sistemas de gestión medioambiental y códigos de buenas prácticas.

El factor medioambiental se está convirtiendo en eje estratégico y de competitividad. No es sólo la presión de la legislación, sino la del mercado, la que exige que toda actividad industrial se desarrolle con respeto para el entorno, lo que implica, más allá del mero cumplimiento de la legislación, un proceso de mejora continua.Existen algunas normativas de Gestión Medioambiental en nuestro país que dicen relación con el tratamiento de residuos industriales sólidos (ver Anexo E), aunque por razones de aceptación internacional y prestigio, se está imponiendo como sistema más utilizado el regulado por ISO en sus normas 14.000.

Conclusiones del capítulo
El cemento es un producto de construcción básico, producido a partir de recursos naturales: materias primas minerales y energía. La fabricación de cemento es un proceso industrial maduro, bien conocido y generalmente bien gestionado, que no genera residuos ni escoria ya que todo lo que ingresa al horno es integrado en el producto.

Los principales efectos sobre el Medio Ambiente provocados por la fabricación de cemento son:

  • Impactos de las canteras en los ecosistemas
  • Emisión de partículas en la manipulación y procesado de materiales
  • Emisión de gases en el proceso de combustión

Desde hace años, se han hecho grandes esfuerzos para minimizar los impactos medioambientales. Implementando técnicas adecuadas y prácticas operativas correctas estos efectos se han visto reducidos considerablemente:

  • Racionalización de la extracción de materias primas y restauración de los espacios explotados.
  • Reducción de emisiones, en especial de partículas en focos de mayor incidencia.
  • Mejora de la eficiencia energética.

En general, las instalaciones cementeras están bien integradas en su entorno natural y social. La industria del cemento, gracias a su estricto control de las emisiones y balance de las reacciones que ocurren en el interior de sus hornos, presenta altos niveles de eficiencia energética y medioambiental lo que permite quemar con seguridad una amplia gama de combustibles, tanto tradicionales como alternativos.

4. El uso de los neumáticos desechados como combustible en una fabrica de cemento

  1. Características medioambientales y efectos sobre el cemento
  2. En general, el uso de neumáticos desechados como combustible en hornos cementeros reduce la producción de óxidos de nitrógeno y dióxidos de azufre, en relación a los carbones normalmente utilizados en la fabricación del cemento, ya que tienen un menor contenido de éstos elementos.

     

    El azufre del neumático se incorpora a la cal de calcinación en forma de carbonato cálcico, que es una materia prima en la fabricación del cemento. Toda la ceniza se absorbe en la estructura cristalina del clínker; de esta forma, no hay residuos procedentes del neumático en los hornos de cemento. Un elevado contenido de cenizas provoca un menor flujo de materias primas que pasan por el precalentador del horno, aumentando la temperatura del gas de escape, con lo cual se tiene una mayor pérdida térmica. En este sentido los neumáticos presentan una nueva ventaja frente al carbón.

    No se ha descrito ningún efecto adverso sobre la calidad del cemento por el uso de neumáticos desechados como combustible alternativo, y no se presentan complicaciones operacionales adicionales a lo tradicional en el proceso.

    La única particularidad que eventualmente podría observarse, es que el clínker presenta una tonalidad un poco más oscura de lo habitual, producto de la impregnación de componentes no combustionados presentes en los neumáticos (acero reforzado).

    Las pruebas realizadas en hornos de Estados Unidos demuestran que los controles existentes sobre las emisiones atmosféricas de los hornos deberían ser suficientes como para permitir el uso de neumáticos como combustible, cumpliendo con las normas sobre emisiones y siempre y cuando, el porcentaje de neumáticos no exceda el 30% del valor calorífico total del combustible utilizado en los hornos.

    Como dato adicional, mencionaremos que el Instituto para la Protección Medioambiental del estado de Baviera (Alemania), llegó a la conclusión de que la mejor forma de eliminar neumáticos desechados era quemarlos en los hornos de cemento.

    No existe ninguna teoría que permita identificar con exactitud el efecto en las emisiones causadas por el uso de neumáticos desechados en los hornos de cemento. Estos sólo pueden obtenerse por medio de una medición real durante un ensayo.

    A continuación se recoge la experiencia internacional que permite estimar la tendencia esperada en el peor de los casos para cada una de las emisiones.

    Óxidos de nitrógeno y otros compuestos nitrogenados
    La formación de NOx es una inevitable consecuencia de la alta temperatura de combustión (llama del orden de 2.000ºC). Es formado principalmente por el aire de combustión (NOx térmico). Si bien una parte del contenido de nitrógeno en los neumáticos podría teóricamente provocar la formación de NOx combustible, este efecto es superpuesto por otras influencias más importantes como, por ejemplo, el tamaño de la llama. Además ésta posibilidad se ve reducida dado los menores contenidos de nitrógeno en el neumático frente al carbón (fig. 4-1)

    Dióxido de azufre y otros compuestos sulfurosos (SOX)
    El azufre entra en el proceso como componente de los combustibles y de las materias primas (en este caso, como sulfatos o sulfuros). El azufre que entra como sulfuro en las materias primas es parcialmente evaporado (~30%) en las primeras etapas del proceso, y emitido directamente a la atmósfera en su mayor parte. El resto del azufre que entra por las materias primas y el total aportado por los combustibles será capturado íntegramente en el clínker y no aparecerá en las emisiones.

    En general, los hornos de vía seca, trabajando con materias primas no altas en azufre, no presentan problemas significativos de emisiones de SOx y su generación se ve reducida por el uso de neumáticos desechados al contener estos menores porcentaje que el carbón. La emisión de SO2 es influenciada en mayor grado por sulfuro volátil en la mezcla de crudo que por combustible alternativo. El total aportado por los neumáticos es capturado en el clínker y no aparecerá en las emisiones.

    En general, los hornos de vía seca con intercambiador, trabajando con materias primas no altas en azufre, no tendrán problema significativo de emisiones de SOx.

    Monóxido de carbono (CO)
    La combustión en el quemador secundario de neumáticos a menudo produce una emisión mayor de CO. Una elevada tasa de combustión y/o valores máximos de la tasa de alimentación (neumáticos enteros) puede provocar problemas al ingresar aire falso que haga bajar la temperatura en el precalcinador.

    Dióxido de carbono (CO2)
    La emisión de CO2 se sitúa entre 800 y 900 Kg/t de clínker. Casi un 60% de esta emisión proviene del proceso de calcinación, y es por tanto inevitable. El resto, deriva de la combustión de los combustibles. La emisión de CO2 en la combustión de los neumáticos representa un porcentaje bajo en relación al aportado por las materias primas. Su formación es inherente al proceso de calcinación, y es por tanto inevitable.

    Cabe señalar, que los cambios de tecnología, la mejora de la eficiencia de los procesos de combustión ha reducido más del 30% las emisiones asociadas de CO2 en los últimos 25 años.

    Compuestos orgánicos (hidrocarburos)
    Por lo general, no es de esperar ninguna correlación frente a la incineración de neumáticos, sin embargo, mediciones con métodos sensibles pueden ser necesarias en el marco del proyecto. Pueden evitarse varios problemas desde el principio, si se dedica suficiente atención a perfeccionar la incineración a altas temperaturas y si los neumáticos se utilizan sólo en el quemador primario bajo condiciones de funcionamiento normales
    Las innumerables mediciones realizadas para usar neumáticos desechados permiten concluir que la incineración de neumáticos no repercute en tales emisiones.

    Metales y compuestos metálicos
    El proceso cementero tiene una gran capacidad para capturar los metales que entran con los materiales o los combustibles. Los metales son absorbidos en el clinker o en el polvo recogido en el filtro. Está ampliamente demostrado que el uso de combustibles alternativos como los neumáticos, no conduce a un incremento significativo de los metales en el cemento ni en el polvo del horno, y que tampoco se ven afectadas las emisiones cuando se limitan las entradas de los volátiles (el neumático tiene bajísimos contenidos de Cd y Tl, y no contiene Hg).

    El moderno sistema de reducción de la emisión de partículas en los gases de la chimenea es garantía de la reducción de las emisiones de metales.

    Dibenzodioxinas y dibenzofuranos policlorados (PCDD/PCDF)
    Las dioxinas son compuestos químicos presentes en nuestro medio en concentraciones sumamente pequeñas. Se forman como contaminantes durante la fabricación de ciertos herbicidas, bactericidas, conservantes de la madera y productos de blanqueo en la fabricación del papel. También, pueden formarse en procesos de combustión incompleta de productos de la química del cloro, así como en incendios de bosques, en la combustión interna de automóviles, en incluso en el consumo de cigarrillos.

    En el proceso cementero, la presencia de cloro o hidrocarburos precursores en materias primas o combustibles en cantidades suficientes, podrían ser causa de formación de estos compuestos en los procesos de combustión.

    Las pruebas realizadas en hornos de la Unión Europea y la abundante literatura disponible confirman que los hornos de cemento, debido a los largos tiempos de residencia a altas temperaturas, son idóneos para destruir residuos químicos orgánicos con emisiones de PCDD/F tan bajas (<< 0,1 ng TEQ) que no suponen ningún peligro para salud humana o el medioambiente.

    La presencia de cloro o hidrocarburos precursores en materias primas o combustibles en cantidades suficientes, podrían ser causa de formación de estos productos en los procesos de combustión. La práctica (y así lo demuestran diversos estudios) se constata que la formación de PCDD/F no está influenciada por la co-combustión de combustibles alternativos.

    Compuestos orgánicos volátiles (COVs)
    Las emisiones de compuestos orgánicos pueden ocurrir en las primeras etapas del proceso, al volatilizarse la materia orgánica presente en las materias primas al entrar en contacto con los gases calientes. En la industria del cemento, estas emisiones no son indicadoras de combustión incompleta (dada la muy alta temperatura, largos tiempos de residencia y condiciones de exceso de oxígeno del proceso).

    La cantidad de emisiones de compuestos orgánicos es tan pequeña, que no representa un aumento perceptible de riesgo para la salud pública o el medioambiente. La descarga de gases típica de un horno de cemento contiene menos de una décima parte de los hidrocarburos presentes en los gases de descarga de un automóvil.

    Partículas
    Históricamente, la emisión de polvo, especialmente de la chimenea del horno, ha sido el impacto ambiental más significativo en la producción de cemento.

    Las principales fuente de partículas son los hornos, los molinos de materias primas, enfriadores de clínker y molinos de cemento. En todos estos procesos, grandes volúmenes de gases fluyen a través de materiales polvorientos, y el producto final también es un polvo fino. La naturaleza del polvo recogido en los tres focos principales es: materias primas en las emisiones particuladas del horno, finos de clínker en el enfriador y producto final (cemento) en los molinos de cemento. La eficiencia de los modernos electrofiltros y filtros de mangas permiten reducir las emisiones de partículas de los focos principales a niveles muy bajos.

    Fuentes secundarias de emisión de partículas son los almacenes y sistemas de manejo de los materiales, así como las calles al interior de la planta. Esta contaminación difusa es reducida dentro de cementos Bío Bío a niveles de mínimo impacto para la calidad del aire, por medio del empleo de aspiradoras móviles que recorren constantemente el interior de la planta.

    La incineración de neumáticos desechados no tiene influencia en la emisión de partículas del horno, que sólo depende de la eficiencia de los equipos de desempolvado.

    Otras emisiones
    A causa de la maquinaria pesada y el gran tamaño de los ventiladores usados, se originan emisiones de ruido y vibraciones que se llevan a niveles de baja significación.
    Es muy infrecuente un problema de emisión de olores en fábricas de cemento.
    Tampoco es significativa la producción de residuos en la producción de cemento, a excepción del polvo del electrofiltro (o bien del filtro de mangas). Habitualmente es reciclado en el propio proceso; si no, debe ser depositado adecuadamente en un vertedero.

  3. Emisiones del horno debidas a la combustión de neumáticos desechados

    Para autorizar la puesta en marcha de este tipo de proyectos, la empresa de cemento deberá realizar además, numerosas pruebas y tests para certificar ante las autoridades medioambientales (Conama) los niveles de emisión de gases que la planta emita a la atmósfera. La necesidad de obtener estos permisos sobre emisiones atmosféricas y los retrasos a la hora de aceptar las propuestas por parte de la autoridad, pueden ser factores que afecten negativamente al proyecto. Por eso debe recurrirse a terceros (empresa especializadas) para realizar estos test con la mayor diligencia y experticia necesaria. Esto supone (aunque despreciables en relación a la inversión en tecnología) costos y operaciones adicionales para la empresa que deben considerarse y programarse oportunamente.
    La estrategia de reducción de la emisión de partículas en los gases de la chimenea es garantía de la reducción de las emisiones de metales.

  4. Regulaciones y permisos

    Como dijéramos, los neumáticos, ya sean enteros o trozados, pueden utilizarse como combustibles alternativo en los hornos rotatorios de las plantas cementeras; la utilización de los neumáticos desechados no afecta negativamente al rendimiento ambiental o a la calidad del producto. Recordemos además que el contenido en nitrógeno, azufre y ceniza es menor en los neumáticos que en el carbón típico; por lo tanto reduce el nivel de emisiones de óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre, y la totalidad de sus cenizas son absorbidas en la estructura del clínker, en particular su contenido de acero, que proporciona hierro adicional al cemento.

    Es de suma importancia prever el control de entrada en la fábrica para los neumáticos desechados, a fin de evitar suministros indeseables o incluso peligrosos (tamaños no utilizables, llantas metálicas y otros materiales). Si bien la empresa de recolección se encargará de esta tarea, resulta inaceptable el ingreso de neumáticos al horno sin un control visual de la entrega. Para esto la empresa de cemento debería contratar personal encargado de esta labor.

    La forma en que los neumáticos pueden usarse como combustible alternativo, enteros o trozados, depende de la configuración del horno. El horno de cementos Bío Bío en Curicó por ejemplo, tiene la ventaja de estar equipado con un precalcinador que puede quemar neumáticos enteros; los hornos sin precalcinadores solamente pueden usarlos previo trozado, normalmente con un tamaño que varía entre 5x5 cm y 10x10 cms.

    Sistema Feed Fork
    Los neumáticos enteros se alimentan en el horno mediante un sistema mecánico diseñado para cargar y descargar neumáticos. Existen varias tecnologías patentadas que permiten ingresar neumáticos enteros al horno. La más generalizada es la denominada Feed Fork de la compañía Cadence Environmental Energy Inc, consistente en un dispositivo tipo tenedor de carga de neumáticos y que los introduce enteros, por gravedad, al llegar a la posición vertical en cada revolución del horno rotatorio.

    Esta técnica es recomendada para hornos largos de procesos vía seca, en donde es posible quemar neumáticos en la zona media del horno o "Mid-Kiln". La instalación y la subsecuente mantención suelen ser bastante costosas y pueden requerir inversiones importantes. Adicionalmente, la entrada de aire falso que entra al horno en cada revolución afecta negativamente la eficiencia del horno.

    Sistema de elevación y esclusas en el precalcinador
    Otro sistema consiste en elevar los neumáticos por medio de una torre de ascensión hasta el precalcinador, en donde por gravedad, y a través de esclusas consecutivas, los neumáticos son ingresados directamente al quemador secundario.

    Este sistema está ampliamente extendido en el mundo entero, y es un una de las técnicas más comunes. El sistema requiere de la instalación de un moderno sistema de ascensión y de personal encargado de controlar el ingreso de los neumáticos a la correa, esto para evitar que los neumáticos ingresen al horno con llantas o en tamaños no permitidos). Los neumáticos pueden ser ingresados enteros y alimentados continuamente gracias a una doble esclusa la cual deja caer los neumáticos al precalcinador (ver galería de imágenes en el Anexo J). El tiempo de apertura de las esclusas puede ser regulado automáticamente para controlar el input de neumáticos y disminuir el impacto de la entrada de aire frío o "falso" en el horno.

    El ingreso de neumáticos a intervalos de 1 ó 2 minutos normalmente produce un nivel de CO mayor en la salida de los gases. Esto puede ser compensado incrementando el intervalo entre cada inserción o bien aumentando el nivel de oxígeno en 1 ó 2 puntos porcentuales.

    Este sistema tiene la ventaja sobre el sistema Feed Fork que comparativamente reduce los niveles de emisión de SOx y NOx es de menor manejo y no requiere mantenciones mayores. Un aspecto muy importante a considerar es que este sistema permite que los neumáticos sean consumidos en el precalcinador, antes de ingresar al horno, de modo que las materias primas consuman la energía de éstos durante el proceso de descarbonatación, a diferencia del sistema Mid Kiln en el cual los neumáticos sólo influyen aportando temperatura al horno.

    El grupo ERAtech Inc, ILC es una empresa de vasta trayectoria, que tiene proyectos de este tipo en plantas cementeras de todo el mundo. Se especializan en el manejo y tratamiento de combustibles alternativos sólidos, particularmente la quema de neumáticos desechados. No sólo proveen la tecnología, sino que además, asesoría en temas medioambientales como las Normas ISO 14.000, manejo de residuos municipales y filtros para líquidos y gases.

    Según estimaciones de Cementos Bío Bío, la implementación de este sistema se cotiza en el mercado internacional en una cifra que es superior al millón de dólares, considerando los costos de las pruebas y tests previos. Con el fin de obtener un indicador por medio de un análisis de ahorros en combustible que refleje el monto que estaría una planta cementera dispuesta a pagar por la tonelada de neumáticos, fijaremos como inversión en equipos de alimentación al horno, modificaciones y pruebas, un valor de US$ 1.090.000.

  5. La tecnología adecuada para la quema de neumáticos

    El factor principal a favor de la utilización de neumáticos usados como combustible es el precio que se paga por tonelada. Los neumáticos compiten con los combustibles convencionales, carbón y coque de petróleo. Las empresas de cemento estarían dispuestas a comprar neumáticos solamente a un precio menor con respecto a lo que pagarían por el combustible tradicional de equivalente poder calorífico; de esta forma, se generan ahorros en combustible que permiten recuperar los costos generados por las modificaciones a realizar en los hornos y en los sistemas de alimentación especiales para los neumáticos y los costos de las pruebas necesarias para conseguir los permisos en caso de ser requeridos. En los hornos con precalcinadores como es el caso de Bío Bío, capaces de quemar neumáticos enteros, los aspectos económicos al usar neumáticos como combustible son alentadores, tanto para el horno como para los suministradores.

    Para efectos de nuestro estudio, el neumático se comparará económicamente con el carbón, por tener éste, un nivel de emisión y poder calorífico similar, que hacen que el neumático desechado pueda competir con él.

    Por otro lado si las empresas cementeras cobrasen una tarifa a las empresas por incinerar sus neumáticos de desecho (como es el caso en algunos países desarrollados en donde los derechos de eliminación ascienden incluso hasta los US$ 200/ton) el uso de neumáticos como combustible alternativo sería altamente rentable. Sin embargo esta hipótesis será descartada en este estudio, por lo poco probable de su implantación en el corto plazo debido principalmente a la displicencia de parte de las autoridades nacionales para legislar en este sentido.

    Se ha demostrado, en otros países, que las emisiones atmosféricas de los hornos no se ven afectadas adversamente por el uso de neumáticos como combustible alternativo. Sin embargo, la mayoría de los países requieren ensayos de combustión para los combustibles alternativos usados en los hornos de cemento. Estos ensayos para conseguir los permisos originan costos que deberán ser tomados en consideración.

    En este estudio de costos, resulta decisivo la demanda por este combustible alternativo. Algunas plantas cementeras como Melón y Polpaico han manifestado su interés en estudiar el tema y analizar su implementación por medio de varios estudios relativos al reaprovechamiento energético de desechos tanto sólidos como líquidos. Según la opinión experta de los ingenieros de Cementos Bío Bío, el uso de neumáticos desechados en los hornos será una práctica común en el corto plazo, esto debido a las necesidades cada vez mayores por hacer más competitiva la industria en términos de costos y a su vez ahorrar combustibles fósiles frente a la inminente escasez de estos recursos.

    Cementos Bío Bío (que ya ha instalado en la planta Teno modernos equipos para quemar combustible alternativo líquido) tendría la intención de estudiar la posibilidad de llevar a cabo un proyecto de reaprovechamiento energético de neumáticos desechados que traigan como beneficio el reducir los costos en consumo de combustible.

  6. Características económicas

    La producción nominal del horno de una planta de cementos típica es de 2.000 a 2.200 toneladas de clínker por día. El requerimiento energético (proporcionados íntegramente por el combustible tradicional) alcanza el valor de 740 kcal/kg de clínker. Este requerimiento crecerá de acuerdo a la evolución de la economía, en un 3% anualmente.

    La empresa cementera que desee implementar esta técnica, deberá establecer un porcentaje de reemplazo de neumáticos mínimo, que justifique económicamente las inversiones y modificaciones al horno. Este porcentaje ha sido estimado, sobre la base de recomendaciones de fabricantes de hornos, en un 8% inicial (para el primer año). Luego, y de acuerdo a la disponibilidad de neumáticos recolectados de la figura 5-3, la cementera debiera comenzar a aumentar gradualmente su porcentaje de reemplazo de combustible tradicional, de tal forma de quemar la mayor cantidad de neumáticos posible.

    Se fijará un porcentaje máximo de reemplazo (límite), el que por recomendación de las empresas fabricantes, así como también lo indica la experiencia internacional, fijaremos en un 30% del requerimiento energético total del horno. La siguiente tabla muestra los porcentajes de reemplazo por neumáticos para cada año del proyecto, la cual se obtiene a partir de los valores nominales de una planta de cementos modelo presentados en este capítulo y las cantidades estimadas de neumáticos desechados recolectables y disponibles que podría suministrar una empresa recolectora cuyos resultados se estudian en detalle en el capítulo 6 (ver figura 5-3 y anexo G para cálculos y gráficos).

    Tabla 6. Porcentaje de reemplazo de neumáticos por combustible tradicional (carbón) para cada año de un proyecto de combustible alternativo en la industria del cemento.

    Fuente: Elaboración propia en base a estimaciones de Cementos Bío Bío.

  7. Reemplazo del combustible tradicional

    Tomando en consideración la tabla de porcentajes de reemplazo, las inversiones en equipos y modificaciones antes descritas, es posible efectuar un análisis de costos con base en los ahorros que se obtendrían al comprar un combustible más barato que el carbón y quemarlo al interior de un horno rotatorio de una planta de cementos típica, gracias a la implementación del proyecto descrito anteriormente.

    El parámetro a determinar en esta estimación es el precio máximo que estaría dispuesta una empresa cementera a pagar a una empresa suministradora por tonelada de neumáticos desechados entregados enteros en planta. Este valor es aquél que hace el valor presente de un proyecto de reemplazo de carbón por neumáticos igual acero, evaluado desde el punto de vista de la empresa de cemento, a una tasa de descuento relevante para esa empresa. Es importante hacer notar que este estudio de costos sólo intenta estimar el valor de compra máximo a pagar por la empresa cementera, y no representa una evaluación económica general de la empresa cementera en sí.

    El efecto de una disminución de costos, por pequeña que esta sea, traería consigo un aumento del margen de la empresa cementera. Por ende, no nos preocuparemos de los efectos posteriores en el balance general de la empresa cementera, tales como los impuestos y otros detalles propios de una evaluación económica global, ya que en nuestro análisis de costos sólo resulta relevante determinar el precio máximo a pagar por tonelada de neumático, hasta el cual una cementera obtendría algún beneficio.

    Esta estudio de costos tiene 10 años como horizonte de planeación. La tasa de retorno mínima aceptada por la empresa será de un 8%. El sistema de elevación esclusas es el que mejor se adecua alas posibilidades de la industria chilena del cemento. Cementos Bío Bío posee un precalcinador que posibilita la instalación de esta técnica. Como fueran descrito en la sección 4.4.2, las inversiones en instalaciones del sistema y las modificaciones necesarias en el horno cementero para quemar neumáticos según esta técnica, ascienden a US$ 1.090.000.

    El precio del carbón (combustible con el cual se comparará el neumático) fue determinado en el capítulo 3 y tiene un valor nominal igual a US$ 50/tonelada.

    En el Anexo G se encuentran todos los cálculos de los ahorros obtenidos al quemar las cantidades de neumáticos correspondientes a los porcentajes de reemplazo de la tabla 6, y los flujos para una detallada evaluación económica de un proyecto de estas características, la cual arroja un precio de compra máximo por tonelada de neumáticos desechados a pagar por la empresa cementera de US$ 20,9/ton. Este precio equivale a US$ 0,179 por cada neumático tipo pasajero (autos y camionetas) y a US$ 0,948 por cada neumáticos desechado tipo MTC (Buses y camiones).

    El porcentaje de reemplazo resulta clave en este análisis de costos. Resulta difícil pensar que se podrían quemar cantidades mayores cada año, dada las restricciones del horno, la inexistencia de stocks suficientes y las posibilidades reales de recolectar y suministrar neumáticos. Ninguna empresa recolectora estaría dispuesta a correr el riesgo almacenar cantidades mayores a las descritas, ya que esta tarea tomaría un largo período de tiempo durante el cual no obtendría ningún ingreso que justifique los costos operacionales de transporte y logística.

  8. Estudio de costos: Precio de compra de los neumáticos desechados
  9. Conclusiones del capítulo

Reaprovechar energéticamente los neumáticos desechados mediante su utilización como combustible alternativo, sustituyendo parcialmente en sus hornos a los combustibles primarios fósiles (coque de petróleo, carbón, fuel-oil, etc.) constituye una contribución medioambiental que la industria cementera puede potenciar de forma sustancial en el ahorro de recursos naturales en su proceso de fabricación del cemento. Esta es una práctica habitual, desde hace muchos años, y que cuenta con el apoyo de las autoridades medioambientales de los países en las cuales se ha desarrollado.

El aporte de la industria cementera a la descontaminación del país por medio de la reducción de residuos puede significar una ventaja comparativa. La valorización energética (y material) de neumáticos desechados en el horno de cemento es una contribución muy positiva a la mejora global del Medio Ambiente.

El reaprovechamiento energético es la mejor opción para destinar las miles de tonelada de neumáticos que anualmente son desechadas en Chile, puesto que su implementación técnica sería factible de realizar, por ejemplo, en el horno y precalcinador existentes en la empresa de cementos Bío Bío. Esto último, sumado al claro interés de las empresas cementeras del país en el tema de los combustibles alternativos, y al alto nivel preliminar de consumo de neumáticos desechados que se requeriría para un reemplazo del orden del 8-20% justificaría al menos, el estudio del uso de esta técnica y de la posibilidad de encontrar una oportunidad de negocio en la recolección y suministro de los mismos para la industria del cemento.

En la actualidad es posible adquirir tecnología para incinerar neumáticos al interior de los hornos cementeros, la cual es suministrada por empresas con vasta experiencia y certificadas para ello. Esta técnica es factible de implementar sin la necesidad de modificar significativamente el proceso de fabricación del cemento, ya que consiste principalmente en un dispositivo de alimentación a través del precalcinador.

El precio máximo que podría obtenerse por tonelada de neumático desechado entregado entero a la planta de cemento, se obtuvo mediante un análisis de los ahorros en combustible tradicional que justifiquen económicamente las inversiones necesarias para la puesta en marcha y posterior desarrollo de un proyecto de reemplazo de combustible tradicional por neumáticos en la industria del cemento. El análisis, realizado bajo las condiciones de producción y generación de neumáticos detalla en este capítulo, arrojó un precio de compra a pagar por las cementeras de US$ 20/tonelada.

La experiencia internacional y la constante preocupación de las autoridades medioambientales de los países desarrollados en donde se lleva a cabo la quema de neumáticos al interior de los hornos rotatorios de las cementeras, indica que no se producen mayores niveles de emisión de gases bajo circunstancias de operación normales, e incluso, algunos niveles se ven reducidos por el uso de neumáticos como combustible alternativo.

5. Los combustibles tradicionales y alternativos para la fabricación del cemento

El Petróleo
El Petróleo y sus derivados cercanos son actualmente la principal fuente de energía no sólo en las plantas cementeras sino que en todo ámbito de la industria y el transporte modernos. La economía depende estrechamente de esta fuente de energía que es un recurso finito, y la experiencia nos ha señalado que cuando escasea, su precio sube, y rápidamente nos encontramos ante una recesión de toda la economía mundial.

El precio del petróleo y sus derivados se caracteriza por ser muy sensible a las decisiones de la Organización de países exportadores de petróleo (OPEP), organismo que controla la oferta de petróleo. Los países desarrollados adoptaron políticas energéticas tendientes a optimizar el uso de energía, incentivar el uso de sustitutos del petróleo o a explorar nuevos yacimientos, de manera de protegerse de las actitudes de la OPEP, teniendo bastante éxito.

Los efectos de las situaciones internacionales antes descritas se ven claramente reflejadas en el precio chileno. El gráfico de la figura 3-1, presenta la evolución desde 1995 de los precios en Chile del barril de petróleo; del Fuel-Oil Nº6 de la refinería de Con-Con (utilizado actualmente en Bío Bío); y del carbón (próximo a utilizar). Se observan considerables alzas en el precio del Fuel-Oil Nº6. Esto, asociado principalmente a que la oferta de crudo está un poco disminuida por los problemas del Golfo Pérsico, y las restricciones impuestas a la producción de IRAK.

Figura -1 Evolución del precio internacional del Barril de Crudo, Fuel-Oil Nº6 y del Carbón de ventanas en el período comprendido entre 1995 y el año 2000.

Dada la importancia del petróleo en el mercado de los combustibles, es importante estudiar el comportamiento de su precio en el futuro y las reservas existentes o por descubrir, que son en definitiva los factores que determinan la fijación internacional del mismo.

El consumo en el período (1970-1998) ha aumentado de 12 mil millones a 25 mil millones de barriles al año. Se cree basándose en las reservas actuales, que las crecientes demandas podrían ser satisfechas por los próximos 50 años. Sin embargo, no piensan así los geólogos que predicen que la escasez de petróleo comenzará dentro de los próximos 10 a 20 años. La Agencia Internacional de Energía (IAE) señaló que se está próximo a alcanzar la cima de producción de petróleo, aun teniendo en cuenta la expansión de las exploraciones y los nuevos hallazgos. El punto máximo según la IAE, se lograría en el primer decenio del siglo XXI, alcanzando 26 mil millones de barriles anuales y desde allí comenzaría a descender la producción. Pero aún antes de alcanzar este punto máximo de producción, lo más probable es que el precio vuelva a subir, ya que al igual que en los años 1973 y 1979, otra vez los países de la OPEP volverán a dominar el mercado y podrán manejar el precio recortando la producción.

Una visión aún más pesimista tienen Collin Campbell y Jean Laherrere, que son geólogos miembros de Petroconsultans en Ginebra y también consejeros de IEA, quienes afirman que los que creen que el petróleo alcanzará a cubrir las necesidades por los próximos cuarenta años, están muy equivocados. En general, los que así argumentan, dicen ellos, cometen tres errores básicos. Primero, las estimaciones hechas de las reservas están muy sobrestimadas. El segundo error, es pretender que la producción se mantendrá constante durante todo el tiempo, y el tercero y más grave, es asumir que los últimos bolsones de petróleo se van a poder bombear desde el subsuelo tan rápida y fácilmente como los que se están extrayendo ahora. En efecto, se ha visto que el ritmo al que un pozo o produce petróleo tiene una curva: comienza a producir poco, llega a un punto máximo, y cuando ya se ha extraído, comienza a bajar hasta llegar a cero (tal ha sido el caso del petróleo de Magallanes).Desde una perspectiva económica, dice Campbell, no es relevante la fecha en que el mundo se vaya a quedar sin petróleo. Lo que realmente importa es cuándo empieza a decaer la producción. Es a partir de este punto, que los precios comenzarán a subir. Según él, esta declinación se iniciaría en el año 2010 (ver figura 3-2). El petróleo puede existir hasta por 50 años más, pero su escasez va a empezar mucho antes y consecutivamente su precio va a comenzar a subir. Para los países no productores como es el caso de Chile, que debe importar casi todo su petróleo, la situación será muy difícil, ya que tendrá que gastar muchísimos más dólares para importar más petróleo y probablemente sus materias primas disminuirán de precio, si todo ello produce una recesión mundial.

Se sospecha, además, que las reservas que se han calculado presentarían un gran margen de error, pues éstas se basan sólo en datos entregados por los diferentes países, pero no pueden ser verificados. En la práctica, las compañías y los países son deliberadamente vagos en las cifras que reportan. Es muy frecuente que las estimaciones de las reservas que hacen las compañías sean muy generosas, ya que de este antecedente depende el precio de sus acciones. Los países miembros de la OPEP están especialmente tentados a sobrestimar sus reservas porque mientras mayores sean ellas, se les permite una cuota más alta de exportación y porque así se hace más ventajoso el obtener préstamos.

Por otra parte, las perspectivas de grandes yacimientos de petróleo que existirían en el Mar Caspio, no se han podido corroborar. Las perforaciones petroleras en la zona han resultado infructuosas. El optimismo ha decrecido, y es así como el Instituto James Baker de Políticas Públicas de la Universidad de Rise, estima que las posibles reservas de esa región serían sólo de 15.000 a 30.000 millones de barriles, lo que equivaldría sólo al 3% de la oferta mundial de crudo. Por todo esto, las estimaciones que se han dado de probables reservas, si se quiere ser realista, hay que desvirtuarlas considerablemente en orden a obtener un indicador fidedigno.

Hay que agregar además, que lo más factible es que las demandas mundiales continúen creciendo. El ritmo de incremento actual es de 2% al año. Desde 1945, el consumo en América Latina ha aumentado en un 30%, el de África en 40% y el de Asia en un 50%. Las estimaciones de la IAE consideran que la demanda de petróleo para el 2020 se elevará en un 60%.

Finalmente, hay que señalar que también existen enormes depósitos de petróleo no convencionales, que serían explotables tan pronto como se eleve el costo del petróleo convencional. Así por ejemplo, en el cordón del petróleo de Venezuela hay 1,2 trillones de barriles de lodo, conocido como petróleo pesado. Del mismo modo, hay grandes cantidades de depósitos arenosos en Canadá y en la antigua Unión Soviética. Todos estos pueden teóricamente explotarse, pero para eso se requiere que el precio del petróleo lo justifique y que además se perfeccionen las tecnologías de explotación.

De lo que no cabe duda, es que el petróleo tendrá que agotarse, y por ende ceder espacio para nuevas formas de abastecimiento. Preparándose para la inevitable declinación del petróleo convencional, que como vimos puede llegar antes de lo que se imaginaba, muchas empresas intentan reducir el impacto en sus costos de producción, ya sea utilizando el gas natural (transformándolo en combustible líquido) o utilizando, por ejemplo, combustible alternativos procedentes de desechos tanto sólidos como líquidos.

El precio del crudo nacional está dado por el valor de los crudos en el mercado internacional, es decir, de calidades similares, puesto en Chile. Esto se denomina paridad de importación.

Con el propósito de paliar las fluctuaciones de precios internos de venta de los combustibles derivados del petróleo motivadas por variaciones del valor internacional del petróleo, se estableció la política de estabilización de precios, creándose en 1991 el Fondo de Estabilización de Precios del Petróleo (FEPP), que opera bajo dos conceptos de precios; el precio referente determinado por el Ministerio de Minería previo informe de la Comisión nacional de energía (CNE), el cual corresponde al precio esperado a mediano y largo plazo del mercado petrolero; y el precio de paridad de importación que corresponde al precio semanal de las cotizaciones en los mercados internacionales (incluye costo de transporte, seguros, etc.).

No obstante, los enormes esfuerzos hechos en los últimos años para mantener a raya el precio de los combustibles no sólo revelan las dificultades con que ha funcionado el FEEP, sino que también demuestran que las autoridades están obligadas a buscar nuevas alternativas de abastecimiento para el país.

A partir de la figura 3-1, consideraremos un precio de referencia del barril de petróleo de US$27 y un precio de referencia del Fuel-Oil Nº6 de US$140 por tonelada.

El Carbón
Hay que distinguir entre carbón térmico (bituminoso) y carbón metalúrgico. El primero se utiliza en la producción de calor y es el que utiliza la industria cementera. El carbón metalúrgico se utiliza en el área siderúrgica para la producción de coke. Esto hace que ambos tipos de carbón se transen en mercados diferentes. El carbón térmico como producto energético debe competir con sustitutos como el petróleo, la leña, la electricidad, el gas natural y otros. En Chile el principal uso del carbón térmico corresponde a las centrales termoeléctricas, aunque la industria cementera, debido a las alzas del petróleo, está utilizándolo cada día en mayor medida.

Uno de los factores más importantes que influyen en el precio del carbón corresponde a la ubicación de los centros de consumo, debido a que el costo por flete es bastante alto. Debido a estos altos costos, el precio interno del carbón se hace comparable con el precio del carbón importado ya que este último no refleja costos de transporte significativamente superiores.

Finalmente se tiene que, además de la ubicación el precio del carbón depende bastante de los volúmenes de consumo anual y de la capacidad e infraestructura portuaria, caminera o ferroviaria para acceder a la planta. Estos factores son favorables para Cementos Bío Bío y se espera comenzar a utilizar carbón en el corto plazo.

El precio del carbón se ha comportado de acuerdo al mercado exterior, al que se le suman, los aranceles aduaneros y sus variaciones. El precio del carbón en Chile, ha demostrado que ante alzas del precio del petróleo sufre a su vez una impresionante alza por simpatía con el precio del petróleo. Además es clara la mayor variabilidad de este combustible, que incorpora muchos ciclos de aumento y bajas de precio, por el discreto aumento de la oferta y el continuo aumento de la demanda.

Un valor representativo en el tiempo y que refleje el precio promedio del carbón, puede ser obtenido de la figura 3-1. Para nuestro estudio este valor será fijado en US$50/tonelada.

El Gas Natural
En el contexto energético, el gas natural tiene una participación relativamente modesta. Se espera que esta situación cambie con una mayor importación de gas natural desde Argentina para ser usado principalmente en centrales de ciclo combinado y quizás, a un plazo un poco mayor, en empresas de alto consumo energético como las cementeras.

Es necesario distinguir tres tipos de productos: gas natural cuyo principal componente es el metano; gas manufacturado o gas corriente el cual se obtiene de la destilación de derivados del petróleo y del carbón; y el gas de cokerías obtenido de la liberación de materias volátiles al calentar carbón bituminoso. Últimamente, el gas natural ha tenido un importante incremento en su participación en el consumo de energía, esto debido a tres razones principales:

  • Es un combustible comparativamente más limpio tanto en su operación y combustión.
  • De fácil manejo y transporte.
  • Nivel de precio competitivo en otros mercados.

La región petrolífera magallánica tiene grandes reservas de gas en forma de extensos casquetes en algunos yacimientos, en tanto que en otros, el gas aparece disuelto en petróleo. Sin embargo, la producción de gas natural es reducida, y para satisfacer la demanda, Chile tiene que importar gas de sus vecinos Bolivia y Argentina. El sistema de transporte por pipeline no pasa por la zona sur, y aunque se está ampliando constantemente, parece poco probable su utilización en la VII Región en el corto plazo.

Los precios del gas natural y gas manufacturado se rigen desde 1989 por la fijación de precios o tarifas, que fijan las empresas de gas que suministran este producto. La tarifación que propongan las empresas no puede ser discriminatoria dentro de sectores de consumo similar (sectores de similares características tendrán tarifas similares). Sin embargo, podrían surgir regulaciones en situaciones específicas como en los casos donde el costo del gas para las distribuidoras sea muy inferior al precio de los energéticos sustitutos disponibles, y por tanto, la empresa obtenga rentabilidades excesivas (Punta arenas).

No se tienen de momento precios de referencia del gas natural para la región del Maule, ya que como dijimos depende de las empresas distribuidoras, de la disponibilidad de la red pipeline de transporte (inexistente en la actualidad) y del sector de consumo.

Combustibles alternativos
Los residuos usados como combustibles alternativos en los hornos de cemento comprenden residuos sólidos –aparte de los neumáticos desechados- y residuos líquidos tales como solventes, grasas, aceites usados, residuos de la refinación del petróleo y lodos de destilación, principalmente. Pueden sustituir, dependiendo de los límites técnicos y de su homogeneidad, del 0 al 90% de la energía calorífica total requerida (se mantiene siempre un mínimo de 10% de combustible tradicional para control).

Otra especificación que exige la empresa de cementos Bío Bío por recomendación del fabricante, es que el combustible alternativo del horno rotatorio no tenga un poder calorífico inferior a 4.000 Kcal/Kg, que es el límite mínimo permitido.

Plásticos
Los plásticos son materiales basados en monómeros y polímeros que proceden de recursos naturales principalmente del petróleo y gas natural. En muchos países de Europa existe gran interés en la valorización energética de los plásticos una vez finalizada su vida útil. Esto debido principalmente a que poseen un alto valor calorífico, llegando incluso a las 10.000 Kcal/Kg que es un valor similar al del gas natural y del fuel-oil. Sus bajos contenidos de azufre (inferiores a 0,01%) sumado a la imposibilidad de reciclar plásticos degradados, sucios o que hayan estado en contacto con materiales orgánicos hacen la alternativa de incinerarlos especialmente adecuada. La utilización de residuos plásticos, en lugar de carbón, disminuye sustancialmente la emisión de CO2 y produce menos metales pesados y menos cenizas. La desventaja es que un gran porcentaje del plástico puede, con las tecnologías existentes, ser efectivamente reciclado, lo que lo convierte en un combustible escaso (sólo un 7% corresponde a plásticos sucios o degradados).

La incineración de plásticos se realiza en plantas de tratamiento de residuos; su uso en la industria cementera como combustible alternativo es aún incipiente debido fundamentalmente al miedo de la población –un miedo infundado, según los expertos- a las dioxinas y otros productos tóxicos que se podrían producir durante su incineración, y al contenido de cloro (que afecta la calidad del clínker) de algunos plásticos.

Aunque existen estudios de DSD (Duales System Deutschland) y APME (Association of Plastics manufactures) que demuestran que su combustión en hornos de cemento es un proceso limpio y seguro, que permitiría de hecho reducir las emisiones de monóxido de carbono y que produce niveles de emisión similares e incluso inferiores a los producidos por otros residuos, su uso es aún restringido.

Basura doméstica
El contenido energético de la basura doméstica (con un 30% de humedad) es aproximadamente un tercio del de los neumáticos desechados. Debido a su falta de homogeneidad, se requiere de un procesamiento intenso con el fin de eliminar elementos indeseables y obtener una fracción de combustible aceptable. Normalmente se pierde de un 50 a un 70% de la basura original, provocando complicaciones desde el punto de vista de su manejo y eliminación ulterior. Sus elevados costos de transporte y su contenido significante de cloro hacen su aplicación muy reducida en la industria cementera.

Esto sin considerar que ante la incineración de desperdicios, la reacción pública es instintivamente negativa, aunque es ampliamente conocido que PCDD/PCDFs son destruidos a temperaturas superiores a 600ºC y pueden ser posteriormente depuradas hasta alcanzar niveles de emisión por debajo de las exigencias medioambientales.

Aceite usado contaminado y mezclas líquidas
Esta es una práctica bastante frecuente y se han hecho grandes esfuerzos por cuantificar la influencia de los agentes contaminantes. Se ha podido demostrar que las emisiones no son influenciadas por la combustión de aceites usados contaminados. Un control de entrega es imprescindible antes de descargar los camiones. Incluso el aceite usado normal obtenido de talleres de automóviles podría estar contaminado por disolventes, hidrocarburos clorados o PCB. Normalmente, se les somete a procesos de mezcla y homogeneización en plantas específicamente diseñadas, llamadas plantas de "blending", que adecuan la mezcla a las especificaciones correspondientes a cada horno.

Actualmente la planta Teno de Cementos Bío Bío se prepara para incinerar mezclas de aceites y pinturas residuales, que son preparadas a pedido por la empresa Hidronor.

Cáscara de arroz, residuos de aserraderos y otros desechos sólidos

Muchos residuos de cosechas como cascara de arroz y maíz, paja, semillas o leña son sometidos, por parte de los agricultores, a una quema a cielo abierto (contaminando el aire) para disminuir los residuos antes de la cosecha. De igual forma, los aserraderos generan un volumen significativo de diversos tipos de desperdicios de la madera (aserrín, trozos de muebles, etc). En el caso del aserrín, existe una importante oferta en la zona centro sur, y sin bien tienen un bajo costo, debemos considerar su bajo poder calorífico (3.500 Kcal/Kg) y el hecho de que en el caso del aserrín con una mayor humedad, se deben incorporar nuevas instalaciones para el secado del material que suponen inversiones importantes en equipos de transporte, dosificación y alimentación. También el cartón y el papel sucio o contaminado podrían eventualmente ser reaprovechados. En todos estos casos, el manejo de los residuos está transformándose en un problema ambiental importante y la opción de eliminarlos (reutilización energética) en el horno cementero puede ser una solución efectiva a esta problemática.

Conclusiones del capítulo
El petróleo y sus derivados son la principal fuente de energía en la industria moderna, sin embargo numerosos estudios y las constantes alzas en su precio, confirman su inminente escasez en las próximas décadas. Cada día es menos frecuente el hallazgo de reservas fáciles de extraer. Esto, sumado al crecimiento exponencial de la demanda llevará forzosamente a la industria cementera a buscar nuevas formas de abastecimiento.

El carbón es el principal combustible al cual los neumáticos desechados podrían reemplazar. Por esto, su precio de mercado, es una cota superior para el precio a pagar por la tonelada de neumático desechado. Debido a la estrecha relación existente entre el comportamiento del precio del carbón con el del petróleo, es probable que ocurran alzas de precios dentro de los próximos años, lo cual abre grandes posibilidades para la masificación del uso de combustibles alternativos.

Existen otros combustibles alternativos que eventualmente competirían con los neumáticos y que son susceptibles de ser utilizados en el horno cementero, tanto junto con los neumáticos, como en reemplazo de éstos. Dentro de ellos, el plástico es particularmente interesante. Su alto poder calorífico y los bajos costos de adquisición podrían hacer atractiva la alternativa de incinerarlos. Es posible quemar una amplia gama de combustibles derivados de desechos sólidos. La desventaja radica principalmente en que poseen un bajo poder calorífico y requieren tratamientos especiales tales como homogeneización, secado previo o separación, esto sin considerar que una práctica como esta, podría generar una reacción negativa de la comunidad o bien de los consumidores, quienes por algún factor sicológico o simplemente por la falta de conocimiento del proceso o desinformación, no estén dispuestos a comprar cemento fabricado con residuos domésticos, plásticos sucios o tierras y aceites contaminados.

6. El negocio de la recolección, tratamiento y transporte de neumáticos desechados

Estimación del volumen de neumáticos desechados
Resulta clave en la concreción de un proyecto de valorización energética de neumáticos, la cantidad aproximada de éstos, que potencialmente podría recolectarse. De estas estimaciones dependen el porcentaje de reemplazo de combustible tradicional y sus proyecciones en los períodos subsiguientes, así como los ingresos de la empresa recolectora. Para ello necesitamos realizar estimaciones fidedignas de las cantidades de neumáticos que anualmente se desechan y los lugares en que esto se realiza.

Focalizaremos el estudio en la zona centro sur, a saber, las regiones Metropolitana, V, VI, VII y VIII; ya que son las zonas más relevantes, pues concentran en suma, cerca del 75% del parque vehicular del país. Transportar neumáticos de regiones más alejadas encarece demasiado los costos como para hacer viable esta posibilidad.

Tabla 7. Distribución del parque vehicular por regiones

Fuente: Estadísticas de transporte y comunicaciones del INE, 1999.

Para la estimación de neumáticos desechados, consideraremos el esquema de generación que se ve representado en la figura 5-1. El modelo se basa en la estrecha relación entre los neumáticos que se desechan anualmente y las ventas de neumáticos nuevos. Anualmente se venden en nuestro país alrededor de 60.000 toneladas de neumáticos de todas las marcas y tipos. De estos, el mayor porcentaje lo constituyen los neumáticos MCT (de Buses y Camiones) tipo radial, concentrando el 47,9% del total de ventas; a continuación se encuentran los neumáticos de pasajeros tipo radial concentrando el 19,5% de las ventas. El resto son variedades convencionales de ambos tipos de neumáticos.

Los neumáticos puestos a la venta en el país provienen, o bien de importaciones de neumáticos nuevos, o de neumáticos de producción nacional, siendo Goodyear el principal productor con un 30% del mercado (también Firestone produce neumáticos). En orden a obtener un indicador que refleje la cantidad de neumáticos nuevos de producción nacional que realmente se vende en Chile, debemos restar a estas cifras, la cantidad de neumáticos nuevos de producción nacional que es exportada al extranjero. De este modo, las cifras anuales de exportaciones de neumáticos nuevos, son restadas a la producción nacional en los cálculos.

Siguiendo esta lógica, las ventas anuales tienen dos destinos principales: primero, la reposición de los neumáticos desechados por los usuarios; y segundo, el ensamblaje de vehículos nuevos. El modelo anterior es válido, si se parte de la base de que tanto la producción como la importación de neumáticos nuevos, se comportan de acuerdo a las fluctuaciones de la economía del país, y están destinadas, a satisfacer la demanda nacional por nuevos neumáticos.

Ahora, no todas estas cantidades se convierten en ventas, pues se producen algunos stocks en las fábricas y también en servitecas. Sin embargo, estos son de un orden de magnitud lo suficientemente pequeño como para no ser considerados en el estudio. También existen en zonas limítrofes del país, micro flujos de exportación-importación de neumáticos usados para ser recauchados. Estas pequeñas cantidades, que en su mayoría son reacuchadas y utilizadas en esas mismas localidades y no en las regiones en estudio, también serán descartadas de la estimación, por tratarse de neumáticos usados cuya internación al país se verá posteriormente reflejada en la compra de neumáticos nuevos al terminar finalmente su vida útil.

Por otra parte, los vehículos importados cada año traen consigo neumáticos nuevos, los cuales no pertenecen a ninguna de las categorías antes mencionada. Estos neumáticos se desechan dependiendo de su tipo entre 1 y 2 años. Sin embargo, dado que estos neumáticos son desechados en el momento del recambio, estarían incluidos en la categoría "reposición de neumáticos" de la figura 5-1 y por lo tanto están, en efecto, considerados en los cálculos del período correspondiente.

De este modo, se determinan las cantidades en unidades de neumáticos que se desechan anualmente, agrupadas por tipo de vehículo. Luego, estas cantidades se transforman en toneladas anuales, al definir el número de neumáticos para autos y camionetas como igual a 4, y para el caso de los buses y camiones como igual a 6. Este dato, junto con los pesos promedio de ambos tipos de neumático, que fueron definidos en la tabla 1, nos permite cuantificar, en toneladas, las cantidades de neumáticos que se desechan en Chile durante el período comprendido entre 1990 y 2000, el cual se muestra a continuación en la figura 5-2. (Ver detalle de cálculos en Anexo F).

A partir del año 1996, producto de la crisis internacional, las cantidades de neumáticos nuevos en el mercado se han visto drástica y sostenidamente reducidas. Esto ha tenido un fuerte impacto en el número de neumáticos que anualmente se desecha en Chile (como se puede ver reflejado en la figura 5-2), teniendo una leve recuperación en el año 2000.

Tomando en consideración la influencia gravitante que ha tenido la paulatina desaceleración de la economía norteamericana en la reactivación de la economía chilena, así como la incertidumbre ocasionada en los mercados y bolsas mundiales debido a la prolongada crisis asiática, creemos que la economía chilena experimentará un crecimiento no superior al 3% promedio en éste, y en los próximos 10 años. En consecuencia, las cantidades de neumáticos desechadas anualmente crecerán en esta cifra durante la primera década del siglo XXI.

Para las cantidades que históricamente se han desechado supondremos que sólo un 20% están disponibles, ya sea en lugares de acopio, o en los puntos de recolección que definiremos más adelante. Las cantidades restante no son factibles de recuperar y se encuentran en vertederos, o bien, han tenido otros usos. La recolección de este 20% de la sumatoria histórica de neumáticos desechados, que en cifras equivale a 40.000 toneladas (Ver Anexo F) se repartirán uniformemente a través de los 10 años de la proyección y se sumarán a las cantidades que respectivamente se desechen en esos años.

Con estos antecedentes podemos proyectar las cantidades totales de neumáticos que se desecharán anualmente durante el período de estudio u horizonte de planeación, las cuales se muestran en la figura 5-3.

Hay una gran cantidad de neumáticos desechados que no será posible recolectar, pues son destinados a otras prácticas usuales como quemas en predios agrícolas o rellenos sanitarios. Supondremos por esto, y para efectos de nuestro estudio, que debido a las distintas limitantes que en la práctica se presentarán, que no es posible (por motivos que detallaremos más adelante) recolectar íntegramente las cantidades de neumáticos que anualmente se desechan, sino que una cifra significativamente menor, que estableceremos en un 30% del total. Es decir, la empresa de recolección y suministro de neumáticos desechados no será capaz de recolectar cantidades de neumáticos superiores al 30% del total desechado por año. Esta es, por cierto, una cota superior que asumiremos en nuestro estudio la cual es a su vez una limitante para el consumo anual máximo de neumáticos al interior del horno de cemento.

Observamos que las cantidades anuales de neumáticos desechados aumentará hasta alcanzar las 27.000 toneladas anuales en el 2010. Esto, debido a una lenta reactivación de la economía y a un bajo crecimiento anual esperado. Del mismo modo, las cantidades de neumáticos que efectivamente serán recolectadas y vendidas anualmente no superará las 10.000 toneladas. (Ver Anexo F).

Estudio JICA
La agencia japonesa de cooperación internacional JICA (por sus siglas en inglés) realizó durante en año 1995 un estudio sobre generación de residuos sólidos en la región metropolitana, en el cual se consideró al caucho proveniente de neumáticos desechados.
Los resultados arrojados por dicho estudio se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8: Generación de neumáticos desechado sólo en la Región Metropolitana

Año

1995

1997

2000

2005

2010

Ton/año

13.877

14.501

15.406

16.942

18.478

Fuente: Estudio JICA

Inmediatamente notamos que las cantidades desechadas sólo en la región metropolitana son considerables, superando durante el año 2000 las 15 mil toneladas. Cabe mencionar que existe una clara similitud entre los resultados del estudio JICA y las estimaciones obtenidas y presentadas en el gráfico de la figura 5-1.

  1. Focos de Recolección

Primero definiremos los focos de recolección, es decir aquellos sitios en que es posible encontrar neumáticos desechados en mayor medida. Estos focos son:

  • Líneas de transporte público urbano
  • Servitecas
  • Empresas de transporte de carga
  • Líneas del metro

Transporte público urbano
En Santiago existen alrededor de 8.800 máquinas, todas las cuales desechan entre 6 y 8 neumáticos por año, sólo por este concepto, se tiene que en los terminales de los recorridos del área metropolitana pueden recolectarse anualmente 2.770 toneladas de neumáticos desechados. En el caso de regiones debiera tenerse una cifra menor y se deberá proceder de forma análoga recorriendo las líneas de transporte.

Servitecas
Sólo en la región metropolitana se estima que existen cerca de 80 Servitecas, en las cuales se reciben los neumáticos desechados por los clientes, sólo en caso de que ellos así lo estimen, los cuales son luego acopiados en dependencias de la misma y depositados en vertederos o bien regalados a quién desee llevárselos pues son considerados desecho.

Consultadas algunas servitecas, se estima que cerca de 20 neumáticos diarios son dejados por los usuarios. Algunos de estos neumáticos, susceptibles de ser recauchados, son enviados a empresas recauchadoras, principalmente neumáticos de camión, pues presentan mejores condiciones para el recauchado y porque se justifica económicamente frente a la alternativa de comprar un neumático nuevo.

Dado que su participación en el mercado es del 50%, un convenio con servitecas y concesionarios de productores o importadores, podría asegurar al menos, una cifra similar de neumáticos desechados. Las servitecas serán por ende, uno de los focos principales, primero por su cercanía y contacto directo con los clientes y segundo por su ubicación estratégica dentro de Santiago y en las principales ciudades de la zona centro y sur.

Transporte de carga
Es difícil determinar los puntos exactos de recolección de neumáticos desechados por los transportistas, dado que viajan constantemente a diferentes destinos, los neumáticos no son siempre desechados en las regiones a estudiar. Según estiman personeros del gremio, un 20% del total de neumáticos desechados provenientes de camiones en la región metropolitana podría recolectarse poniéndose en contacto con las empresas de tamaño significativo que tengan taller mecánico propio, que es donde se encontrarían estos neumáticos.

Líneas del Metro
Los neumáticos desechados de las líneas del metro, son de características similares a los de los microbuses, de hecho se sabe que existe una práctica ilegal consistente en reutilizar estos neumáticos para las líneas de buses de transporte urbano. Según ejecutivos del Metro, se desechan alrededor de 700 unidades anualmente y se encuentran en su mayoría en los talleres de la estación San Pablo. Cerca del 90% de estos, se acopia para luego proceder a eliminarlos vía vertedero.

  1. La implementación del negocio de recolección
  2. Debemos diferenciar entre las cantidades de neumáticos desechadas que potencialmente se podría recolectar de las que efectivamente (en la práctica) se recolectará. Las primeras se encuentran, como vimos, en la figura 5-3, mientras que las segundas dependen de la eficiencia y experiencia de la empresa recolectora, la dispersión de los focos de recolección, la motivación y cultura ecológica de la comunidad, las disposiciones legales y las estrategias de recolección entre otras.

    La responsabilidad extendida del productor
    La responsabilidad extendida del productor es un intento de protección del ambiente que se centra principalmente en el producto. Está basada en el ciclo de vida del producto e intenta que fabricantes, minoristas, usuarios, y empresas de aseo, compartan la responsabilidad de reducir los impactos que el producto ocasiona al medioambiente.

    La responsabilidad extendida del productor reconoce que los fabricantes del producto pueden y deben asumir nuevas responsabilidades para reducir el impacto medioambiental de sus productos. Sin el compromiso serio del productor, no podemos como país hacer progresos significativos en la óptima conservación sustentable de recursos. Por otra parte, una mejora sustantiva no siempre puede ser lograda exclusivamente por los productores; además de ellos, tanto minoristas como consumidores, y la tecnología de tratamiento existente, deben concertarse para encontrar la solución más apropiada y rentable.

    En el caso de residuos industriales, los fabricantes tienen la capacidad, y por consiguiente la mayor responsabilidad, de reducir los impactos medioambientales de sus productos. Las compañías que están aceptando el desafío en el mundo, reconocen que la responsabilidad extendida del productor representa una oportunidad comercial importante, traducida en una ventaja comparativa. El hecho de que Goodyear implemente un plan de recolección de neumáticos desechados canalizado a través de sus servitecas a lo largo del país, le permitiría mejorar sus relaciones con los consumidores finales, innovando en el mercado y proporcionando a sus clientes, en su producto, más valor a un impacto medioambiental menor, generando una barrera de entrada en el mercado frente a las empresas que no cuentan con una red de distribución.

    El rol motivador de las servitecas hacia la comunidad puede ser un factor decisivo para el éxito de una campaña de esta naturaleza, ya que es el sector con los lazos más íntimos a los consumidores. Desde educar al consumidor a preferir productos con menor impacto medioambiental, hasta habilitar la recepción de los neumáticos que devuelven los consumidores, las servitecas son una parte clave en el éxito.

    Hasta la fecha, la política de la empresa Goodyear es no hacerse cargo de la disposición final de los desechos, dejando en manos de las servitecas su disposición final en vertederos. Estas últimas, estarían por ende, dispuestas a externalizar el servicio de eliminación de los neumáticos desechados (sin posibilidad de recauchaje) pagando a una empresa recolectora por el retiro. Este costo sería financiando con un aumento marginal de su precio de venta, como ha sido el caso en los Estados Unidos.

    En la práctica Goodyear (a través de sus servitecas) deposita los neumáticos desechados en vertederos incurriendo en un costo. Es poco probable pensar que Goodyear esté efectivamente dispuesto a pagar por el retiro de los neumáticos. Por esto, lo más razonable sería pensar que por medio de un convenio o contrato a largo plazo, se le permita a nuestra empresa recolectora, retirar los neumáticos de sus dependencias, sin costo de adquisición para esta última. Esto es razonable si se piensa que Goodyear gracias a un proyecto de esta índole lograría las ventajas en términos de imagen antes mencionadas, junto con un ahorro importante al eliminar los costos de disposición final de sus neumáticos en los que actualmente incurre.

    Consultadas algunas servitecas de la región del Maule y Santiago, constatamos que actualmente, en la gran mayoría de ellas, los neumáticos desechados son depositados en vertederos sin ningún tipo de recuperación. En el caso de que algún particular esté interesado en adquirir parte o la totalidad de estos neumáticos, puede hacerlo retirándolos de las dependencias de las servitecas sin costo alguno para el particular. No obstante, en casos muy puntuales de las zonas agrícolas, las servitecas venden, sin autorización expresa de la empresa, hasta en 1.000 pesos la unidad (neumático tamaño camión) para ser utilizadas, ilegalmente, para combatir las heladas quemándolas sin control alguno en los campos durante los meses de invierno, lo cual trae consigo un grave deterioro del medioambiente. La idea es que Goodyear haga efectiva la responsabilidad extendida del productor y asegure, por medio de las servitecas, la entrega gratuita a la empresa de recolección.

    Motivación de la comunidad
    Una buena estrategia que aseguraría el suministro de neumáticos, es contar con el compromiso del consumidor. Los consumidores deben hacer compras responsables que consideren los impactos medioambientales. Para ello debe formarse una conciencia nacional en torno al tema de la preservación del medio ambiente, pues son ellos, en última instancia, quienes deben tomar los pasos siguientes para la posterior reutilización de los productos que ellos desechan.

    En este ámbito, Coaniquem (Corporación de ayuda al niño quemado) ha venido desarrollando desde hace algunos años, diversos proyectos relacionados con el reaprovechamiento de desechos y el reciclaje. Se ha tenido éxito en campañas de recolección y reciclado de botellas de vidrio y de recuperación de papel y cartón. Coaniquem no cuenta con la maquinaria ni los medios para recolectar neumáticos, tampoco con las instalaciones requeridas para el eventual trozado y acopio de los mismos, por lo cual se vería en la obligación de contratar dicho servicio si desea obtener el pago de la empresa de cemento.

    Coaniquem, u otra institución de beneficencia, cumpliría el rol de "motivador de la comunidad" para que ésta entregue voluntariamente en los lugares debidamente indicados los neumáticos desechados, con la premisa de que dicho aporte irá en beneficio de la institución. Coaniquem se encuentra estudiando la posibilidad de realizar una campaña de recolección de neumáticos y de ofrecer a las empresas involucradas, un apoyo publicitario (que para dicha institución no tendría costo, pues se le ha brindado gratuitamente) por el equivalente a un millón de dólares anuales. A cambio, Coaniquem pretendería obtener una parte del pago de la empresa cementera que se fijaría en común acuerdo con la empresa recolectora. (ver sección 6.4).

    Para nuestro estudio, creemos que aprovechar esta iniciativa de Coaniquem (ú otra institución de beneficencia) y utilizar su imagen como estrategia de recolección, es importante con el fin de conseguir neumáticos desechados en forma gratuita y en lugares que permitan su fácil recolección. De no contar con este patrocinio, resulta probable que se deba incurrir en costos de compra por neumático desechados, ya que los usuario podrían ver la posibilidad de obtener algún beneficio económico al entregar sus neumáticos a un empresario interesado. Como vimos, Se sabe que la venta de neumáticos para combatir las heladas en los campos puede llegar hasta los 1.000 pesos por unidad.

    El Rol de la autoridad medioambiental
    Hay también una responsabilidad del gobierno. Actualmente, la autoridad medioambiental está desarrollando programas para controlar los impactos medioambientales. Esto debiera traducirse en normativas y planes maestros que incentiven el desarrollo de productos y tecnologías de tratamiento de desechos con mejores atributos medioambientales y políticas de reciclaje que hagan participes a los empresarios para hacer esfuerzos en este sentido.

    Si por ejemplo CONAMA (corporación nacional del medioambiente) hiciera extensa la responsabilidad extendida del productor a los productores de neumáticos, éstos se verían en la obligación de preocuparse por el destino de los neumáticos desechados, y estarían dispuestos a pagar por el servicio de recolección, generando una oportunidad de negocio para la empresa que ofreciera dicho servicio. Esta posibilidad sin embargo, no se vislumbra factible de ser implementada en el corto plazo, pues existen diversas trabas legales y se requiere de una gran voluntad política para legislar sobre esta materia. Esto sin considerar la oposición que encontraría en los sectores económicos que se verían seriamente afectados al asumir costos de recolección y disposición final.

  3. Conclusiones del capítulo

Parece necesario, establecer alianzas estratégicas tanto con Goodyear como con una institución benéfica tal como Coaniquem. En ellos, se estipulará por medio de contratos a largo plazo que se procederá a retirar los neumáticos dejados por los consumidores en las servitecas. Goodyear ganaría al eliminar desechos y ahorrarse los costos en los que de otra forma incurriría para su disposición final. El apoyo publicitario brindado por Coaniquem será retribuido con un porcentaje a determinar del pago por tonelada de neumáticos que haría efectivo la cementera a la empresa de aseo industrial.

De la misma manera, se harán las gestiones para establecer vínculos comerciales con cada una de las empresas a cargo de los focos de recolección (servitecas, empresas del metro, etc.) a fin de asegurar el suministro de neumáticos desechados. Estos contratos deben estipular que estas empresas están dispuestas a donar los neumáticos a cambio del servicio de aseo industrial, consistente en el retiro de los mismos. Esto es posible de lograr ya que se constata en la práctica que existen empresas que incluso pagan por el retiro de sus neumáticos desechados. Como dato adicional, el vertedero de Lepanto cobra 17,5 pesos por kilogramo de neumático desechado.

Con estos supuestos creemos que la empresa de recolección y entrega de neumáticos desechados, ofreciendo su servicio de aseo industrial y dependiendo de su eficiencia así como de la experiencia que durante el transcurso de sus operaciones adquiera, sumado a los factores externos que potenciarán el proyecto como el apoyo de una institución de beneficencia y las políticas de manejo de residuos impulsadas por la entidad gubernamental, cumplirá con la meta de llegar al nivel de recuperación del 30% propuesto en la sección 5.1.

7. Evaluación económica de la empresa recolectora

Los antecedentes entregados en el capítulo anterior, permiten evaluar económicamente la empresa recolectora, esta se realizará según los siguientes parámetros:

  • Horizonte de planeación: 10 años
  • Tasa de descuento: 12% (tasa típica de proyectos innovadores)
  • Tipo de cambio: Dólares americanos
  • Financiamiento: Capital propio
  1. Según lo indicado en el capítulo 4 anterior, no será necesario trozar previamente los neumáticos ni comprimirlos ya que estos serán entregados enteros a la planta de Cementos Bío Bío. Por ende la compra de una máquina para realizar este proceso no será necesaria.

    Con objeto de localizar el centro de acopio en un lugar estratégico, se comprará un terreno habilitado para su uso industrial en la ciudad de Santiago, capaz de almacenar 8.000 toneladas de neumáticos. El tamaño del terreno se estima en 6.000 m2, destinado a la instalación de un galpón y una oficina. El sitio más adecuado en términos de transporte es Quilicura en donde un terreno industrial tiene un costo aproximado de 1,5 UF/m2. Luego el costo por concepto de terreno es de 9.000 UF.

    Se requiere la construcción de oficinas de 30 m2 destinadas al supervisor, secretaría, un baño y servicio de guardia. La oficinas son prefabricadas, de 9 metros cuadrados y tienen un costo total de $ 1.700.000, considerando la instalación de revestimientos puertas y ventanas. Las instalaciones de agua, alcantarillado y electricidad tienen un costo de $ 5.000.000 de pesos.

    Se comprarán tres camiones para el transporte de neumáticos al centro de acopio en Santiago y para la entrega a la planta. Los camiones son marca Cargo modelo 1516, motor Diesel de 6 cilindros, con un precio de 31.270 dólares cada uno. También una camioneta destinada al administrador, para tareas de logística y adquisición de neumáticos, marca Chevrolet Luv 2002 por un valor de 7.731.000 pesos.

    Tabla 9. Inversión en activos fijos

    DESCRIPCIÓN

    Costo

    Costo (US$)

    Terreno

    9.000 UF

    204.978

    Oficinas

    $ 1.700.000

    2.361

    Instalaciones y urbanización

    $ 5.000.000

    7.033

    3 Camiones

    US$ 93.810

    93.810

    1 Camioneta

    $ 7.731.000

    10.874

    TOTAL

    319.056

    Valor observado UF al 27 Octubre de 2001 = $16.191

    Valor observado Dólar al 27 Octubre de 2001 = $710,9

  2. Inversión en activos fijos

    Se contratarán tres choferes para manejar los camiones, dos cargadores encargados de montar y descargar neumáticos, una secretaría para las tareas administrativas y un cuidador o nochero para la vigilancia del predio industrial. Todos estarán bajo la supervisión del administrador.

    Los sueldos del recurso humano se detallan a continuación en el siguiente cuadro.

    Tabla 10. Cuadro resumen del costo de mano de obra.

    CARGO

    Nº de personas

    Sueldo

    Total (US$/año)

    Administrador

    1

    650.000

    914

    Secretaria

    1

    250.000

    351

    Choferes

    3

    200.000

    844

    Cargadores

    2

    150.000

    422

    Cuidador

    1

    180.000

    253

    TOTAL

    7

    2.784

     

  3. Costos de Mano de Obra

    Comenzar a recolectar los stocks existentes de años anteriores demasiado antes de la puesta en marcha oficial del proyecto en el horno cementero, resulta extremadamente riesgoso y tiene un costo operacional que no se justifica al percibirse ingresos durante un período demasiado prolongado. Definiremos como comienzo de la recolección, no antes de 6 meses de la marcha blanca en la empresa cementera. Para calcular el capital de trabajo, y dado que se comenzará a recolectar neumáticos desechados 6 meses antes de la puesta en marcha del proyecto, se contabilizarán como inversión, los costos de las operaciones durante dicho período de tiempo. El monto del capital de trabajo necesario, alcanza el valor de US$ 19.522.

    La inversión en capital de trabajo se recuperará al final del período de estudio.

  4. Inversión en capital de trabajo
  5. Gastos operacionales

Los gastos operacionales o costos de operación dicen relación con la adquisición y transporte de la materia prima hasta el centro de acopio para el caso de Santiago y la V Región. Para el caso de las regiones VI VII, es posible llevar los neumáticos recolectados directamente a la planta, en donde serían almacenados en un sitio habilitado dentro de la planta cementera para su posterior consumo.

Los costos operacionales son los siguientes:

  • Costos de adquisición de neumáticos
  • Costos de transporte hacia el centro de acopio y a la planta de cemento.
  • Costos de mantención de camiones y vehículos
  • Costos indirectos o gastos anexos.

Costos de adquisición de neumáticos
Como fue descrito en la sección 5.3.2 una alianza estratégica con Goodyear junto con el apoyo publicitario de una institución de beneficencia como Coaniquem, todo esto sumado al apoyo en términos de imagen corporativa brindado eventualmente por la autoridad medioambiental nacional (Conama), harían que el costo de adquisición de los neumáticos desechados sea cero. Sin embargo, la institución de beneficencia deberá recibir un porcentaje de los ingresos de la empresa de recolección a cambio de su participación.

Según fuentes ligadas a Coaniquem, la institución estaría dispuesta a participar a partir de un retorno económico mínimo de 3 dólares por tonelada vendida a la empresa de cemento. Este costo, que consideraremos costo de adquisición, se agrega como un ítem más de costo para cada año del proyecto en el flujo de caja de la empresa recolectora y depende de las toneladas vendidas cada año a la planta cementera determinadas en la sección 4.6.

Fuente: Elaboración propia.

Costos de transporte
Los kilómetros para cada viaje dentro de la zona metropolitana, ida y vuelta, que se realizarán para recolectar los neumáticos serán en promedio de 80 kilómetros, lo que considera una distancia razonable para alcanzar lugares periféricos de la ciudad hasta el lugar de acopio. De la misma forma en las grandes ciudades como Concepción y Valparaíso, esta distancia se reduce a 20 kms. y para ciudades más pequeñas, no consideraremos esta distancia ya que es poco relevante en relación al trayecto que debe seguirse hasta el centro de acopio en Santiago, o bien hasta la Planta de Cementos Bío Bío ubicada en la Ruta 5 Sur km. 173, la que consideraremos como posible consumidor de nuestro producto.

La mayor cantidad de los neumáticos recolectados por la empresa procederá de la región metropolitana. Para establecer los factores con que cada una de las regiones en estudio aporta neumáticos desechados, y cuantificar los costos promedios de transporte, se han tabulado las distancias de las principales ciudades a la planta de cemento junto con los porcentajes o pesos relativos de neumáticos que aportan al proyecto. Este último dato basado en el estudio del parque vehicular de estas regiones.

También deberemos considerar los peajes de las diferentes rutas, en los que se incurre para llegar con los neumáticos a la planta. En forma análoga consideraremos un número promedio de peajes estimado.

Tabla 12. Distancias, número de peajes y porcentajes de aporte de neumáticos al proyecto de las principales ciudades en las regiones en estudio.

 

CIUDAD

Distancia (km)

Nº peajes

Peso relativo

Santiago

253*

2

0.610

Valparaíso

312*

3

0.139

Concepción

348*

3

0.110

Talca

66

1

0.069

Rancagua

104

1

0.068

Promedio ponderado

247,6

2,1

1.0

 

Luego, los costos de transporte se pueden calcular de la siguiente forma:
Donde el número de viajes, es igual la cantidad total de toneladas al año, dividido por la capacidad de carga del camión.
Los camiones son capaces de transportar hasta 400 neumáticos de automóvil o bien 70 neumáticos de camión, de lo cual se desprende una capacidad de carga de 2.500 kgs. de neumáticos. El costo del petróleo es de 253 pesos el litro y el rendimiento de los camiones a esa carga se establecerá en 8 kms/litro. El costo del peaje para camiones es variable en cada plaza, pero para efectos de este estudio quedará fijada en 4.000 pesos.

A partir de estos valores, encontramos una estimación del costo anual de transportar neumáticos desechados a la planta de cementos, el cual se detalla para cada año del proyecto en la tabla 13. Los kilómetros recorridos y el costo por concepto de peaje se obtienen de multiplicar el doble del número de viajes (ida y vuelta) primero por la distancia promedio a la planta en el primer caso, y por el costo promedio de cada peaje en el segundo.

El costo anual por concepto de combustible resulta de aplicar la ecuación 7.1 para cada año del proyecto. Finalmente, el costo total anual de transporte de neumáticos para ser entregados a la planta cementera se obtiene de la suma del costo por combustibles más los costos por peajes anteriormente obtenidos.

La tabla 13 detalla los cálculos de los costos anuales de transporte, basados en las distancias a la planta Teno de Cementos Bío Bío para cada año del proyecto. Nótese que los costos dependen directamente del consumo en el horno cementero.
Tabla 13. Costos de traslado anuales a la planta Teno de Cementos Bío Bío, en función de las estimaciones de consumo anual de neumáticos desechados en sus hornos.

Fuente: Elaboración propia.

Costos de mantención, seguros automotrices y permisos de circulación
Además del costo del petróleo y los costos de transporte, se debe agregar los considerar los gastos asociados al uso de los vehículos, tales como seguros, patentes y mantenciones.

La mantención de los vehículos incluye revisión técnica, cambio de aceite y filtros, además de la compra de repuestos y pago de taller. Es difícil hacer una cuantificación precisa de estos costos, no obstante, y luego de consultar empresas del rubro, creemos que una buena aproximación del gasto por este concepto es, para el caso de los camiones, del orden de los 60 mil pesos mensuales.

El permiso de circulación debe pagarse cada año y para el caso de los camiones tiene un valor (dado por su carga) de 28.000 pesos. Para la camioneta Chevrolet Luv este valor es de 24.629 pesos. Los seguros automotrices son obligatorios y deben pagarse anualmente. Para la camioneta tiene un valor de 9.000 pesos y para los camiones es de 17.000 pesos. Se debe contar además con la revisión técnica, la cual se práctica una vez al año, con un costo de 10.500 pesos para la camioneta y de 10.420 pesos por camión.

El resumen de los costos para la empresa de aseo industrial en cada uno de los ítems anteriormente descritos se muestra en la siguiente tabla.

Tabla 14. Costos de mantención, seguros y patentes.

ITEM

Costo anual (pesos)

Costo anual (US$)

Mantención

2.160.000

3.038,4

Seguros

60.000

84.4

Patentes

108.629

152,8

Revisión técnica

41.760

58,7

TOTAL

2.370.386

3.333

 

Por otro lado, debemos considerar el costo de los neumáticos para los camiones, los que se renuevan cada 120 mil kilómetros; y cada aproximadamente 3 años para la camioneta Chevrolet Luv. Consultados distintos distribuidores de la ciudad de Talca, fijaremos el valor unitario de los neumáticos nuevos en $ 76.500 (aro dieciséis) para los camiones Cargo y en $ 29.900 para la camioneta.

Dado que los kilómetros recorridos varían para cada año del proyecto, calcularemos este costo en base a la tabla 13, en donde a partir de los kilómetros recorridos cada año, podremos estimar el consumo de neumáticos total para cada período. Los resultados se muestran a continuación en la tabla 15.

Tabla 15. Costos por concepto de cambio de neumáticos.

Fuente: Elaboración propia.

Gastos anexos

Este ítem considera todos aquellos gastos incurridos por concepto de servicios básicos como agua, electricidad, teléfono e imprevistos asociados al desarrollo de actividades de la empresa. Una estimación de los gastos mensuales se muestran en el cuadro a continuación:

Tabla 16. Cuadro resumen del costo de mano de obra.

  1. ITEM

Costo Mensual ($)

  • Agua

20.000

Electricidad

25.000

Teléfono

120.000

TOTAL

200.000

TOTAL ANUAL (US$)

3.376

  1. Se utilizará para este ítem, la depreciación acelerada para el caso de los vehículos y depreciación lineal para las instalaciones. El valor residual, o valor que tendrán los activos al final del período de estudio del proyecto, se estima para todos los casos en un 30% de la inversión inicial.

    La tabla 17 nos muestra el detalle de las depreciaciones anuales y los valores de desecho.

    Tabla 17. Depreciación anual de los activos.

    Activo

    Inversión (US$)

    Vida útil

    Depreciación anual (US$)

    Valor residual (US$)

    Oficinas y urbanización

    9.394

    10

    939,4

    2.818,2

    3 Camiones

    93.810

    3

    37.270

    33.543

    1 camioneta

    10.874

    3

    3.624,6

    32.622

    TOTAL

    68.983

    El valor del terreno industrial, que asciende a 9.000 UF, se mantendrá inalterado en el transcurso del proyecto, por lo cual será recuperado íntegramente al final del período de estudio.

  2. Depreciación

    Los ingresos provendrán del pago que efectuará la empresa de cemento por tonelada de neumático entregada en planta. Este precio máximo que la empresa de cemento estaría dispuesta a traspasar a la empresa de recolección, se obtuvo del estudio económico en el horno cementero, el cual toma en consideración, por una parte, los ahorros en combustible tradicional generados por el uso de neumáticos desechados, y por otra, las inversiones y modificaciones necesarias para su implementación. El Ingreso se calcula entonces como el producto entre el suministro (igual al consumo en el horno) de neumáticos en el horno cementero, por el precio por tonelada de neumático que exigirá la empresa recolectora para cubrir sus costos operacionales.

    Evaluaremos económicamente a la empresa recolectora de forma independiente de los resultados obtenidos para la empresa de cemento. Como vimos se obtuvo, en base a los consumos proyectados en un horno cementero tipo, bajo los supuestos presentados en la sección 4.7 y 5.1, un valor máximo ofertado por una cementera de 20,9 US$/ton. El valor que exigirá nuestra empresa recolectora las cementeras es, por su parte, aquél que hace rentable el proyecto y que se detalla en la sección siguiente.

  3. Ingresos
  4. Resultados de la evaluación económica

A continuación se detallan los resultados obtenidos para la evaluación económica del funcionamiento de una empresa de aseo industrial que recolectará y proveerá de neumáticos desechados a una planta cementera.

En este análisis nos interesa determinar el precio al cual debe vender la empresa de aseo industrial, la tonelada de neumático desechado de modo de que se justifique la inversión. Si el precio de venta mínimo que hace rentable el negocio a una tasa igual a la TREMA resulta menor que el precio de compra ofertado por una cementera, entonces se justifica económicamente el proyecto de la empresa recolectora en estudio.

Recordemos que los supuestos para esta evaluación serán:

  • Una tasa de descuento (TREMA) del 12%
  • Financiamiento con capital propio
  • Horizonte de planeación de 10 años

La tabla 19 resume el resultado obtenidos del análisis. El detalle de los flujos de caja se encuentra en el Anexo H.

Tabla 19. Resultados del análisis económico con TREMA del 12%.

Alternativa de Financiamiento

Valor presente Neto (US$)

TIR

Precio de venta mínimo (US$/Ton)

Capital Propio

0

12%

23,6

Encontramos que el precio de venta mínimo, es aquél precio al cual la empresa de recolección es indiferente económicamente. Este valor es igual al costo por tonelada de recolectar neumáticos desechados y entregarlos a una planta de cemento.

De este análisis observamos que el precio de venta mínimo, o bien el ingreso mínimo, que hace rentable el proyecto con una TIR del 12% es igual a US$ 23.6/ton. Este valor resulta ser superior a la eventual oferta que haría una cementera, la que se cálculo en US$ 20,9/ton. Esto significa, que no resulta atractivo invertir en este proyecto, pues el precio por tonelada vendida de neumático desechado al que se obtendrían ganancias es un 12% superior al eventual precio ofertado por una empresa de cemento. En términos simples, los ingresos que se obtendrían en la venta de neumáticos desechados no alcanzarían a cubrir los costos mínimos de recolección y transporte de una empresa de aseo industrial.

  1. Análisis de Sensibilidad

Los factores críticos del proyecto son:

  • Precio de compra por tonelada de neumático desechado pagado por la cementera
  • Pago a institución de beneficencia

Para realizar el análisis de sensibilidad, se considerará una variación del 20% en el ingreso obtenido por tonelada de neumático entregada a las cementeras, mientras los demás factores permanecen inalterados. Es decir, la empresa recolectora obtiene US$ 25.08/ton. Bajo este escenario, el resultado es el siguiente (ver flujo de caja en Anexo I).

Tabla 20. Resultados del análisis económico con ingreso igual a U$ 25.08/ton y TREMA 12%

Alternativa de Financiamiento

Valor presente Neto (US$)

TIR

Capital Propio

37.662

14%

 

Vemos que se obtiene un valor presente de US$ 37.662 con una TIR del 14% (mayor que la TREMA), lo que hace rentable el proyecto.

Complementariamente, la institución de beneficencia podría incrementar sus requerimientos de participación lo cual desfavorecería por cierto el resultado de la empresa de aseo. Sin embargo, es claro, que el apoyo publicitario es importante para asegurar un costo de adquisición igual a cero, tanto en las servitecas como en los distintos focos de recolección, por esto es plausible pensar que la institución de beneficencia podría aumentar su cuota de participación.

Para fines de este análisis consideraremos un aumento en el pago que se transfiere a la institución de beneficencia, de 3 dólares iniciales a 4.18 dólares, lo que significa un aumento proporcional de la cifra, de un 40 %. Con este supuesto, al igual que en el análisis anterior buscamos el precio de venta de equilibrio para el proyecto.

Bajo este nuevo escenario, los resultados son los siguientes:

Tabla 21. Resultados del análisis económico con pago a institución de beneficencia igual a US$ 4.18/ton

Alternativa de Financiamiento

Valor presente Neto (US$)

(Tasa 12%)

Nuevo precio de venta mínimo (US$/Ton)

Capital Propio

0

24.81

Bajo este escenario el nuevo precio de equilibrio sube a US$ 24,81/ton, lo que implica que la empresa recolectora debería vender la tonelada de neumático desechado al menos a este precio para obtener, recién, las ganancias que justifiquen sus operaciones.

  1. Proyecciones

En vista de los antecedentes recopilados en este estudio, se deja en evidencia, que un aumento en el precio del petróleo conllevaría necesariamente a un aumento en igual proporción del precio del carbón. Como vimos en el capítulo 3, es muy probable que en los próximos años el precio del carbón aumente proporcionalmente con el precio del petróleo, el cual sufrirá alzas importantes debido a la inminente escasez. Resulta plausible entonces, creer que ante un alza en el precio del barril de crudo, las plantas cementeras estarían dispuestas pagar un precio mayor por los neumáticos desechados, ya que el ahorro en combustible se vería notablemente incrementado. Este nuevo precio de "oferta" a pagar por los neumáticos debe permitir, igualmente, cubrir las inversiones iniciales en modificaciones del horno.

Por otra parte, un alza en el precio del petróleo implica un aumento en los costos de recolección para la empresa recolectora; ya que se tendrá un alza en el precio del litro de petróleo diesel necesario para las operaciones de recolección y transporte. Por ende, la empresa recolectora exigirá a las cementeras, un pago por tonelada que será el que le permite, bajo este escenario, cubrir los nuevos gastos operacionales.

En forma análoga a la evaluación económica presentada anteriormente en este capítulo, y dado un alza porcentual, se modifican en los flujos de caja de ambas entidades, los nuevos precios del carbón y del petróleo diesel respectivamente. Podemos de esta forma, reevaluar sus resultados económicos de forma independientemente, para luego contrastar nuevamente los precios de "oferta" y "demanda" respectivos. Los nuevos valores de esta forma obtenidos, se presentan a continuación en la tabla 22. (Nótese que ante un alza del 0% se tienen obviamente los precios de la actualidad y que fueran detallados y obtenidos en la sección 6.7)

Tabla 22. Precios por tonelada de neumático que estarían dispuestos a pagar y exigir, una empresa cementera y una recolectora respectivamente, frente a distintas alzas del precio del combustible tradicional.

Fuente: Elaboración propia

Dado que la cantidad de combustible que consumen los camiones de la empresa recolectora es mucho menor que la cantidad de combustible requerido para el funcionamiento de un horno cementero, vemos al evaluar los flujos, que el impacto del precio del petróleo repercute mayormente en el resultado financiero de la empresa cementera que en el de la empresa recolectora, esto lleva a la primera a aumentar más rápidamente el precio ofertado que estaría dispuesta a pagar por conseguir neumáticos que el precio que a su vez exigiría la empresa recolectora para cubrir costo de recolección mayor.

Los resultados anteriores se muestran gráficamente en la figura 6-1. En ella vemos que para un alza mayor o igual a un 5,81 % en el precio del combustible tradicional (petróleo Diesel y carbón) el proyecto de recolección y suministro resulta rentable tanto para la empresa recolectora como para la empresa de cemento. El precio de equilibrio sobre el cual ambos proyectos resultan rentables es de US$ 23,89/tonelada.

8. Conclusiones finales del estudio

El presente estudio tiene como finalidad encontrar un nicho de mercado, rentable para una empresa de recolección y suministro de neumáticos desechados, para ser vendidos a la industria del cemento, en donde serán incinerados -enteros- al interior de los hornos rotatorios, los que serían especialmente habilitados para ello, aprovechando tanto el contenido energético como las cenizas del neumático en el proceso de fabricación del cemento. Una iniciativa como esta, plantea una solución viable en nuestro país para enfrentar el problema de la contaminación del medioambiente, transformando residuos industriales que no tienen la posibilidad de ser reciclados para su propósito original (y que además afectan el proceso de degradación de la basura) en un combustible de alto poder calorífico y de menor costo comparativo en relación a los combustibles tradicionales.

La valorización energética de neumáticos desechados al interior de los hornos de cementos da absolutas garantías de limpieza de los gases de combustión y de captura de los elementos peligrosos al interior de la estructura cristalina del cemento, esto debido al contacto íntimo entre las materias primas y los gases de combustión. Esta técnica, cuenta con el apoyo de las autoridades medioambientales de los países desarrollados en los que se ha implantado, y la experiencia acumulada indica que se trata de un proceso seguro, bien estudiado, y que en la práctica presenta la mejor alternativa de eliminación de neumáticos en términos de ecobalance.

En nuestro país no se han logrado avances importantes en estas materias, si bien se han realizado estudios para aprovechar el caucho de los neumáticos desechados para fabricar productos de goma como superficies y baldosines, creemos que estas posibilidades son limitadas, dado que aun no existe un mercado para este tipo de productos, y existiendo además una gran cantidad de materiales competidores que amenazarían una empresa dedicada a este rubro. En cambio, no existen empresas de recolección de neumáticos y no hay impedimentos legales para su utilización a gran escala como combustible alternativo. Una adecuada gestión con los principales involucrados en un eventual reaprovechamiento energético de los neumáticos, daría la exclusividad a una empresa recolectora para hacerse cargo de los neumáticos desechados por los usuarios. Existe un interés explícito por parte de la empresa de cementos Bío Bío, de estudiar la implementación de esta técnica, en el horno cementero de su planta Curicó.

A su vez, Coaniquem, Goodyear y Conama estudiarían la posibilidad de participar en un proyecto de aprovechamiento de neumáticos desechados como el descrito en este estudio, el cual, en caso de ser implementado, debería reportar beneficios económicos a todas las entidades participantes. Goodyear (y las servitecas) autorizarían a la empresa recolectora a retirar sin costo los neumáticos desechados en sus puntos de venta a lo largo del país, eliminando los costos por disposición final en vertederos en los que incurren actualmente. Por su parte, Coaniquem ú otra institución de beneficencia, brindaría a cambio de un pago de la empresa recolectora, una campaña de radio y televisión (que para estas instituciones no tendría costo alguno) orientada a lograr la donación voluntaria de los neumáticos de parte de los usuarios al momento de comprar neumáticos nuevos. Finalmente, la autoridad medioambiental Conama asegura, extraoficialmente, que brindaría su apoyo a una iniciativa de estas características.

La disponibilidad real de neumáticos desechados en Chile es, en la actualidad, del orden de las 60.000 toneladas anuales, no obstante no es posible recuperar estos neumáticos en su totalidad. Se determinó que las regiones en las que esta recolección se justifica, por el transporte y su cercanía con las plantas cementeras, son la Metropolitana, V, VI, VII y VIII, que en suma concentran aproximadamente el 75% del parque vehicular del país. Se estima a su vez, y en base a la experiencia de otras naciones, que sólo cerca del 30% de los neumáticos desechados en estas regiones sería efectivamente recolectado y entregado a la industria del cemento. Esta limitante implica, que en la práctica, el máximo de toneladas de neumáticos desechados disponible para su incineración en el horno cementero, no superaría las 10.000 toneladas anuales. De esto se concluye que es posible asegurar el abastecimiento continuo de solo una planta de cemento, dado, que los requerimientos energéticos para un porcentaje de reemplazo de combustible tradicional económicamente viable exige, en el mediano plazo, el consumo de cerca de 7.000 toneladas anuales. De aquí la importancia de ser pionero en explotar esta brecha y mantener vínculos comerciales de largo plazo con las entidades interesadas.

El análisis económico de una empresa dedicada a la recolección y entrega de neumáticos desechados como el descrito en este estudio, arrojó que, para una tasa de retorno del 12% (valor típico para proyectos innovadores) el ingreso mínimo a percibir por la venta en planta de una tonelada de neumáticos debe alcanzar el valor de US$ 23.6 para hacer rentable el proyecto(precio de equilibrio).

Este valor contrasta con los US$ 20,9/ton que es el máximo que estaría dispuesta a ofrecer una empresa de cemento, y que le justifique invertir en tecnología para incinerar neumáticos dentro de sus hornos, cubriendo los costos de las modificaciones requeridas. Por ende, a este precio, no resulta atractivo recolectar neumáticos para venderlos a la industria del cemento, pues los ingresos percibidos no hacen rentable el proyecto.

Un análisis de sensibilidad sobre los factores críticos, muestra que el proyecto es muy sensible a variaciones en el precio de venta de los neumáticos a la cementera. Un leve aumento del precio de los combustibles tradicionales, haría que los ahorros percibidos por la empresa de cementos (al utilizar neumáticos como reemplazo de éstos) aumentasen considerablemente mejorando el precio a pagar por los neumáticos desechados. Resulta claro, que un alza en el precio de oferta de las cementeras por sobre el umbral de los 23,6 dólares por tonelada haría automáticamente rentable la recolección y entrega de neumáticos.

Según analistas y entendidos en el tema, este debiera ser el caso durante la presente década, en que el costo del petróleo, principal fuente de energía de las cementeras, subiría de precio debido a la escasez inminente y a las dificultades cada vez mayores de extracción. El carbón, y el resto de los combustibles tradicionales, debieran a su vez, experimentar alzas similares por el hecho de ser productos sustitutos.

Un análisis de sensibilidad efectuado en forma independiente a ambos proyectos ante diferentes valores del alza en el precio de los combustibles tradicionales, permite concluir que, para un alza superior al 5.81% en el precio del combustible tradicional, tanto el proyecto de reemplazo de carbón por neumáticos en los hornos cementeros, como el proyecto de recolección y entrega de los mismos, son rentables y justificarían económicamente su implementación con una tasa de retorno interna mayor que la TREMA. El precio de equilibrio obtenido en este análisis es de US$23,89 /ton.

Por todos los antecedentes recopilados en este estudio y los resultados obtenidos en los análisis, podemos concluir que en la actualidad y bajo las condiciones de sensibilidad y riesgo descritas en este estudio, invertir en una empresa de recolección y suministro de neumáticos desechados resulta inviable desde el punto de vista de un inversionista privado. Sin embargo, creemos que debido a diversos factores como la tendencia al alza de los combustibles tradicionales y las prácticas ecológicas que encaminen a la comunidad en esta dirección, harán de ésta un proyecto interesante y rentable en el corto plazo.

En la eventualidad de que una alza en los precios de los combustibles repercuta en una mejor cotización del neumático desechado como combustible alternativo, la alternativa de invertir en una empresa recolectora como la evaluada en este estudio, resulta altamente atractiva. Se espera que la institución de beneficencia no aumente significativamente su pretensión económica, pues por ser una institución sin fines de lucro, estará dispuesta a patrocinar iniciativas de este tipo, aún cuando los aportes que recibe éstos sean moderados.

En caso de poner en marcha este proyecto, resulta clave establecer y mantener vínculos comerciales de largo plazo con las entidades identificadas, con el fin de asegurar el suministro permanente de neumáticos desechados bajo las condiciones privilegiadas obtenidas en base a estas relaciones comerciales. Dentro de las amenazas que se pretende evitar con esto, está el hecho de que los automovilistas pretendan obtener alguna remuneración por sus neumáticos desechados y los lleven directamente a la planta cementera.

Podemos inferir que será posible obtener rentabilidades aceptables en torno al tema del reaprovechamiento energético de neumáticos desechados, una vez que el mercado y las políticas del gobierno abran las posibilidades para que surjan nuevos incentivos, los cuales se conviertan en un elemento gatillante para que los empresarios vean en este tipo de proyectos una clara oportunidad de negocio.

9. Bibliografía

  1. Dirección general de Energía y transporte Comisión Europea, Empleo de residuos industriales como combustibles alternativos en la industria del cemento, Febrero de 2000.
  2. Ramos Arizpe, Curso de Cemento: Combustibles Alternativos, Ediciones Holderbank 1997.
  3. Nassir Sapag Chain, Reinaldo Sapag Chain, Preparación y evaluación de proyectos. Mc Graw Hill 3ra. Edición 1998.
  4. Marks, Manual del Ingeniero Mecánico, 8va. Edición. Mc Graw Hill 1989.
  5. Manual Mc Graw-Hill de Reciclaje, Volumen I, Herbert F. Lund 1996.
  6. Orlando Carrasco, Factibilidad técnico económica de distintos usos del caucho proveniente de neumáticos usados. Memoria para optar al título de ingeniero Civil Industrial, Universidad de Chile 1998.
  7. Rodrigo Zamorano, Estudio de pre-factibilidad de instalar una planta de reciclaje de neumáticos, memoria para optar al título de ingeniero Civil Industrial, Universidad de Chile 2000.
  8. Kurt Rechner, Altreifen – Recycling; Eine Zusammenfassung der wichtigsten Verfahren zur Entsorgung von Altreifen sowie ein Überblick über die gebräuchlichsten Produkte aus wiederverwertetem Gummi. EnTyre Recycling Inc. http://home.snafu.de/kurtr/str/de_prod.html

    http://www.ihc.cl

  9. Boletín de informaciones estadísticas del Instituto del Cemento y Hormigón de Chile (ICH), Enero de 2001.
  10. "Noise Reduction with asphalt Rubber", Rubber paviments association. http://www.rubberpavements.org/library/noisereduction.asp

    http://www.rma.org/scraptires/characteristics.html

  11. "Scrap Tires Characteristics, Rubber manufactures association

    http://www.creces.cl/

  12. "Boletín de recursos naturales", Revista Creces on-line

    http://www.isri.org

  13. "Info about recycling". Institute of scrap Recycling industries
  14. "tires as fuel supplement feasibility study". Report to the legislature, California Integrated waste management Board, Mayo 1995.

    http://www.recyclers-info.de/de/4-1de.htm

  15. Recyclers Info

    http://www.gase.net/magazin/reifen_lay_2.pdf

  16. Stoffliche Verwertung von Altreifen Gummiabfällen, Andreas Baumann, Peter Belger und Wilfried Duesberg, Gas Aktuell Magazine Nº56.

    http://www2.ing.puc.cl/power/alumno96/prices.htm

  17. Seminario de Sistemas de Potencia; Evolución de Precios de Energéticos en Chile y Argentina, Escuela de Ingeniería Pontificia Universidad Católica de Chile
  18. Residuos plásticos: un combustible para el futuro, revista Medio Ambiente Vol.6, año2 1997
  19. Tire Derived Fuel Use in Cement Kilns, GCI Tech Notes http://gcisolutions.com/GCINOTES997.htm

10. Anexos

Anexo A: Otros Usos Alternativos Para Los Neumáticos Desechados
Barreras de contención y parachoques en puertos
Es posible encontrar neumáticos enteros en pistas de alta velocidad y cartódromos así como en atracadero de botes y sitios de descarga, en donde son utilizados como barreras de contención y amortiguadores respectivamente.

Con el fin de minimizar el volumen que ocupan los neumáticos y hacer bloques compactos, es posible encontrar en el mercado, compresores de neumáticos. Estos equipos permiten compactar hasta 100 neumáticos en bloques macizos, también llamados "balines", de 30"x50"x60" y de 1 tonelada de peso. Son capaces de procesar hasta cuatro bloques por hora y permiten reducir el volumen de los neumáticos hasta en un 80%. Además reduce el riesgo de incendio, elimina la acumulación de agua al interior de los neumáticos y evita eventuales problemas medioambientales asociados al almacenamiento.

La gran mayoría de estos equipos presentan la ventaja de que son móviles y pueden ser llevados a los distintos focos de recolección gracias a un sistema de remolque. Tienen un alto costo de adquisición ya que deben ser importados y la operación estos equipos hacen poco recomendable su uso en aplicaciones poco rentables.

Caucho para asfaltos modificados
Una alternativa promisoria para usar neumáticos desechados en la forma de miga de caucho (partículas de goma de entre ½ y 3/8 de pulgada libres de acero y fibra) es el RUMAC o también denominado proceso seco, el cual, incorpora la miga de caucho como una sustitución parcial del árido de la mezcla asfáltica. De hecho, entre 5.000 y 7.500 neumáticos por kilómetro, son utilizados en caminos de dos pistas con un espesor de 3 pulgadas de elevación.

Una gran cantidad de proyectos han sido construidos y evaluados, demostrando que las secciones más delgadas de RUMAC pueden desempeñarse mejor que las secciones más anchas del asfalto convencional, adicionalmente, algunos proyectos están aún en servicio y las secciones de RUMAC no han fallado, por lo tanto, ha sido difícil de determinar el costo efectivo del proceso y las especificaciones de pavimentación para RUMAC no pueden ser determinadas hasta que otros proyectos estén completos.

RUMAC para su implementación, necesariamente requiere de una mayor inversión que el asfalto convencional, debido al valor de obtención de la miga de caucho, la capacitación de los constructores y al limitado uso a la fecha. A pesar de esto, tiene costos de mantención menores y una mayor vida útil, representando un menor costo efectivo. En caso de que los resultados continúen demostrando este desempeño superior, se deberá esperar un uso más extendido en la construcción de caminos.

Nuevos productos
La goma granulada es la goma triturada en pequeñas partículas (menos de 3/8 de pulgada) libre de acero y las fibras que se obtiene del neumático. Esta goma granulada puede ser utilizada para hacer nuevos productos tales como correas y mangueras para automóviles, cañerías de irrigación, barreras de sonido para autopistas y varios productos moldeados. Dependiendo de la aplicación, la goma de neumáticos puede también ser usada como un aditivo en goma virgen, plásticos etc. cuando la resistencia estructural no sea necesaria.

Pisos y superficies
Pistas de carrera, caminos para footing y plazas de juegos infantiles pueden ser mejoradas con una capa de miga de caucho. Los espesores varían entre 1/8 y ¼ de pulgada para el primer caso y de entre ¼ a ½ para el segundo y tercer caso respectivamente. El pequeño tamaño del mercado hace improbable su uso masivo en el corto plazo.

Otros productos que han sido fabricados son colchonetas y pisos antifatiga. Las colchonetas de miga de caucho pueden tener varios usos y aplicaciones especiales, tales como pisos antideslizantes. Los pisos antifatiga son utilizados por trabajadores que se mantienen de pie durante muchas horas.

Debido a sus propiedades de absorción de energía, también es usada para el control de ruido y la vibración. La goma de neumáticos es muy flexible, lo que necesariamente permite que todos estos usos en la intemperie sean más durables que las superficies convencionales.

Mejoramiento de suelos
La miga de caucho, puede ser utilizada en suelos agrícolas como un reparador. La compañía International Soil Systems de colorado, desarrolló un proceso patentado de reacondicionamiento de suelos, que incorpora una cantidad específica de miga de caucho en el sitio. La compañía señala que esta técnica disminuye la compactación e incrementa la porosidad, lo que se traduce en una mayor absorción del agua y un mejoramiento en la difusión del oxígeno en las raíces del pasto.

Un buen ejemplo son los campos deportivos o estadios. Pistas atléticas e hipódromos pueden ser tratados, reduciendo el impacto de la herradura en las patas de los animales. Debido a la gran cantidad de neumáticos requeridos para un solo tratamiento, esta aplicación tiene el potencial de consumir un significativo número de éstos, por ejemplo 12.000 neumáticos son requeridos para tratar un campo de fútbol.

Mercado nacional para productos derivados del caucho de neumáticos desechados

Los mercados a los cuales se puede acceder con productos elaborados a partir de la miga de caucho, se pueden dividir en tres áreas, éstas son:

  • En aplicaciones actualmente vigentes a nivel nacional.
  • Mercado del caucho: Reemplazo parcial de materia prima en productos fabricados en base a caucho ya sea natural o sintético.
  • Nuevas aplicaciones no existentes en el mercado nacional.

La información disponible sobre estos tres aspectos es escasa, lo cual dificulta realizar estimaciones cuantitativas fidedignas. Sólo se puede establecer un mercado potencial a partir de la materia prima importada y estimar precios de referencia considerando eventuales competidores que surjan una vez establecido el negocio.

Se han realizado diversas pruebas de fabricación de productos a partir de caucho reciclado en la minería (que podría ser eventualmente un mercado importante) sin resultados satisfactorios, pues los productos obtenidos no poseen las propiedades físicas necesarias para ser utilizados en aplicaciones mineras.

Las importaciones de miga de caucho reciclado han sido muy pequeñas, pues no existe un mercado significativo por productos con valor agregado fabricados a partir de ésta.

Maquinaria para trozar caucho
La empresa canadiense Shred-Tech Products & Service tiene este tipo de maquinaria a disposición en nuestro país. El Modelo ST-500H consistente en un trailer móvil completo de 13,6 mts. de largo, un motor diesel de 373 kW, consola de operación, brazo grúa con agarrador, cortador giratorio y correa. Permite trozar 6 toneladas por hora de neumáticos tipo camión (hasta un diámetro máximo de 1.20 m) a trozos de 2" acero incluido. Requiere de un operador de grúa y dos operadores para alimentación y descarga.

Equipo Shred-Tech ST-500H para el trozado de neumáticos.

Conclusiones para otros usos alternativos de neumáticos desechados
Con relación al uso de miga de caucho como insumo en la fabricación de asfalto mejorado, no existe en nuestro país un conocimiento acabado de esta técnica, que de por sí es bastante compleja. Algunas empresas del rubro han intentado su implementación sin resultados satisfactorios desde el punto de vista técnico, a esto hay que agregar que en el extranjero hay informes contradictorios con respecto a las ventajas en la duración del asfalto. Si bien los costos de mantención disminuyen, el costo del asfalto aumenta entre 1,5 a 2 veces, por lo que hay discusión sobre si el aumento de la duración es más ventajoso que el aumento de los costos de fabricar el asfalto, lo que genera distorsiones que hacen poco atractiva una inversión tan alta.

Con relación a los productos elaborados en base a miga de caucho, existen estudios que aseguran se obtendrán utilidades privadas atractivas, dado los precios razonables de los equipos y una relativamente rápida recuperación de la inversión. Sin embargo, en el caso de las superficies para plazas infantiles, campos deportivos y otros productos nuevos, todas las estimaciones se basan en suposiciones cualitativas y aproximaciones de un mercado potencial inexistente en la actualidad, junto con una participación del mercado demasiado ambiciosa frente a los competidores nacionales fabricantes de planchas, mangueras y suelas de caucho como Rodal, Aguigom, Busanc, Gomas industriales y Vulco S.A. entre otras, que cuentan con una vasta experiencia y podrían eventualmente ver una oportunidad en el desarrollo de estos productos.

Anexo B: Reciclaje De Neumáticos
Reciclaje es un término comúnmente mal utilizado. Una definición concisa de reciclado sería la reutilización de un material para su efecto práctico original, por ejemplo, latas de aluminio son usadas para fabricar nuevas latas de aluminio. En el caso de los neumáticos desechados, su reciclado significaría en rigor, usar la goma que éstos contienen como componentes en la fabricación de nuevos neumáticos.

Debido a que los neumáticos desechados están vulcanizados, es decir fueron mezclados con otros productos (cauchos sintéticos, azufre y óxidos) y llevados a temperaturas que provocan cambios en su estructura química interna y en sus propiedades físicas, y luego, durante su uso, sometidos a ambientes agresivos provocando oxidación y fatiga, en ningún caso alcanza la goma granulada recuperada a partir de ellos, los niveles de calidad de la goma virgen y por esto no es posible recuperarla como materia prima para producir nuevos neumáticos, siendo desplazada por la goma sintética (un derivado del petróleo).

Devulcanización
En términos químicos devulcanizar significa revertir la goma de su estado elástico a un estado plástico. Esto se logra separando los enlaces de sulfuro en la estructura molecular. Un método de devulcanización seguro en términos medioambientales y económicamente factible hace posible el reciclado de neumáticos propiamente tal. Los métodos de devulcanización tradicional involucran la exposición de la goma a altas temperaturas y presiones por un largo período de tiempo. Debido al limitado éxito económico y las inquietudes medioambientales que esta técnica despierta, estos métodos son raramente utilizados hoy en día.

En los últimos años, nuevos y promisorios métodos de devulcanización han sido desarrollados. Estos incluyen diversas técnicas de devulcanización mecánica, el sistema De-Link desarrollada por STI-K Polymers Inc, técnicas de ultrasonido y devulcanización por medio de la acción bacteriana.

Pirólisis
El principio de la pirólisis consiste en calentar los neumáticos, ya sea enteros o previamente trozados, en ausencia de oxígeno a una temperatura que alcanza los 600ºC con el fin de separar térmicamente sus componentes.
Los productos de la Pirólisis son:

  • Gases: usado para producir gas metano.
  • Aceites: hidrocarburos de baja calidad.
  • Carbón: compuesto principalmente de hollín, óxido de Zinc e impurezas minerales, es utilizado (aunque limitadamente) en la fabricación de nuevos neumáticos.
  • Escoria de acero.

La pirólisis, debido a la naturaleza de sus derivados, tiene poca importancia en términos del reciclaje de neumáticos.

Otras técnicas de Reciclado
Existen también otras innovadoras técnicas para el reciclaje de neumáticos, sin embargo tienen la desventaja de requerir una costosa inversión para su funcionamiento. Entre ellas se destaca la tecnología criogénica, que consiste en someter los neumáticos a bajísimas temperaturas por medio del uso de nitrógeno líquido, para posteriormente separar magnéticamente el acero y la fibra textil del caucho el que finalmente es reducido a partículas.

Otro proceso está basado en la tecnología del ozono, la cual utiliza este gas reactivo para provocar desprendimientos de gránulos de goma. Los productos finales son goma granulada libre de acero y fibra.

El uso de estas técnicas es bastante limitado y sus productos no siempre alcanzan la calidad requerida para ser reutilizados en la fabricación de nuevos neumáticos.

Anexo C: Sistema Horno-Intercambiador
Diagrama de flujo del sistema horno-intercambiador tipo ILC: In Line Calciner de F. L. Smidth existente en la planta Teno de Cementos Bío Bío, con precalentador de cinco etapas y enfriador. Las temperaturas típicas se muestran junto con la presión negativa en la salida de los gases de la combustión.

Intercambiador de ciclones

Anexo D: Valores representativos de las concentraciones de contaminantes en los gases del horno

Emisiones representativas

  1. Valores

Límite superior

Partículas (polvo)

20-200 mg/Nm3

150 mg/Nm3

NOx

500-2.000 mg/Nm3

1000 mg/Nm3

SO2

10-2.500 mg/Nm3

2000 mg/Nm3

TOC

10-100 mg/Nm3

150 mg/Nm3

CO

500-2.000 mg/Nm3

1000 mg/Nm3

Fluoruros

<5 mg/Nm3

4 mg/Nm3

Cloruros

<25 mg/Nm3

26 mg/Nm3

PCDD/F

<0.1 ng/Nm3

0.2 ng/Nm3

Metales pesados

-Grupo I (Hg, Cd, Tl)

<0.1 mg/Nm3

0.15 mg/Nm3

-Grupo II (As, Co, Ni, Se, Te)

<0.1 mg/Nm3

0.15 mg/Nm3

-Grupo III (Sb, Pb, Cr, Cu, Mn, V, Sn) + Zn

<0.3 mg/Nm3

4.13 mg/Nm3

 

Notas:

  • Fuente: Cembureau Bélgica , 1997.
  • Límites exigidos por autoridades de la Unión Europea.
  • Los valores representativos en la tabla anterior son rangos representativos dentro de los cuales el horno opera, pero debido a la naturaleza de las materias primas, diseño y antigüedad de la planta, etc.… cada horno podría operar fuera de estos rangos.
  • Un motor de vehículo convencional contamina 10 veces más que un horno cementero típico.
  • Nm3 = metros cúbicos normales.

Anexo E: Marco Legal Específico Residuos Sólidos
Normas Principales
De acuerdo a la normativa vigente, los neumáticos desechados son considerados un residuos industrial sólido no peligroso. A continuación presentamos las principales normas de internación, manejo, tratamiento, transporte y disposición de desechos industriales.
- D.F.L. Nº 1, de 8 de noviembre de 1989, del Ministerio de Salud. (D.O. 21/02/1990).
Determina Actividades que Requieren Autorización Sanitaria Expresa. Entre las que se cuentan aquellas relacionadas con el manejo de residuos industriales o mineros, basuras y desperdicios de cualquier clase (Art. 1º número 25).

- D.S. Nº 745, de 23 de julio de 1992, del Ministerio de Salud. (D.O. 08/06/1993).
Reglamento sobre Condiciones Sanitarias y Ambientales Básicas en los Lugares de Trabajo. Indica que la acumulación, tratamiento y disposición final de residuos industriales dentro del predio debe contar con autorización sanitaria. (Art. 17º, 18º y 19º). Establece un listado de residuos peligrosos (Art. 19º). Autoridad competente: Servicio de Salud correspondiente.

Establece por residuo industrial a todo aquél residuos sólido o líquido, o combinación de éstos, provenientes de los procesos industriales y que por sus características físicas, químicas o microbiológicas no puedan asimilarse a los residuos domésticos. Generador de residuos es toda persona natural o jurídica (industria o establecimiento industrial) que, producto de sus proceso u operaciones industriales, genere o dé origen a algún desecho sólido industrial.

- Resolución Nº 7.539, de 8 de noviembre de 1976, del Director General de Salud. (No Publicada).
Normas Sanitarias Mínimas para la Operación de Basurales en el Gran Santiago. Establece, entre otros aspectos, que ningún basural podrá funcionar sin la autorización sanitaria respectiva, la que sólo será otorgada cuando se constate que el recinto del basural cumple con ciertas condiciones indicadas en la resolución. Entre otros, prohibe la quema de basuras, hierbas u otras materias dentro del basural.

- Res. Nº 5.081, de 12 de marzo de 1993, del Servicio de Salud del Ambiente de la Región Metropolitana. (D.O. 18/03/1993).
Establece Sistema de Declaración y Seguimiento de Desechos Sólidos Industriales. Reglamenta sobre la declaración de los Residuos Sólidos Industriales (no domésticos). Establece un sistema de declaración y seguimiento para los desechos sólidos (o líquidos cuando se encuentren en un recipiente o contenedor) industriales generados en la Región Metropolitana. Esta resolución señala que todas las empresas generadoras y receptoras de residuos sólidos industriales, deben remitir al SESMA un Consolidado Mensual Generador/Destinatario que contenga cantidades y tipos de desechos sólidos generados o recepcionados durante el mes calendario anterior. Establece, además, que los movimientos de desechos sólidos industriales deberán ir acompañados, desde su lugar de generación hasta su destino final por un Documento de Declaración.

- D.S. Nº 30, de 27 de marzo de 1997, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia. (D.O. 03/04/1997). Modificado por D.S. Nº 131, de 21 de agosto de 1998, del Ministerio Secretaría General de la Presidencia, (D.O. 02/09/1998).
Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental. El Art. 3º establece los tipos de proyectos o actividades que deben someterse en forma obligatoria al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental, los criterios para decidir entre estudio o declaración de impacto ambiental, los plazos y procedimientos de evaluación, los permisos ambientales sectoriales y el contrato de seguro por daño ambiental para obtener autorización previa (en el caso de un E.I.A.). Establece que se deberá presentar un Estudio de Impacto Ambiental si el proyecto o actividad genera o presenta riesgo para la salud de la población, debido a la cantidad y calidad de los efluentes, emisiones o residuos que genera o produce. A objeto de evaluar el riesgo, se considerarán la composición, peligrosidad y cantidad de residuos sólidos, así como la frecuencia, duración y lugar del manejo (Art. 5º letras d y e).

- D.F.L. Nº 725, de 11 de diciembre de 1967, del Ministerio de Salud Pública. (D.O. 31/01/1968). Código Sanitario.

"Ley Marco", señala pautas de carácter muy general, y deja a la potestad reglamentaria la facultad de dictar normas de detalle que regulen en forma precisa las materias específicas que la Autoridad Sanitaria establezca de interés. Reglamenta las autorizaciones o permisos concedidos por los Servicios de Salud, así como el ejercicio de la vigilancia sanitaria, con el fin de velar porque se eliminen o controlen los factores del medio ambiente que afecten la salud, la seguridad y bienestar de los habitantes.

Los artículos 78º, 79º, 80º y 81º establecen disposiciones relativas a los desperdicios y basuras. Destacándose que corresponde al Servicio de Salud autorizar la instalación y vigilar el funcionamiento de todo lugar destinado a la acumulación, selección, industrialización, comercio o disposición final de basuras y desperdicios de cualquier clase. Así como, los vehículos y sistemas de transporte de materiales y los de transporte de basuras y desperdicios de cualquier naturaleza.

- D.L. Nº 3.557, de 29 de diciembre de 1980. (D.O. 09/02/1981). Modificado por Ley Nº 18.755, (D.O. 07/01/1989).
Disposiciones sobre Protección Agrícola. Establece normas sobre protección de aguas, aire y suelos, en favor de la agricultura y la salud de los habitantes. Establece, en términos generales, la obligación que tienen, entre otros, los establecimientos industriales, fabriles y mineros que manipulan productos susceptibles de contaminar la agricultura, de adoptar en forma oportuna las medidas técnicas y prácticas que sean adecuadas para evitar o impedir la contaminación.

- D.S. Nº 4.740, de 23 de agosto de 1947, del Ministerio del Interior. (D.O. 09/10/1947).
Reglamento sobre Normas Sanitarias Municipales. Establece los requerimientos a los que deben ajustarse los reglamentos u ordenanzas municipales, en lo relativo a basuras. Contiene normas sobre: clasificación, recolección, transporte, disposición, explotación y depósito de basuras.

- D.S. Nº 685, de 29 de mayo de 1992, del Ministerio de Relaciones Exteriores.
Promulga el "Convenio de Basilea sobre Control de los Movimientos Transfronterizos de los Desechos Peligrosos y su Eliminación". Este convenio define en sus anexos lo que se entiende como desechos peligrosos,…, establecer instalaciones adecuadas para su eliminación; velar porque las personas encargadas del manejo de los desechos tomen las medidas necesarias para que no se produzca contaminación o peligro para el medio ambiente o la salud humana.

- Ley Nº 19.300, de 1 de Marzo de 1994. (D.O. 09/03/1994). Modificada por la Ley Nº 19.372, (D.O. 08/02/1995). Ley de Bases del Medio Ambiente.
Texto legal que regula la protección y preservación del medio ambiente y la conservación del patrimonio ambiental. Establece la responsabilidad por daño ambiental. Establece, entre otras materias, los instrumentos de gestión ambiental, entre ellos, el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental a que deben someterse proyectos y actividades susceptibles de causar impacto ambiental, junto a la autoridad encargada de velar por el cumplimiento de la normativa ambiental. Autoridad competente: Comisión Nacional del Medio Ambiente y la respectiva Comisión Regional del Medio Ambiente.

- D.S. Nº 132, de 8 de agosto de 1979, del Ministerio de Minería. (D.O. 10/11/1979). Modificado por D.S. Nº 541, de 2 de octubre de 1980, del Ministerio de Economía.
Normas Técnicas y de Calidad y Procedimiento de Control, Aplicables al Petróleo Crudo, a los Combustibles Derivados de Éste y a Cualquier Otra Clase de Combustibles.

- D.S. Nº 226, de 6 de agosto de 1982, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. (D.O. 09/02/1983).
Requisitos de Seguridad para Instalaciones y Locales de Almacenamiento de Combustibles.

- Res. Ex. Nº 956, de 23 de agosto de 1990, de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción). (D.O. 07/09/1990).
Establece Procedimientos para Certificar Combustibles y Responsabilidades en su Transporte.
· Norma Chilena Oficial NCh 385.Of55. Instituto Nacional de Normalización (INN).
Oficializada por D.S. Nº 954, de 1955, del Ministerio de Economía. (D.O. 30/08/1955).
Medidas Adicionales de Seguridad en el Transporte de Materiales Inflamables y Explosivos.

· Norma Chilena Oficial NCh 387.Of55. Instituto Nacional de Normalización (INN). Oficializada por D.S. Nº 1.314, de 1955, del Ministerio de Economía. (D.O. 30/11/1955).
Medidas de Seguridad en el Empleo y Manejo de Materias Inflamables.

· Norma Chilena Oficial NCh 388.Of55. Instituto Nacional de Normalización (INN). Oficializada por D.S. Nº 1.314, de 1955, del Ministerio de Economía. (D.O. 30/11/1955).
Prevención y Extinción de Incendios en Almacenamientos de Materias Inflamables y Explosivas. Medidas Adicionales de Seguridad en el Transporte en Camiones de Explosivos y de Materias Inflamables.

Anexo F: Estimaciones de generación de neumáticos desechados en Chile y potenciales máximos de recuperación.
La producción nacional total de neumáticos por tipo, así como la importación y exportación durante el período comprendido entre el año 1990 y 2000 se muestra en la siguiente tabla.

  • Fuente: Banco Central, Instituto nacional de estadísticas INE, Boletines de producción industrial SOFOFA. 123
  • Sólo se ensamblan automóviles de pasajeros en nuestro país.
  • Aunque se consideran irrelevantes, no es posible encontrar datos anteriores a 1990.
  • Sólo se dispone de información hasta Julio del año 2001.

Con los datos de la tabla anterior y teniendo en consideración los pesos promedio de ambos tipos de neumáticos, se procede a construir la siguiente tabla en donde se expresan las cantidades, esta vez en toneladas, de los correspondientes tipos de neumáticos desechados en todo el país. Esto nos permitirá conocer las cantidades en una medida más apropiada para realizar cálculos posteriores.

  • Fuente: Banco Central, Instituto nacional de estadística INE, boletines de producción industrial SOFOFA.

Generación de neumáticos desechados en Chile, en miles de toneladas, separados por tipo, en el período 1990- 2000.

Fuente: Elaboración propia

Enfocándonos sólo en aquellas regiones que están incluidas en nuestro estudio, se establecen los porcentajes relativos y se calcula el potencial de recolección de neumáticos desechados en las regiones seleccionadas.

Fuente: Elaboración propia.

Proyecciones de neumáticos desechados en regiones V,VI,VII,VIII y Metropolitana, para el período comprendido entre 2000 y 2010. El saldo real de neumáticos disponible, que es igual al 20% del total acumulado de neumáticos desechados en el período 1990-2000 se recolectará uniformemente durante este nuevo período. El total recuperable equivale al 30% de los neumáticos que se desecharán anualmente en el país.

Fuente: Elaboración propia.

Anexo G: Determinación del precio que la Cementera debería pagar por tonelada de neumático entregado en planta.

Fuente: Elaboración propia en base a estimaciones de Cementos Bío Bío.
Nota: El Ahorro es calculado como la diferencia entre el gasto anual equivalente con carbón y el gasto anual del consumo de neumáticos desechados respectivo

Anexo H: Flujo de caja del proyecto de recolección y entrega de neumáticos desechados
(Financiamiento: Capital propio; TREMA = 12%)

Fuente: Elaboración propia

Fuente: Elaboración propia.

Anexo I: Análisis de Sensibilidad: Flujo del proyecto de recolección de neumáticos con ingreso igual a US$ 25.08/ton
(Tipo de financiamiento: Capital Propio; TREMA = 12%)

Fuete: Elaboración propia.

Análisis de Sensibilidad: Precio por tonelada de neumáticos con pago a Institución de beneficencia = US$ 4.2/ton
(En US$, con financiamiento propio y TREMA = 12%)

Resumen
El presente estudio tiene como finalidad encontrar un nicho de mercado, rentable en términos económicos para la recolección de neumáticos desechados y suministrarlos a las fábricas de cemento como sustituto de los combustibles que utilizan en el proceso. Estos neumáticos serían incinerados enteros, al interior de los hornos rotatorios, aprovechando tanto el contenido energético (combustible) como las cenizas, las que se integran en el proceso de fabricación del cemento (materia prima). La valorización energética de los neumáticos al interior de los hornos cementeros, da absolutas garantías de limpieza de los gases de combustión y de captura de los elementos peligrosos en la estructura cristalina del cemento. Esta técnica cuenta con el apoyo de las autoridades medioambientales de los países en los que se ha implantado y la experiencia acumulada por más de 15 años indica que se trata de un proceso seguro, bien estudiado y que en la práctica presenta la mejor alternativa de eliminación de neumáticos en términos de ecobalance.
Una iniciativa como ésta, plantea una solución viable en nuestro país para enfrentar el problema de la contaminación del medioambiente, transformando residuos industriales que no tienen posibilidad de ser reciclados para su propósito original, en un combustible de alto poder calorífico y de menor costo comparativo en relación a los combustibles tradicionales.
Existe un interés explícito por parte de la empresas de cementos del país, de estudiar la implementación de esta técnica. Sobre el supuesto de una sustitución progresiva de neumáticos por carbón, se determinó que el precio máximo por tonelada entregada en la planta que podría pagar una cementera es de 20,9 dólares, valor que recupera la inversión para adoptar este combustible en un período de 10 años y a una tasa de descuento del 8%. Por otro lado, la disponibilidad de neumáticos desechados en Chile, es del orden de las 60.000 toneladas anuales. Se determinó que cerca del 30% de los neumáticos desechados en las regiones Metropolitana, V, VI, VII y VIII son posibles de ser efectivamente recolectados y entregados a la planta cementera.
El análisis económico de una empresa de recolección y entrega de neumáticos desechados como el descrito en este estudio, arrojó que el proyecto es rentable, cuando el ingreso que se obtiene por tonelada vendida es mayor a US$ 23.6/ton. Este contrasta con los US$ 20,9/ton que eventualmente ofrecería una empresa cementera, lo cual nos lleva a concluir que bajo este escenario, no resulta atractivo en términos económicos, recolectar neumáticos para venderlos a la industria del cemento. A su vez, las cementeras no invertirían en tecnología para incinerar neumáticos dentro de sus hornos si deben pagar por el suministro un precio mayor del que les permita cubrir las inversiones en las modificaciones del horno necesarias para quemar neumáticos.
Un análisis de sensibilidad sobre los factores críticos, muestra que un leve aumento del precio de los combustibles tradicionales, haría que los ahorros percibidos por una empresa de cemento al quemar neumáticos aumentasen, mejorando ostensiblemente la cotización del neumático. Podemos inferir que será posible obtener rentabilidades aceptables para todas las partes involucradas en torno al tema del reaprovechamiento energético de neumáticos, una vez que una mejor cotización del mercado y políticas del gobierno orientadas en este sentido, se conviertan en el elemento gatillante para que este tipo de proyectos sea una clara oportunidad de negocio.
A mis padres

 

 

 

 

Autor:


Dennis Andres Quezada V.

Memoria para optar al título de ingeniero civil industrial

UNIVERSIDAD DE TALCA (CHILE), AÑO 2001.


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