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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 1

    RESUMEN

    La batera de plomo es desde hace ms de un siglo el sistema establecido paraalmacenar y suministrar la energa elctrica que consumen los automviles. Por otro lado, el

    espectacular crecimiento que el parque automovilstico mundial est protagonizando en los

    ltimos aos, est propiciando que la generacin de vehculos fuera de uso y de todos los

    residuos vinculados a stos, aumente tambin considerablemente. La batera de plomo es

    uno de los residuos catalogados como especiales que acompaan irremediablemente a un

    vehculo fuera de uso. Adems, la batera de un automvil se reemplaza por otra nueva

    cada tres o cuatro aos. Estos factores conducen a que la generacin de bateras de

    plomo fuera de uso alcance valores muy elevados y en continuo crecimiento en todo el

    mundo (por ejemplo en Estados Unidos se generan unos 75 millones al ao)

    Casi tres cuartas partes del peso de una batera de plomo fuera de uso estn

    conformadas por residuos de plomo y plomo metlico, materiales altamente txicos. Los

    efectos que estos residuos especiales pueden tener sobre el medio ambiente son nefastos,

    adems de ser muy nocivos para la saluda humana (segn los historiadores, el uso de plomo

    en la fabricacin de utensilios durante el Imperio Romano deterior la inteligencia de sus

    gentes, convirtindose en una de las claves de la cada del Imperio) El resto de materiales

    que componen una batera de plomo fuera de uso son, fundamentalmente, cido sulfrico

    diluido y plsticos, residuos tambin muy peligrosos para el medio ambiente. Por tanto, la

    buena gestin de la gran cantidad de bateras usadas que se generan a diario en todoel mundo es una autntica necesidad en la sociedad actual. Dicha gestin implica a

    fabricantes, usuarios, organismos gubernamentales, entidades relacionadas con la

    recogida y el almacenamiento de estos residuos y, por ltimo, a las empresas que

    finalmente se encargan su reciclaje.

    El proyecto tiene como objetivo analizar la problemtica del reciclaje de bateras de

    plomo fuera de uso mediante un estudio crtico de los mtodos vigentes de gestin del

    residuo, tanto en lo que afecta a su recogida y transporte como en lo referente a los

    procesos destinados propiamente a su reciclaje, evaluando la validez de alternativas

    ecolgicas como los procesos hidrometalrgicos o la recuperacin del cido. La finalidad

    del proyecto es la de proveer de un estudio crtico y actual sobre el reciclaje de bateras a

    empresas gestoras y organismos medioambientales.

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    2 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 3

    NDICE

    RESUMEN 1

    NDICE 3

    1. INTRODUCCIN 7

    1.1 Objetivos 7

    1.2 Finalidad del proyecto 7

    2. LA BATERA DE PLOMO 9

    2.1 Importancia y aplicaciones de la batera de plomo 9

    2.2 Estructura de la batera de plomo 10

    2.3 Funcionamiento de la batera de plomo 13

    2.4 Composicin de la batera de plomo fuera de uso 17

    2.5 Toxicidad y clasificacin legal de la batera de plomo fuera de

    uso como residuo 19

    2.6 Perspectivas tecnolgicas de la batera de plomo 21

    3. EL MERCADO DEL PLOMO: TENDENCIA Y PROTAGONISMO DE LA

    BATERA DE PLOMO 23

    3.1 Introduccin 23

    3.2 El plomo 24

    3.2.1 Propiedades del plomo 24

    3.2.2 Obtencin del plomo 24

    3.2.3 Aplicaciones del plomo 26

    3.2.4 Recuperacin y reciclado del plomo 27

    3.2.5 Legislacin relacionada con el plomo 30

    3.3 El mercado espaol del plomo 31

    3.4 El mercado mundial del plomo 33

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    4 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    3.4.1 Consumo mundial de plomo 33

    3.4.2 Produccin mundial de plomo 37

    3.4.3 El precio del plomo 39

    3.4.4 Predicciones para el mercado mundial del plomo 41

    4. GESTIN DE BATERAS DE PLOMO FUERA DE USO 42

    4.1 Introduccin 42

    4.2 El ciclo de vida de la batera de plomo 43

    4.3 Protagonistas y zonas de riesgo medioambiental en el ciclo

    de vida de la batera de plomo 45

    4.4 Legislacin sobre gestin de bateras de plomo fuera de uso 494.4.1 Procedimientos sobre gestin de residuos en Catalua 49

    4.4.2 Directiva europea acerca de bateras y acumuladores 50

    4.4.3 Legislacin estadounidense sobre gestin de bateras de

    plomo fuera de uso 51

    4.5 Descripcin de procedimientos alternativos de gestin de

    bateras de plomo fuera de uso 53

    4.5.1 Noruega 53

    4.5.2 Alemania 544.5.3 Sistema depsito reembolso (SDR) 55

    4.6 Gestin de vehculos fuera de uso en Europa 55

    4.7 Exportacin de bateras de plomo fuera de uso a pases en

    vas de desarrollo 57

    5. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS TECNOLGICAS PARA LOS PROCESOS

    DE RECICLAJE DE BATERAS DE PLOMO FUERA DE USO 605.1 Introduccin 60

    5.2 Triturado y separacin de componentes 62

    5.3 Procesos pirometalrgicos tradicionales 65

    5.4 Alternativas tecnolgicas en el reciclaje de bateras de plomo fuera

    de uso 68

    5.4.1 Mejora de los procesos pirometalrgicos tradicionales 69

    5.4.1.1 Desulfurizacin de la pasta y produccin sulfato de sodio 69

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 5

    5.4.1.2 Reciclaje del SO2 y produccin de sulfato de sodio 72

    5.4.2 Procesos hidrometalrgicos 75

    5.4.2.1 Mtodo PLACID 76

    5.4.2.2 Mtodo CLEANLEAD 805.4.2.3 Mtodo FLUOBOR 83

    5.4.2.4 Evaluacin econmica de los procesos hidrometalrgicos 86

    5.4.3 Alternativas tecnolgicas para la valorizacin del cido 88

    5.4.3.1 Purificacin del cido por dilisis de difusin 88

    5.4.3.2 Purificacin del cido por nanofiltrado 89

    5.4.3.3 Purificacin del cido por precipitacin qumica con NaHS 90

    5.4.3.4 Tratamiento biolgico del cido 90

    5.4.3.5 Produccin comercial de yeso 91

    5.4.3.6 Uso del cido del electrolito en el proceso de reciclaje de bateras

    usadas 91

    5.4.3.7 Evaluacin econmica de las alternativas tecnolgicas

    para la valorizacin del cido del electrolito 92

    6. CONCLUSIONES 95

    7. REFERENCIAS 97

    PRESUPUESTO DEL PROYECTO 101

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    1. INTRODUCCIN

    1.1 OBJETIVOS

    El proyecto tiene como objetivo establecer un anlisis crtico de los

    procedimientos de gestin de bateras de plomo fuera de uso, as como evaluar las

    posibles alternativas tecnolgicas para su reciclaje.

    La elevada toxicidad de las bateras usadas hace muy necesaria la optimizacin

    de todos aquellos procesos que acompaan a su gestin: recogida, almacenaje,

    transporte y valorizacin. Con la finalidad de estudiar soluciones y alternativas, el

    proyecto analiza los mtodos utilizados en diferentes regiones geogrficas, as como elmarco legal relacionado con los aspectos medioambientales.

    El reciclaje de bateras de plomo fuera de uso se realiza mediante mtodos

    pirometalrgicos tradicionales en la gran mayora de plantas de reciclaje. Por otra parte,

    el cido sulfrico diluido del electrolito nunca se recicla. El proyecto pretende llevar a

    cabo un estudio exhaustivo de la viabilidad econmica y medioambiental de los

    procesos hidrometalrgicos, posibles alternativas de futuro para el reciclaje de bateras

    fuera de uso. En cuanto al cido, se estudia la posibilidad de su valorizacin, mediante su

    uso en la produccin de yeso o su purificacin.

    1.2 FINALIDAD DEL PROYECTO

    La elaboracin de este proyecto tiene como finalidad la evaluacin tcnica,

    medioambiental, econmica y legal tanto de la situacin actual, como de las posibles

    alternativas en la gestin y el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso. Por tanto, se

    trata de un documento til para todas aquellas empresas y entidades implicadas en el

    ciclo de vida de las bateras de plomo (plantas de reciclaje de bateras de plomo fuerade uso, empresas fabricantes de automviles, mayoristas y minoristas de bateras,

    organismos medioambientales y gestores de residuos).

    El contenido del proyecto no est limitado a los aspectos tecnolgicos del

    reciclaje de bateras usadas, sino que profundiza en las cuestiones econmicas del

    mercado mundial del plomo, en el que la batera de plomo juega un papel protagonista,

    as como en los aspectos administrativos ligados a la gestin del residuo.

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    2. LA BATERA DE PLOMO

    2.1 IMPORTANCIA YAPLICACIONES DE LA BATERA DE PLOMO

    La clave de la gran importancia de la batera de plomo es ser, desde hace

    dcadas el sistema establecido para almacenar y suministrar la energa elctrica que

    consumen los automviles de todo el mundo. Esta funcin ha hecho de la batera de

    plomo el sistema de acumulacin de energa ms importante, si tenemos en cuenta su

    produccin anual: cada ao se fabrican en el mundo entre 300 y 350 millones de bateras

    de plomo. En peso, este volumen de produccin se traduce en que se fabrican ms de 5

    millones de toneladas (alrededor del 90% en peso del total de bateras, pilas y

    acumuladores fabricados anualmente en el mundo) [Steil, 1997]

    Las aplicaciones y caractersticas de las diferentes bateras de plomo son las

    siguientes:

    - Bateras de plomo para la automocin (SLI Batteries):

    - Suministran la energa necesaria a los sistemas de arranque e ignicin,

    vinculados al encendido del motor

    - Alimentan al resto de equipos que consumen energa elctrica

    (alumbrado, accesorios...)

    - Recogen la energa elctrica producida por el generador

    - Su voltaje es de 12 V

    - Tienen una vida media de unos tres o cuatro aos

    - Bateras de plomo industriales:

    - Proporcionan cantidades regulares de energa elctrica a equipos

    industriales

    - Estn diseadas para durar muchos ms aos que una batera de plomo

    para la automocin (algunas pueden llegar a durar ms de diez aos)

    - Tienen un tamao considerablemente mayor que el de las bateras de

    plomo para la automocin (pueden alcanzar varias toneladas de peso)

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    - Bateras de plomo para productos domsticos

    - Proporcionan pequeas cantidades de energa elctrica a taladros,

    flashes, cortacsped...

    - Son de un tamao mucho menor al de las bateras de plomo para la

    automocin (para estas aplicaciones, existen bateras de plomo de 100 g)

    - Funcionan con un voltaje de 6 V

    Las aplicaciones de la batera de plomo en usos industriales y domsticos no son

    mayoritarias. Una ventaja fundamental que ha motivado desde siempre el uso de la

    batera de plomo en la automocin es su bajo precio. En cambio, en el resto de

    aplicaciones, el parmetro econmico no es tan determinante, y el mayor rendimiento

    tecnolgico de otros tipos de bateras provoca que el uso de la batera de plomo paraestas otras aplicaciones no sea general.

    De todas maneras, el solo hecho de ser el tipo de batera utilizado por la totalidad

    de los automviles del mundo otorga a la batera de plomo una importancia nica que

    ir en aumento en el futuro, debido al crecimiento del parque automovilstico mundial.

    2.2 ESTRUCTURA DE LA BATERA DE PLOMO

    En el automvil, la batera tiene la misin de recoger y almacenar la energa

    elctrica que produce el generador, para suministrarla a los diferentes rganos que la

    necesiten. Debido a que el generador no suministra energa elctrica mientras el motor

    no est en marcha, cuando est parado y se le quiere poner en funcionamiento, se

    necesita una fuente de alimentacin que sea capaz de mover el motor de arranque,

    para que ste transmita su movimiento al motor del automvil y este ltimo pueda

    funcionar. Esta fuente de alimentacin es la batera de plomo. Un esquema de sta se

    recoge en la figura 2.1.

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    1 Caja de polipropileno y ebonita

    2 Placas positivas y negatvas de plomo metlico

    3 Separadores de placas, que contienen PVC

    4 Electrolito, solucin de cido sulfrico

    5 Bornes positivo y negativo

    FIGURA 2.1: Componentes de la batera de plomo

    La batera consta de una caja de polipropileno (PP) y ebonita 1, material plstico

    contaminante por su alto contenido en azufre, denominada monobloc, donde van

    alojados todos los rganos que la componen. Se fabrica de este material para que el

    cido sulfrico que ha de llevar en su interior no la deteriore. Interiormente se divide en

    varios compartimentos, cada uno de los cuales se denomina acumulador, vaso o

    elemento. Cada acumulador consta de unos salientes en la parte inferior, para que las

    placas 2 que han de ir metidas en ellos no estn en contacto con el fondo y quede un

    espacio donde se irn depositando residuos y suciedades.

    Los acumuladores tienen la propiedad de almacenar energa elctrica a 2 V detensin cada uno de ellos. Como en total hay seis acumuladores, la tensin de trabajo de

    una batera de plomo corriente para la automocin es de 12 V. En el interior de los

    acumuladores hay una serie de placas constituidas por un armazn de aleacin de

    plomo en forma de rejilla, en cuyos huecos se introducen xidos de plomo bien

    prensados. Todo esto queda formando un solo cuerpo, duro y compacto. De las placas

    que hay en un acumulador, unas son positivas y otras negativas, diferencindose entre s

    por su color, ya que las positivas tienen un color marrn, como la de la figura 2.2, debido

    al dixido de plomo (PbO2 (s)), mientras que las negativas, al estar menos oxidadas,

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    toman un color plateado, ms parecido al del plomo (Pb (s)). Todas las placas positivas y

    negativas se unen entre s por mediacin de sendos puentes y estn intercaladas unas

    entre las otras. En todos los acumuladores hay siempre una placa ms negativa que

    positiva (si hay cinco placas negativas, debe haber cuatro positivas)

    Placa con x idos de

    plomo prensados

    SEPARADOR

    FIGURA 2.2: Aspecto de las placas de la batera de plomo

    Entre cada dos placas se interpone un separador 3 para evitar el contacto

    elctrico entre ellas, impidiendo as la conduccin metlica entre las placas de distinta

    polaridad y permitiendo la conduccin electroltica libre. Los separadores se fabrican de

    distintos materiales aislantes, bsicamente polmeros (mezclas de PVC y PE) y vidrio. El

    conjunto de las placas positivas y negativas va metido en el acumulador y cubierto por

    una tapa con dos agujeros, uno en cada extremo, para que por ellos pase el borne de

    cada uno de los puentes de conexin entre placas (figura 2.3). El orificio central del tapn

    de llenado da salida a los gases que se producen en el interior de los acumuladores,

    como consecuencia de las reacciones que sufre la batera con las cargas y descargas. Si

    no lo tuviera, o estuviese tapado por la suciedad, podra explotar la batera a causa de

    los gases sometidos a excesiva presin. El orificio no es vertical, sino inclinado, para evitar

    que con los movimientos del vehculo pueda salir lquido por l.

    La tapa que cubre el acumulador va sujeta por una pasta que se echa por susbordes. Encima de la tapa van los puentes de conexiones entre los elementos; estos

    puentes deben colocarse de tal manera, que queden conectados todos los

    acumuladores en serie, para lo cual, el negativo de un acumulador debe estar unido al

    positivo del siguiente, sumndose de esta forma la tensin de todos los acumuladores.

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    Los acumuladores

    estn cponectados

    entre s por plomo

    metlico que conduce

    la electricidad

    El acumulador:

    placas positivas y

    negativas

    aisladas por

    separadores

    FIGURA 2.3: Estructura interna de la batera de plomo

    Los acumuladores llevan en su interior, en contacto con las placas, un lquido

    denominado electrolito 4 , compuesto por tres partes de cido sulfrico (H2SO4) y ocho

    partes de agua destilada. El electrolito debe tener un nivel de un centmetro por encima

    de las placas y su densidad mxima admisible deber ser de 1.3 kg / L [Alonso, 1998]. Al

    entrar en la batera la corriente elctrica producida por el generador, esta corriente pasa

    desde el borne positivo hasta las placas positivas y, de stas, a travs del electrolito, hastalas negativas, saliendo por el borne negativo. Este paso de corriente elctrica produce

    una reaccin qumica entre el cido sulfrico del electrolito y el plomo de las placas,

    quedando en stas la energa de dicha corriente. Cuando no hay corriente que cargue

    el acumulador, sta deshace la reaccin qumica y se produce una corriente elctrica

    de descarga.

    2.3 FUNCIONAMIENTO DE LA

    BATERA DE

    PLOMO

    La batera de plomo fundamenta su funcionamiento en los fenmenos qumicos

    de la electrlisis. Las placas de una batera nueva estn formadas por rejillas metlicas en

    cuyos huecos hay xido de plomo (PbO (s)) prensado. Si se aplica una corriente elctrica

    a las placas con xido de plomo sumergidas en el electrolito, formado por cido sulfrico

    y agua destilada, debido a la ionizacin del electrolito circula de una placa a otra una

    corriente elctrica. Al final del proceso en una placa no habr ms que plomo esponjoso

    (Pb (s)) y en la otra, dixido de plomo (PbO2 (s)). Por tener estos materiales diferente

    tensin de disolucin, existe entre ellos una diferencia de potencial, siendo la placa de

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    dixido de plomo la de mayor potencial elctrico. Por tanto, tras la fabricacin de una

    batera de plomo, sta debe ser cargada elctricamente para alcanzar la composicin

    inicial de funcionamiento: las placas positivas cubiertas nicamente por dixido de plomo

    y las negativas por plomo esponjoso.

    En esta situacin puede comenzar un primer proceso de descarga de la batera

    de plomo. Si con el acumulador en estas condiciones unimos las dos placas, por

    mediacin de una lmpara, se producir una corriente elctrica, que ir desde la placa

    positiva de dixido de plomo, el ctodo, a la negativa de plomo esponjoso, el nodo, a

    travs de la lmpara, regresando por el electrolito a la placa de dixido de plomo. El

    paso de corriente a travs del electrolito provoca que los cationes (H+ (aq)) de ste se

    unan al oxgeno del dixido de plomo para formar agua (H2O (l)). Los iones sulfato (SO42-)

    quedan libres y, a continuacin, reaccionan con el plomo de ambas placas para formar

    sulfato de plomo (PbSO4 (s)). Al cabo de cierto tiempo, las dos placas estarn cubiertaspor el mismo compuesto, PbSO4 (s), por lo que al tener la misma tensin de disolucin,

    deja de haber diferencia de potencial entre ellas y cesa la corriente. Se dice entonces

    que la batera de plomo se ha descargado por completo. Al mismo tiempo, la

    concentracin en cido sulfrico del electrolito disminuye por la formacin de agua. Las

    reacciones qumicas que reflejan la descarga son:

    CTODO (+): PbO2(s) + 4H+ (aq) + SO42- (aq) + 2e- PbSO4 (s) + 2H2O (l)

    NODO (-): Pb (s) + SO42- (aq) + PbSO4 (s) + 2e-

    REACCIN GLOBAL DESCARGA: PbO2 (s) + Pb (s) + 2H2SO4 (l) 2PbSO4 (s)+ 2H2O (l)

    Ambas semirreacciones producen iones Pb2+ (aq) debido a la oxidacin del plomo

    esponjoso Pb (s)) en el nodo, y a la reduccin del in Pb4+ (aq) del dixido de plomo

    (PbO2 (s)) en el ctodo. Estos iones se unen a los aniones sulfato (SO42- (aq)), precipitando

    la sal PbSO4 (s), que es muy poco soluble. El potencial de la reaccin global esligeramente superior a 2 V, lo que explica que entre los seis acumuladores de una batera

    de plomo se obtenga una tensin de trabajo de 12 V.

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    PLACA NEGATIVA

    El plomo esponjoso (Pb (s ))

    se t ransf orma en

    sul fato de plomo (PbSO4 (s))

    ELECTROLITO

    El in SO42- (aq)del cido sulfrico del

    elect rolit o reacciona con los compuest os de

    plomo de las placas, m ient ras que los iones H +

    (aq) lo hacen con el oxgeno liberado del

    dirxido de plomo ( PbO2( s)) para formar agua.Como consecuencia, la concent racin en

    cido del elect rolit o disminuye

    paulat inamente

    PLACA POSI TIVA

    El perxido de

    plomo se

    t ransf orma en

    sulfat o de plomo

    starter

    ignicin

    luces

    claxon

    PROCESO DE DESCARGA

    radio

    FIGURA 2.4: Proceso de descarga de la batera de plomo

    Para cargar el acumulador se hace pasar una corriente elctrica en sentido

    contrario al de la descarga, con lo que vuelven a formarse el plomo esponjoso y eldixido de plomo en las placas. Por tanto, aparece nuevamente entre ambas diferencia

    de potencial. Las reacciones qumicas de la carga son exactamente las inversas a las de

    la descarga, siendo:

    CTODO (+): PbSO4 (s) + 2H2O (l) - PbO2(s) + 4H+ (aq) + SO42- (aq) + 2e-

    NODO (-): PbSO4 (s) + 2e- Pb (s) + SO42- (aq)

    REACCIN GLOBAL CARGA: 2PbSO4 (s) + 2H2O (l) PbO2 (s) + Pb (s) + 2H2SO4 (l)

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    PROCESO DE CARGA

    PLACA NEGATI VA

    El s ulfat o de plomo s e

    t rans forma en plomo

    es ponjoso mi ent ras

    que el in s ulfat o

    vuelve a la dis olucin

    PLACA POSI TI VA

    El s ulfat o de plomo s e

    t rans forma en perxido

    de plomo mient ras el

    in sulfat o vuelve a la

    dis olucin

    La dis olucin recupera la concent racin adecuada en cido

    s ulf rico mediat e el regres o del in s ulf at o de las placas

    FIGURA 2.5: Proceso de carga de la batera de plomo

    De los procesos de carga y descarga se deduce:

    -

    La concentracin del cido sulfrico en el electrolito es variable, con arreglo alestado de carga de la batera. Al descargarse se rebaja y al cargarse se

    recupera.

    - Si una batera se descarga muy a fondo, es muy posible que no habiendo

    suficiente plomo esponjoso en las placas negativas, se forme sulfato a costa

    del armazn de la placa. A esto se le llama sulfatacin de la batera y es una

    avera grave.

    - Un exceso de carga en la batera tendra tambin una grave consecuencia,

    pues al seguir descomponindose el agua del electrolito, har que elhidrgeno liberado no tenga bastante sulfato con el que combinarse y saldr

    en burbujas por los respiraderos de los tapones de los acumuladores, con

    peligro de explosin. Al mismo tiempo, el oxgeno liberado, no encontrando ya

    bastante plomo del sulfato con el que combinarse, lo har con el del armazn,

    oxidndolo, con lo que el enrejado de las placas positivas se hincha y stas se

    tuercen y deshacen.

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 17

    La batera de plomo opera en un constante proceso de carga y descarga.

    Cuando est conectada a un elemento que necesita de su electricidad, por ejemplo, la

    radio de un automvil, la batera comienza a descargarse. Una batera se carga cuando

    la corriente elctrica fluye en sentido contrario, restaurando la diferencia qumica entre

    las placas. Esto ocurre cuando el alternador ofrece de vuelta energa elctrica a la

    batera. En una batera nueva, los denominados componentes activos (plomo esponjoso

    y dixido de plomo) estn en una proporcin 1:1, pero los sucesivos procesos de carga y

    descarga alteran est proporcin, as como la concentracin de cido sulfrico en el

    electrolito [Modica, 1997]. Debido a este deterioro paulatino, la batera de plomo deviene

    inservible con los aos, al no ofrecer electricidad a un voltaje suficiente. Se estima que

    dura entre 250 y 750 ciclos. Existe la posibilidad de cargar la batera de plomo

    externamente, mediante una fuente de corriente, pero este proceso suele llevarse a

    cabo tan slo en aplicaciones de mucho consumo de energa elctrica, por ejemplo, en

    los taxis, que realizan recorridos muy cortos y muchas paradas al da (cada vez que se

    arranca el motor se consume 300 A aproximadamente) [Alonso, 1998].

    2.4 COMPOSICIN DE LA BATERA DE PLOMO FUERA DE USO

    Tras cientos de ciclos de carga y descarga, llega un ciclo de descarga definitivo

    del que la batera de plomo no se recupera, es decir, al final de su vida til, la batera est

    totalmente descargada. En este estado, los acumuladores estn impregnados por una

    mezcla de compuestos de plomo denominada pasta de plomo. En esta mezcla,

    predomina el producto principal de la descarga de la batera, el sulfato de plomo, PbSO4,

    pero tambin aparecen plomo esponjoso (Pb), dixido de plomo (PbO2) y, en menor

    medida, xido de plomo (PbO) y partculas metlicas de plomo que se desprenden de las

    placas por desgaste. De la pasta, se recupera buena parte del plomo que se obtiene en

    el reciclaje de las bateras. El electrolito, tras la descarga final, ha variado

    considerablemente su composicin. Si en una batera de plomo nueva, el electrolito es

    una disolucin de cido sulfrico de alta pureza y de una concentracin en peso

    cercana al 30 %, en una batera de plomo fuera de uso la concentracin en cido

    sulfrico del electrolito ha disminuido hasta un 10 15 %. Adems, tras aos de

    funcionamiento, se encuentran en disolucin iones de metales pesados e impurezas, en

    cantidades suficientes como para que el cido de la batera sea un residuo cuya

    recuperacin apenas se haya planteado hasta hoy, pero que se estudiar en el presente

    Proyecto. El resto de materiales (la caja, los bornes, los separadores y las placas), han

    sufrido un cierto desgaste por los aos de utilizacin, pero ste no es considerable y se

    pueden recuperar gran parte de los materiales que los forman. Una batera de plomo

    fuera de uso tiene un peso aproximado de 15 kg y su composicin aproximada es la

    reflejada en la tabla 2.1.

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    18 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    % Peso (kg)

    Pasta de plomo (Pb esponjoso, PbSO4, PbO2 y PbO) 39 5.850

    Plomo metlico y aleaciones de plomo 34 5.100

    cido sulfrico diluido (10 15%) 11 1.650

    PP 7 1.050

    Ebonita 5 0.750

    PVC 2 0.300

    PE 1 0.150

    Acero 0.6 0.090

    Vidrio 0.4 0.060

    TOTAL 100 15.000

    TABLA 2.1: Composicin aproximada de una batera de plomo fuera de uso

    El plomo metlico y las aleaciones de plomo provienen de las placas y las rejillas

    que forman los acumuladores. Teniendo en cuenta que en muchos casos estas partes

    estn fabricadas con aleaciones de plomo antimonioso, se puede considerar que su

    contenido en plomo tiene un valor aproximado de 5 kg. Por otra parte, la pasta, una

    mezcla de compuestos de plomo que supone la mayor proporcin en peso de la batera

    usada (5.850 kg segn los clculos) tiene un alto contenido en plomo, alrededor de un 80% en peso (*), como demuestra la tabla 2.2.

    % en peso Masa (kg) % en peso de plomo Contenido en Pb (kg)

    Sulfato de plomo (PbSO4) 50 2.925 68.3 1.998

    Plomo esponjoso (Pb) 20 1.170 100 1.170

    Dixido de plomo (PbO2) 20 1.170 86.6 1.014

    xido de plomo (PbO) 10 0.585 92.8 0.543

    TOTAL 100 5.850 80.765 (*) 4.725

    TABLA 2.2: Composicin aproximada de la pasta de plomo

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 19

    Segn los clculos de hay cerca de 5 kg de plomo en la pasta. Por lo tanto el

    contenido total en plomo en una batera fuera de uso, sumando el plomo de la pasta y el

    de las placas y rejillas, ronda los 10 kg, es decir, que unas dos terceras partes del peso de

    una batera de plomo fuera de uso son plomo puro. Evidentemente estos valores no son

    fijos, sino que dependen de cada modelo y del estado en que la batera deja de

    funcionar (hay diferentes grados de descarga, que harn variar la composicin de la

    pasta y en consecuencia el contenido en plomo). En la prctica, el contenido en plomo

    se puede expresar como 10 2kg. Se trata, pues, de valores que ilustran la composicin

    de la batera fuera de uso y su altsimo contenido en plomo, que justifica sobradamente

    su recuperacin.

    2.5 TOXICIDAD YCLASIFICACIN LEGAL DE LA BATERA DE PLOMO FUERA DE USOCOMO RESIDUO

    Muchos de los materiales que se encuentran en las bateras de plomo fuera de

    uso son altamente txicos. En concreto, los residuos cuya composicin los hace

    especialmente peligrosos para el medio ambiente son los compuestos con plomo, el

    cido sulfrico, la ebonita y el PVC:

    - Compuestos con plomo: suponen casi tres cuartas partes del peso total de una

    batera de plomo fuera de uso. El plomo, al ser un elemento, no puede ser

    destruido. Es un metal pesado considerado como el peor factor contaminante

    para el ser humano, despus de la radiacin. El arsnico y otros elementos son

    ms txicos, pero el plomo resulta ms peligroso debido a que est mucho

    ms extendido en el medio ambiente. La contaminacin por plomo en niveles

    bajos disminuye la inteligencia, reduce la capacidad para la concentracin y

    afecta a la funcin del lenguaje y a la memoria. En concentraciones mayores,

    provoca lesiones crnicas graves en el sistema nervioso central y un deterioro

    general de la salud, ya que inhibe la generacin de glbulos rojos. Los nios y

    las mujeres embarazadas son especialmente susceptibles a la intoxicacin por

    plomo. En los suelos, provoca la esterilidad de los campos de cultivo y en el

    agua, la desestabilizacin qumica (pH, composicin...) y la alteracin de los

    ecosistemas. En ningn caso los compuestos con plomo deben ser incinerados

    o depositados en suelos sin control, sino que su gestin debe estar

    acompaada por un riguroso control. Los residuos con plomo estn

    contemplados por las normativas medioambientales locales y europeas como

    especiales, en concreto con el cdigo 06 04 19 en el Catleg de Residus de

    Catalunya y con el cdigo 06 04 05 en la Lista de Residuos de la Comunidad

    Europea.

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    20 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    - cido sulfrico: es una especie altamente nociva para cualquier parte del

    cuerpo humano. En contacto con la piel causa quemaduras, su ingestin

    provoca daos severos en todo el tracto gastrointestinal y los vapores que

    desprende son severamente irritantes para las vas respiratorias pudiendo

    causar un edema pulmonar. En cuanto al medio ambiente, el cido sulfrico

    es altamente daino para la vida acutica pues su acidez y su alto poder

    corrosivo alteran el pH de los acuferos y perjudican a los ecosistemas. Por las

    mismas razones, tambin resulta fatal en los suelos. El cido sulfrico de las

    bateras de plomo fuera de uso en ningn caso debera acabar en los suelos,

    ni, como ocurre con frecuencia, ser vertido por las alcantarillas. Como residuo,

    est clasificado como especial, y su cdigo es 06 06 01 tanto en Catalua

    como en Europa.

    - Ebonita: est presente en la caja de la batera de plomo. Se trata de uncaucho vulcanizado que aade resistencia qumica y mecnica a la caja y

    que tambin colabora en el aislamiento elctrico. Casi un kilo de ebonita se

    encuentra en la mayora de las bateras de plomo. Su contenido en azufre,

    cercano al 10%, convierte a este material en un residuo peligroso, pues si se

    incinera junto a otros residuos, se generan vapores de SO2, gas altamente

    txico para la atmsfera. Por tanto la ebonita debe no debe ser en ningn

    caso incinerada, si no que debe separarse del polipropileno de la caja de la

    batera de plomo fuera de uso, para su depsito o recuperacin.

    - PVC (policloruro de vinilo): aunque su uso no es masivo en las bateras de

    plomo, forma parte en muchas ocasiones de la composicin de los

    separadores de la batera. Se trata de un plstico al que se le atribuye un alto

    poder cancergeno y cuya incineracin conlleva la emisin de gases con un

    alto contenido en cloro, muy nocivos para el medio ambiente. Por tanto, debe

    ser separado de la batera para su reciclaje y no incinerado.

    El resto de materiales, polipropileno (PP), polietileno (PE), acero y vidrio no poseen

    la toxicidad de los anteriores, pero tambin deben ser gestionados correctamente. En

    concreto, se separa el PP para ser reciclado, mientras que el resto de materiales, encantidades muy pequeas, se desechan en un vertedero.

    Queda claro que la batera de plomo fuera de uso contiene una gran cantidad

    de residuos altamente peligrosos para el medio ambiente, lo que hace absolutamente

    imprescindible una gestin ptima tanto de las bateras de plomo fuera de uso como de

    sus constituyentes por separado. El carcter txico de la batera de plomo ha provocado

    que las autoridades medioambientales de todo el mundo la hayan catalogado en s

    misma como un residuo. En concreto, la batera de plomo fuera de uso est clasificada

    como residuo especial tanto en la Lista de Residuos de la Comunidad Europea (cdigo 16

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 21

    06 01) como en el Catleg de Residus de Catalunya (cdigo 16 01 03). Adems existe una

    directiva europea que trata de definir los procedimientos de gestin en concreto para las

    bateras de plomo (la directiva 91/157/EEC)

    2.6 PERSPECTIVAS TECNOLGICAS DE LA BATERA DE PLOMO

    La batera de plomo ha disfrutado de una slida posicin en el mercado mundial

    de las bateras a lo largo de sus ms de 150 aos de historia. A pesar de ello, en los ltimos

    tiempos han surgido sistemas avanzados como las bateras hbrido nquel metal (Ni-MH),

    los sistemas a altas temperaturas (Na-S, Na-NiCl2), llamados HT systems o las bateras de

    litio que cuestionan algunas de sus variables tecnolgicas. Estos nuevos tipos de bateras

    estn dirigidos especialmente a nuevas aplicaciones, como vehculos elctricos o eldenominado 4C market, mercado 4C (informtica, cmaras, telfonos mviles y

    herramientas inalmbricas) computer, camcorder, cordless phones, cordless tools-. De

    hecho, en estos terrenos la batera de plomo no goza ni mucho menos del dominio

    protagonizado en la automocin. Lo interesante entonces es verificar si estos modernos

    sistemas amenazan la privilegiada posicin de la batera de plomo en la automocin.

    Para ello es necesario comparar las prestaciones, ventajas e inconvenientes de cada

    sistema de batera.

    Como indica la tabla 2.3, la batera de plomo tiene una clara desventaja en el

    valor de la energa especfica en relacin al resto de sistemas. Esta variable ha sido uno

    de los focos de investigacin y desarrollo en la historia de este sistema: la energa

    especfica de la primera batera de plomo era de unos 9 W h kg -1, mientras que hoy en

    da el valor medio supera los 30 W h kg -1. El mximo valor alcanzado, en USA en 1970,

    fue de 70.5W h kg-1, pero se trataba de un prototipo con un ciclo de vida muy corto

    [Garche, 2001]. La causa principal de esta limitacin es el rendimiento insuficiente en el

    uso de la masa activa (plomo esponjoso en las placas negativas y dixido de plomo en

    las positivas) durante los procesos electrolticos. Para optimizar este rendimiento, se estn

    llevando a cabo en la actualidad investigaciones que tratan de hallar la relacin entre

    dicho rendimiento y variables como el espesor de la masa activa, la forma de la rejilla o eluso de aditivos (SnSO4 en concreto) que mejoraran la calidad de las transferencias

    electrnicas. La potencia especfica de la batera de plomo, as como la duracin, aun

    siendo ms bajas que en el resto de bateras, tienen un valor aceptable.

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    22 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    Batera de plomo Ni-MH HT systems Batera de litio

    Seguridad + 0 0 -

    Energa especfica

    (W h kg-1)

    -

    (25-35)

    +

    (65-75)

    +

    (75-85)

    ++

    (100-150)

    Potencia especfica(W kg-1)

    +

    (70-100)

    ++

    (120-150)

    +

    (100-120)

    +

    (150-250)

    Costo especfico

    (euros kW-1 h-1)

    +

    (150)

    -

    (>600)

    0

    (>400)

    0

    (>600)

    Disponibilidad parael reciclaje

    ++ 0 0 0

    Duracin

    (ciclos)

    +

    (250-750)

    +

    (700)

    ++

    (1000)

    ++

    (1000)

    ++ muy bueno + bueno 0 satisfactorio - malo --muy malo

    TABLA 2.3: Comparacin entre la batera de plomo y otros tipos de batera [Garche, 2001]

    En el costo especfico se encuentra la clave del xito de la batera de plomo

    como sistema de almacenaje y suministro de energa para la automocin: es, por unidad

    de energa, como mnimo tres veces ms barata que el resto de sistemas estudiados. En

    una aplicacin como la batera para la automocin, que necesariamente supone un

    volumen de produccin de cientos de millones anualmente, este parmetro es

    fundamental. Adems, las regulaciones medioambientales fomentan, o incluso exigen

    cada da ms la disponibilidad para el reciclaje de los residuos y la batera de plomo es el

    sistema con una adaptacin al reciclaje ms evolucionada.

    Queda claro por tanto que la aplicacin de la batera de plomo en la

    automocin perdurar mientras su bajo costo especfico siga compensando el menor

    rendimiento tecnolgico con respecto a otros sistemas, y mientras stos no optimicen su

    adaptabilidad al reciclaje. Esto garantiza por muchos aos la permanencia de laaplicacin en la automocin de la batera de plomo [UNIPLOM, 2003].

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 23

    3. EL MERCADO DEL PLOMO

    3.1 INTRODUCCIN

    El plomo ha formado parte de la civilizacin humana desde hace miles de aos.

    En la actualidad es el cuarto metal no frreo ms utilizado, puesto que su uso masivo

    persiste tanto en economas desarrolladas como subdesarrolladas, a pesar de las

    crecientes restricciones medioambientales. La dependencia mundial del plomo se debe

    bsicamente a su uso en la fabricacin de bateras y en concreto, a su utilizacin en las

    bateras de plomo para la automocin. Si en 1960 esta aplicacin supona un 29 % del

    consumo total de plomo en el mundo occidental, en la actualidad casi tres cuartas

    partes de todo el plomo consumido en Occidente se dedican a la fabricacin de

    bateras de plomo. Adems, esta alta proporcin est en rpido crecimiento, debido al

    continuo aumento del parque automovilstico mundial y al retroceso del uso del plomo en

    otras aplicaciones, lo que hace prever que para el ao 2006, el sector de la batera de

    plomo acaparar el 90 % del consumo total de plomo en Occidente [Winckel, 1997].

    La produccin de plomo en el mundo se desarrolla a travs de diferentes caminos.

    En primer lugar, la produccin minera. De las minas de plomo se extraen la galena y los

    sulfuros minerales, materias prima para la produccin del plomo y a partir de stas, seobtienen los concentrados de plomo (50 80 % Pb). Estos concentrados se destinan a la

    industria metalrgica para la produccin de plomo de obra primario (97 99 % Pb),

    compuestos de plomo y plomo refinado primario (>99.97 % Pb). Por otro lado est la

    recuperacin y reciclado de los residuos plomferos, en su gran mayora, bateras de

    plomo fuera de uso. Estos procesos son el origen del plomo de obra secundario (97 99 %

    Pb) y del plomo refinado secundario (>99.97 % Pb). La tendencia general en todo el

    mundo es el aumento de la produccin secundaria y la disminucin progresiva de las

    producciones minera y primaria. ste hecho est motivado por el agotamiento de los

    recursos minerales, el cierre de muchas minas y el esfuerzo general por alcanzar altosniveles en la recuperacin del plomo. Se estima que antes del 2010, casi la mitad de la

    produccin total de plomo en el mundo ser plomo refinado secundario. Es decir, el

    reciclaje de bateras de plomo fuera de uso est adquiriendo un gran protagonismo en la

    produccin mundial de plomo y, por tanto, desempeando un papel decisivo en el

    inestable mercado mundial del plomo.

    En conclusin, el sector de las bateras de plomo es el consumidor mayoritario de

    plomo en el mundo y est previsto que, gracias al reciclaje de bateras de plomo fuera

    de uso, sea el origen de gran parte de la produccin de plomo dentro de un tiempo.

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    24 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    3.2 EL PLOMO

    3.2.1 PROPIEDADES DEL PLOMO

    El plomo es un metal pesado del grupo 14 de la tabla peridica, cuyas propiedades

    son las siguientes:

    Nmero atmico 82

    Masa atmica 207.19

    Estructura electrnica [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

    Nmeros de oxidacin +2, +4

    Electronegatividad 2.33

    Energa de ionizacin 716 kJ mol-1

    Afinidad electrnica 35 kJ mol-1

    Radio atmico 175 pm

    Entalpa de fusin 5.121 kJ mol-1

    Entalpa de vaporizacin 179.4 kJ mol-1

    Punto de fusin 327.46 C

    Punto de ebullicin 1749 C

    Densidad a 20 C 11342 kg / m3

    Volumen atmico 18.27 cm3 / mol

    Estructura cristalina cbica

    Carga de rotura 15.7

    Lmite elstico 1.4

    Dureza Brinell 4

    Color Blanco azulado, brillante

    TABLA 3.1: Propiedades del plomo

    3.2.2 OBTENCIN DEL PLOMO

    Las fuentes principales del plomo son los sulfuros minerales y la galena (PbS),

    aunque existen otros minerales de los que tambin puede extraerse plomo: la anglesita

    (PbSO4), la cerusita (PbCO3) o el minio (Pb3O4). El plomo representa el 1.4 10-3 % en peso

    de la corteza terrestre. Se encuentra nativo en algunos minerales frricos de Suecia y en

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 25

    yacimientos aurferos. Cuando el metal se obtiene a partir de los sulfuros minerales, stos

    se enriquecen mediante trituracin, flotacin y desecacin. El concentrado se tuesta y

    sinteriza en un horno, obtenindose PbO (s) y SO2 (g), que se utiliza en la obtencin de

    cido sulfrico. El PbO se reduce a plomo metal impuro, plomo de obra. Con menas de

    PbS se sigue un procedimiento distinto: despus de la concentracin, se tuesta slo

    parcialmente y el PbO se hace reaccionar con PbS en ausencia de aire, lo que produce

    el plomo de obra. El plomo de obra se somete a refinado para eliminar las impurezas (Cu,

    Sn, Sb, As y metales preciosos) por mtodos pirometalrgicos o electrolticos. El resultado

    es un metal blanco azulado, muy maleable, dctil y un pobre conductor de la

    electricidad y el calor. La obtencin de plomo se lleva a cabo mediante las vas

    reflejadas en la figura 3.1.

    MINERA y METALURGIA PRIMARIA METALURGIA SECUNDARIA

    Chatarra de plomo Bateras de plomo fuera de uso

    Galena (PbS) Sulfuros minerales

    Concentrados (50 80 % Pb)

    Plomo de obra (97 99 %)

    PLOMO REFINADO YALEACIONES

    FIGURA 3.1: Vas de obtencin de los productos de plomo [UNIPLOM, 2003]

    Mina de plomo

    Concentrador

    Fundicin rimaria Fundicin secundaria

    REFINADO REFINADO

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    26 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    Tal como se describe en la figura 3.1, se distinguen tres tipos de produccin de

    plomo:

    - Produccin minera: se trata de la produccin de concentrados de plomo (50

    80 % Pb). Provienen de los procesos del concentrado de materias primasminerales (galena y sulfuros minerales). En los datos de produccin siempre se

    contabiliza su contenido en plomo, no su peso total. La totalidad de la

    produccin minera se destina a la produccin metalrgica primaria.

    - Produccin metalrgica primaria: se trata de la produccin de compuestos de

    plomo (xidos, cromatos, carbonatos...), plomo refinado primario (>99.97 % Pb)

    y plomo de obra primario (97 99 % Pb). La produccin de plomo refinado

    primario de un ao en concreto puede ser mayor que la minera, hecho que se

    explica por la acumulacin de partidas de concentrados de plomo, motivadapor las fluctuaciones del mercado. Gran parte del plomo extrado en las minas

    acaba siendo empleado para la produccin de plomo refinado primario.

    - Produccin metalrgica secundaria: se trata de la produccin de compuestos

    de plomo, plomo refinado secundario (>99.97 % Pb) y plomo de obra

    secundario (97 99 % Pb). En este caso, el plomo proviene del reciclaje de

    bateras de plomo fuera de uso y, en mucha menor medida, de chatarras de

    plomo.

    3.2.3 APLICACIONES DEL PLOMO

    Los usos finales del plomo han variado de forma drstica en lo que va de siglo.

    Usos clsicos, como la fontanera, la plancha para industrias qumicas y para la

    construccin, las pinturas y los pigmentos, los cables elctricos... han retrocedido de

    forma sensible. En la gasolina, la utilizacin del plomo tiende a desaparecer,

    obedeciendo a exigencias legales. Los usos del plomo que le hacen indispensable o

    difcilmente sustituibles son:

    - Bateras de plomo

    - Proteccin contra radiaciones

    - Vidrios especiales para aplicaciones tcnicas o artsticas

    - Proteccin contra la humedad, cubiertas y techumbres

    - Soldadura, revestimientos y proteccin de superficies

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 27

    La batera de plomo es la actividad que, con mucha diferencia consume la mayor

    cantidad de plomo, habiendo pasado, a lo largo de la segunda mitad del siglo XX y en

    nmeros redondos, de un cuarto a casi tres cuartos del consumo total en Occidente. El

    futuro del plomo est inexorablemente ligado al de la batera de plomo. A la luz de los

    conocimientos actuales, su sustitucin no parece cuestin fcil, teniendo en cuenta su

    fiabilidad, prestaciones y economa, adems de su eficaz sistema existente para la

    recuperacin y reciclado de sus componentes. Por otra parte, la batera de plomo ha

    mejorado sus prestaciones espectacularmente, por lo que se refiere a capacidad,

    rapidez de carga, vida til, resistencia a las vibraciones, seguridad o control del cido.

    La tabla 3.2 ilustra los cambios en los usos finales del plomo en el mundo

    occidental:

    1960 (%) 1999 (%)

    Bateras de plomo 29 72

    Cables 17 3

    xidos 10 12

    Aleaciones 6 3

    Gasolina 10 1

    Otros 28 9

    Total 100 100

    TABLA 3.2: Variacin de los usos finales del plomo entre 1960 y 1999 en Occidente

    (%) [UNIPLOM, 2003]

    Como se aprecia en la tabla 3.2, las bateras de plomo tienden a protagonizar un

    monopolio en el consumo total de plomo, mientras que en el resto de aplicaciones, el uso

    de plomo o se mantiene estable o tiende a desaparecer.

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    28 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    3.2.4 RECUPERACIN YRECICLADO DEL PLOMO

    Nunca ha sido tan importante como ahora recuperar y reciclar los metales

    contenidos en los residuos, y ello, por una doble razn:

    - Los recursos minerales son limitados y no renovables. En el caso concreto del

    plomo, a las reservas hoy realmente conocidas se les estima una vida de entre

    30 y 40 aos.

    - La valoracin de los residuos metalferos mediante su recuperacin y reciclado

    es la forma de gestin de los mismos ms racional y ecolgicamente

    recomendable.

    En el caso del plomo, a lo largo de los ltimos aos, la valoracin de sus residuos

    ha sido fundamental para abastecer la mayor parte de la demanda, satisfacindose el

    resto por parte de la minera y de la metalurgia primaria.

    Hoy por hoy, son cada vez ms escasos las chatarras o residuos procendentes de

    tuberas, planchas y otras aplicaciones clsicas del plomo debido a su sustitucin por

    materiales frreos y polimricos. En cambio, la batera de plomo es la principal fuente de

    los citados residuos de plomo debido a que:

    - Aproximadamente el 75 % del plomo puesto en los mercados se dedica a la

    fabricacin de bateras de plomo.

    - La vida de la batera es limitada, menor que la del automvil, lo que supone

    que cada vehculo, a lo largo de su vida til, desecha varias bateras,

    crendose as un flujo continuo de residuos plomferos de dicha procedencia.

    El ndice de recuperacin de bateras es, en Occidente, superior al 90 %,

    alcanzndose en Espaa una recuperacin del 95 97 %: es muy poco el plomo que

    queda sin ser recuperado y reciclado. Son stos unos ndices de recuperacin

    posiblemente no alcanzados por ningn otro metal o compuesto, como refleja la figura

    3.2, que ilustra los niveles de reciclaje de diversos productos en USA entre 1995 y 1999 lascifras son similares en la mayora de pases de Occidente.

    En la figura 3.3 se aprecia el papel decisivo de la recuperacin entre la distintas

    rutas de produccin de plomo en el mundo. Hay que tener en cuenta que en el

    diagrama se han estimado unas prdidas en peso de un 5 % entre mina y fundicin

    primaria y entre recuperacin y fundicin secundaria.

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    29/102

    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 29

    93%

    55%

    42%40%

    0%

    100%

    Bateras de plomo Latas de aluminio Papel Botellas de plstico

    FIGURA 3.2: Nivel de reciclaje de diversos productos en USA entre 1995 y 1999 [BCI,

    2003]

    2.90 Mt 2.80 Mt

    0.10 Mt

    3.20 Mt

    3.30 Mt

    0.20 Mt

    3.10 Mt

    5.80 Mt

    FIGURA 3.3: Flujos aproximados de produccin, consumo y recuperacin de plomo

    en el mundo entre 1995 y 1997 (Mt) [UNIPLOM, 2003]

    Metalurgia primaria

    2.90 Mt

    Produccin minera

    2.95 Mt

    Metalurgia secundaria3.10 Mt

    Recuperacin3.30 Mt

    Consumo bruto6.00 Mt

    Consumo final5.80 Mt

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    30/102

    30 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    3.2.5 LEGISLACIN RELACIONADA CON EL PLOMO

    El sector de la recuperacin del plomo, as como las fundiciones primarias y todas

    aquellas industrias relacionadas con el metal, tienen como prioridad el cumplimiento

    estricto de la normativa vigente que le afecta, siendo lo ms destacable de la misma, las

    siguientes leyes y directivas:

    - Ley Bsica de Residuos 10/98.

    - Directiva relativa a la Prevencin y Control Integrado de la Contaminacin

    (IPPC) 96/61 CE.

    - Contaminacin por SO2 y por partculas (entre las que pueden encontrarse

    plomo): Directiva 80/884 CEE y Decreto 1613/85

    - Plomo en la atmsfera: Directiva 82/884 CEE y Decreto 717/87, fijndose unos

    valores lmite de 2 g / m3 de media anual.

    - El plomo como aditivo antidetonante para gasolinas ha venido regulado por la

    Directiva 85/210 CEE y por el Decreto 2004/75, exigiendo la UE su desaparicin

    total en el ao 2002

    - Pilas y acumuladores: la directiva 91/157 CEE sobre pilas y acumuladores

    regula los materiales que entran en su fabricacin, gestin de sus residuos... La

    93/86 CEE se ocupa del etiquetado de las pilas y acumuladores. En Espaa, el

    RD 45/86 viene a ser el reflejo de las directivas comunitarias reseadas.

    Recientemente, la UE ha modificado la Directiva 91/157 estableciendo

    mayores limitaciones para los metales pesados Hg, Cd y Pb. Adems, se fijan

    coeficientes para la recuperacin y reciclado de la batera de plomo.

    - Vehculos fuera de uso: la directiva 2000/53/CE sobre vehculos fuera de uso

    establece algunas limitaciones al uso del plomo, que queda limitado a las

    bateras de plomo, algunas aleaciones y a recubrimientos.

    - Equipos elctricos y electrnicos: est en estudio una directiva sobre gestin

    de los residuos de los equipos elctricos y electrnicos que podra afectar a

    algunos metales pesados, entre ellos el plomo.

    La eficacia demostrada a travs de muchos aos hace que la industria

    recuperadora y recicladora del plomo reivindique para el material que le sirve de base,

    los residuos plomferos, el carcter de materia prima secundaria y no de residuo tal y

    como hace la legislacin vigente.

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    31/102

    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 31

    3.3 EL MERCADO ESPAOL DEL PLOMO

    La produccin nacional de plomo refinado, desde comienzos del siglo XXI, es

    nica y exclusivamente la procedente de la recuperacin y reciclado de los residuos

    plomferos y viene a cubrir algo ms de la mitad de la demanda del mercado espaol.

    Espaa, primer productor de plomo a principios del siglo XX, apenas posee hoy

    metalurgia primaria de plomo, es decir, la que se basa en el beneficio de minerales.

    PRODUCCIN ANUAL (kt)

    SECTOR 1980 1990 1997 1998 1999 2000

    Produccin minera (1) 88.6 61.5 23.0 19.3 28.3 30

    Plomo refinado primario (2) 87.2 57.4 0 0 0 0Plomo refinado secundario (3) 37.5 66.6 90.2 94.2 97.5 125

    Importacin de plomo refinado (4) 0.5 10.6 81.2 96.2 96.5 135.7

    Exportacin de plomo refinado (5) 7.6 19.3 0.8 2.2 2.1 10

    Consumo aparente de plomo refinado (CA) 117.6 115.3 170.6 188.2 191.9 250.7

    (CA) = (2) + (3) + (4) (5)

    TABLA 3.3: Produccin y consumo de plomo en Espaa entre 1980 y 2000 (kt)[UNIPLOM, 2003]

    En la tabla 3.3 puede apreciarse como la produccin de plomo refinado primario

    ha desaparecido. Ello significa que la produccin minera de concentrados de plomo,

    que por otra parte tambin est descendiendo, ya no se destina a las fundiciones

    primarias, sino que se usa en la fabricacin de otros productos de plomo, como los

    carbonatos, usados como pigmento en pinturas o el minio (Pb3O4), utilizado en la

    fabricacin de esmaltes, de la que Espaa es una verdadera potencia.

    Hay que destacar que las importaciones estn aumentando mucho, en concreto

    se importa plomo a Marruecos, Francia, Italia, Bulgaria y Per [IGME, 2003]. Este aumento

    har necesario incrementar los coeficientes de recuperacin y en general, mejorar el

    sistema de gestin de bateras de plomo fuera de uso para eliminar esta dependencia. Se

    puede considerar que dada la baja produccin minera y la desaparicin de la

    produccin de plomo refinado primario, slo aumentando la produccin en las

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    32/102

    32 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    fundiciones secundarias se podrn frenar los altos niveles de importacin. Lgicamente,

    ante esta situacin de no-autosuficiencia, las exportaciones no alcanzan grandes valores.

    Por su parte, la produccin de plomo refinado secundario, es decir, del plomo

    proveniente de la recuperacin y reciclado, aumenta cada ao, cubriendo ms de lamitad de las necesidades nacionales. El sistema de recuperacin y reciclado del plomo,

    con muchos aos de experiencia, ha funcionado siempre sin ayuda ni subvencin

    alguna, financindose exclusivamente con la venta del metal obtenido, cuyos precios

    vienen fijados por las cotizaciones del London Metal Exchange. La aportacin econmica

    de subproductos como el polipropileno es bastante modesta.

    El sistema de recuperacin y reciclado de las bateras de plomo fuera de uso en

    Espaa, casi nico origen de toda la produccin secundaria nacional [Prieto, 2003],

    estaba integrado en el ao 2000 por:

    - Cinco fundiciones, con una capacidad total en el ao 2000 de 125 kt / ao,

    todas ellas con el ttulo de gestor de residuos autorizado.

    - Varias plantas de tratamiento de bateras desechadas, algunas ubicadas en

    las mismas fundiciones, e igualmente debidamente autorizadas como gestoras

    de residuos.

    - La recogida, recuperacin, almacenamiento, tratamiento y transporte de las

    bateras fuera de uso hasta las fundiciones se lleva a cabo por unos 200agentes debidamente autorizados por las distintas Comunidades Autnomas.

    La produccin de plomo secundario en Espaa en el ao 2000 queda reflejada en

    la siguiente tabla 3.4 en la que puede observarse la localizacin de las fundiciones.

    Empresa Localidad Capacidad (kt Pb / ao)

    Grupo Tudor S.A. San Esteban de Gomaz (Soria) 50

    Grupo Tudor S.A. Cubas de la Sagra (Madrid) 25Metalrgica de Medina S.A. Medina de Campo (Valladolid) 22

    Perdigones Azor, S.A. Espinardo (Murcia) 22

    DEMIMESA, S.A. Capellades (Barcelona) 6

    PRODUCCIN TOTAL DE PLOMO SECUNDARIO 125

    TABLA 3.4: Capacidad productora de las fundiciones recicladoras de plomo en

    Espaa en el ao 2000 [UNIPLOM, 2003]

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 33

    La necesidad comentada de aumentar la produccin secundaria para

    compensar la desaparicin de la produccin de plomo primario ya est cumplindose,

    puesto que en la actualidad, ao 2003, se han aadido a la lista otras tres fundicionessecundarias: LYRSA S.A. en Pina del Ebro (Zaragoza), PLOINMASA S.A. en Fuenlabrada

    (Madrid) y OXIVOLT S.L. en Sant Juli (Girona). Plantas existentes como DEMIMESA S.A., ya

    han duplicado su produccin [Prieto, 2003]. La produccin secundaria ronda

    actualmente las 200 kt anuales. De este modo se prev que en un tiempo desaparecer

    la dependencia en Espaa del plomo importado, gracias a la produccin secundaria

    basada en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso.

    3.4 EL MERCADO MUNDIAL DEL PLOMO

    3.4.1 CONSUMO MUNDIAL DE PLOMO

    La figura 3.4 ilustra el crecimiento paralelo del consumo total de plomo y del

    consumo de plomo destinado al sector de las bateras de plomo, as como la cada del

    consumo del plomo para otros usos.

    Al igual que en Espaa, en el resto del mundo el sector de las bateras de plomo

    posee un protagonismo creciente en el mercado del plomo. En 1980, el sector de lasbateras de plomo consumi en el mundo Occidental un 48 % de las 3950 kt de plomo

    que se consumieron en total. Hacia 1995, la proporcin del consumo total de plomo (4960

    kt) destinada al sector de las bateras de plomo fue de un 66 %. La inmensa mayora de

    estas bateras de plomo se emple en la automocin. Se observa, pues, un crecimiento

    paralelo del consumo total de plomo y de la demanda por parte del sector de las

    bateras de plomo para la automocin, que caracteriza este mercado desde hace

    dcadas. Cabe destacar que el mercado asitico est tomando en los ltimos tiempos

    un cierto protagonismo en el aumento de las cifras de consumo de plomo: entre 1986 y

    1996 el aumento medio anual del consumo de plomo en Asia estuvo por encima del 10 %,cifra que ya se ha estabilizado, aproximndose a los valores medios de todo Occidente.

    A pesar de ello, se prev que el consumo de plomo por parte de Asia seguir creciendo a

    un ritmo mayor que el del resto, hecho propiciado por la buena posicin del sector

    asitico de las bateras de plomo [Winckel, 1997].

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    34 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    7000

    1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002e 2004e 2006e

    ktdeplomo

    Consumo totalConsumo del sector bateras de plomoConsumo del resto de sectores

    FIGURA 3.4: Evolucin del consumo de plomo en Occidente entre 1980 y 2000 y

    estimacin entre 2002 y 2006 [Winckel, 1998] y [Hawkes, 1997]

    El crecimiento en la demanda de bateras de plomo en las ltimas dcadas ha

    motivado un aumento conjunto de la demanda de plomo en Occidente: entre 1980 y

    1995 la demanda de bateras de plomo ha crecido una media del 3.7 % anual, mientras

    que el consumo de plomo lo ha hecho con una media anual del 1.5 %. El consumo de

    plomo, a diferencia de otros metales, no est tan influido por las fluctuaciones de la

    economa mundial o por la inestabilidad en la produccin minera. El hecho de que la

    gran mayora del plomo consumido en el mundo se destine exclusivamente al sector delas bateras de plomo y, en concreto, al de las bateras de plomo para la automocin,

    provoca que sean el crecimiento del parque automovilstico y la duracin de las bateras

    de plomo en los automviles los factores que definan ao tras ao el consumo de plomo

    en el mundo. Para profundizar en estos factores, hay que distinguir entre dos usos finales

    para la batera de plomo en la automocin: las bateras para equipos originales, es decir,

    las que se instalan en automviles nuevos de fbrica, y las bateras de recambio, que son

    las que sustituyen a las bateras de plomo fuera de uso.

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 35

    La demanda de bateras de plomo para equipos originales depende

    exclusivamente de la demanda de vehculos nuevos. sta es diferente en cada pas, y

    depende de los precios de los vehculos, del nivel de vida de los posibles consumidores y

    de una infinidad de otros factores. A pesar de esta variedad de factores, existe una

    tendencia general hacia el crecimiento del parque automovilstico. Por ejemplo la

    produccin de vehculos nuevos ligada a la demanda- en Alemania, Francia, Espaa,

    Italia y el Reino Unido pas de 11.77 millones de unidades en 1985 a 13.96 millones en

    1995, lo que supone un espectacular crecimiento del 18.6 %. El sector de las bateras de

    plomo se amolda necesariamente a este crecimiento continuado, lo que supone un

    aumento en la produccin de bateras de plomo para equipos originales y, por tanto, un

    mayor consumo de plomo [Winckel, 1997].

    La demanda de bateras de recambio, adems de estar influida por la

    demografa de la poblacin automovilstica, viene determinada por la duracin de lasbateras de plomo en los automviles. Desde 1980 hasta hoy, el crecimiento anual medio

    del parque automovilstico en Europa es de un 3 % (este valor se calcula restando el

    nmero de vehculos dados de baja al de vehculos vendidos). Existe un paralelismo

    lgico entre el crecimiento de la poblacin de automviles y el del sector de las bateras

    de recambio: cuantos ms vehculos circulan, ms son susceptibles de necesitar un

    recambio de batera. En trminos generales, la batera de plomo dura unos 3 o 4 aos,

    pero este valor puede variar en funcin del modelo y de las condiciones de uso,

    especialmente el clima. La vida media de la batera de plomo ha aumentado en

    Occidente de menos de 3 aos a finales de los aos 70 a cerca de 4 en los aos 90,gracias a las mejoras tecnolgicas. Uno de los factores que determinan la duracin de

    una batera son los extremos trmicos: largos periodos de exposicin a altas o bajas

    temperaturas acortan la vida de la batera de plomo. Este hecho queda reflejado en los

    pases tropicales, donde la duracin de las bateras de plomo se limita a 2 o 3 aos

    normalmente.

    Otro factor que resulta determinante en la relacin directa entre el consumo

    mundial de plomo y la demanda de bateras de plomo, es el contenido en plomo de

    stas. Las normativas medioambientales han fomentado tradicionalmente la reduccin

    del uso del plomo, en la medida de lo posible, y su sustitucin por otros materiales. Esta

    situacin motiv que el contenido en plomo pasara de 12 13 kg por batera en los aos

    70 a 7 8 kg en los aos 80. Las nuevas necesidades elctricas del automvil en los aos

    90 (ventanillas elctricas, aire acondicionado...) no permitieron que el contenido en

    plomo se mantuviera en valores tan bajos, por lo que en la actualidad cada batera

    contiene unos 10 kg de plomo [Hawkes, 1997].

    En el mundo occidental, entre 1980 y 1995, el crecimiento en el consumo de

    plomo por parte del sector de las bateras de plomo, 3.7 % medio anual, contrasta con la

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    36 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    cada protagonizada por parte del resto de aplicaciones, con un descenso medio anual

    del 1.3 %. En la actualidad el consumo de plomo en otras aplicaciones fuera del sector de

    las bateras, no supera el 25 %. Este descenso se debe a la sustitucin del plomo por otros

    materiales en la mayora de sus usos tradicionales. Los riesgos del plomo para el medio

    ambiente y para la salud humana, as como la aparicin de nuevos materiales ms

    baratos, ms ecolgicos y de igual o mayor rendimiento tecnolgico han motivado dicha

    sustitucin. Por ejemplo, los polmeros y el aluminio han desplazado casi totalmente al

    plomo de su aplicacin en la fabricacin de cables. La figura 3.5 muestra la evolucin del

    consumo de plomo destinada al sector de las bateras de plomo entre 1980 y 2000, as

    como la estimacin entre 1998 y 2006.

    %dePbdestin

    adoabateras

    FIGURA 3.5: Proporcin del consumo total de plomo destinada al sector de las bateras de

    plomo en Occidente entre 1980 y 2000 y estimacin entre 2002 y 2006 [Winckel, 1998]

    [Hawkes, 1997]

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 37

    3.4.2 PRODUCCIN MUNDIAL DE PLOMO

    La produccin de plomo en Occidente ha pasado de 2510 kt en 1960 a 4560 kt en

    1995, con un aumento anual medio del 1.7 %. Por su lado, el consumo ha aumentado de

    2350 kt en 1960 a 4960 kt en 1995, lo que supone un incremento anual medio del 2.2 %.

    Como reflejan estas cifras, observando las tendencias a lo largo de grandes perodos de

    tiempo, el aumento en la produccin est ntimamente relacionado al incremento del

    consumo. A corto plazo, sin embargo, factores tales como la fluctuacin en los precios

    del plomo, la disponibilidad de materiales para el reciclaje o la productividad minera

    hacen variar la produccin de plomo.

    Mientras el total de la produccin de plomo ha crecido en las ltimas dcadas y

    sigue creciendo en la actualidad, los sectores primario y secundario, fuentes de dicha

    produccin, corren suertes bien distintas: la produccin secundaria creci entre 1980 y1995 con un incremento anual medio del 2.1 %, mientras que la primaria cay con un

    descenso anual medio del 0.6 %. Estos datos explican que mientras en 1980, la

    produccin secundaria supona un 43% del total de la produccin de Occidente, en 1995

    alcanz el 54 % y para el ao 2006 se estima que la proporcin aumentar hasta casi un

    70 %. Esta importancia creciente del sector secundario se debe a una mejora

    espectacular en la red de reciclaje de plomo a partir de bateras de plomo fuera de uso:

    los sistemas de recogida y transporte, as como los coeficientes de recuperacin han

    crecido hasta tal punto, que en la actualidad el reciclaje de bateras de plomo fuera de

    uso es una pieza clave en la produccin de plomo de la mayora de pases [Winckel,1997].

    En contraste con el fuerte aumento de la produccin secundaria, la produccin

    primaria permanece estancada o desaparece en todo el mundo. La causa lgica del

    retroceso en la produccin primaria es el estancamiento de la produccin minera de

    plomo, motivada en gran medida por el cierre de muchas minas en los ltimos aos. Se

    estima que la produccin minera cay en Occidente una media anual del 1.6 % entre

    1980 y 1995.

    Las divergencias entre las producciones primaria y secundaria fueron reforzadasen los aos 90 por el cierre de importantes empresas de la metalurgia primaria (Santa

    Luca en Espaa, IMMSA en Mxico, Kabwe en Zambia, Plumbum en Brasil o Naoshima y

    Saganoseki en Japn). Muchas de las fundiciones primarias que sobreviven, se han

    pasado a la produccin secundaria, es decir, en lugar de fabricar plomo refinado y

    compuestos de plomo a partir de concentrados, lo hacen a partir de bateras de plomo

    fuera de uso y chatarras [Hawkes, 1997].

    En la figura 3.6 se observar la situacin de estancamiento que sufren la produccin

    primaria y minera, mientras que la produccin secundaria sigue una trayectoria similar a

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    38 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    la del consumo: esto hace pensar que en tiempo, y si las industrias recuperadoras de

    plomo

    gozan de buena salud, la produccin secundaria ser mayoritaria, ya que viene

    mostrando un comportamiento muy dinmico que contrasta con la rigidez de laproduccin primaria.

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    7000

    1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002e 2004e 2006e

    ktdeplomo

    Consumo total Produccin minera

    Produccin primaria Produccin secundaria

    FIGURA 3.6: Evolucin de la produccin de plomo en Occidente entre 1980 y 2000

    y estimacin entre 2002 y 2006 [Winckel, 1997] y [Hawkes, 1997]

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    Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso 39

    3.4.3 EL PRECIO DEL PLOMO

    El considerado precio oficial del plomo viene dado por el London Metal Exchange

    (LME), la referencia financiera mundial para los metales no frreos. En general, los precios

    de los metales son muy cambiantes, pues sus mercados son inestables, y el del plomo no

    es una excepcin.

    El precio del plomo sufri una cada dramtica en los primeros aos 80. Entre 1960

    y 1981, el precio medio fue de 1217 $ / t, pero entre 1982 y 1995, cay hasta 662 $ /t, nada

    menos que un 46 %. Este descenso se debi a una serie de cambios estructurales en el

    mercado: la enorme disminucin de los usos tradicionales del plomo, el retroceso en los

    precios que se pagaban por las bateras de plomo fuera de uso y por la chatarra de

    plomo y el protagonismo creciente de la industria secundaria. Otro factor que ms

    recientemente ha devaluado el precio del plomo, es la aparicin de nuevos productores,en concreto de China y del antiguo bloque del Este de Europa, que han pasado de ser

    importadores a ser exportadores de plomo. Estos pases poseen costos de proceso,

    medioambientales y de mano de obra menores que pases ms desarrollados, lo que

    aade todava ms presin sobre los precios [LME, 2003].

    Al observar las fluctuaciones en los precios del plomo, a lo largo de largos periodos

    de tiempo, el factor que tiene una relacin ms clara son los stocks o reservas, es decir, la

    diferencia entre produccin y consumo. Las variaciones en dichas reservas mundiales

    aportan una informacin casi siempre acertada de las tendencias en los precios del

    plomo. La relacin entre precios y stocks es inversamente proporcional, es decir, en

    pocas en las que el nivel de stocks es positivo, los precios tienden a bajar, mientras que

    en pocas donde el nivel de stocks es negativo, los precios comienzan a subir. ste es un

    buen factor para predecir las tendencias de los precios, como ilustra la figura 3.7.

    Ntese que las fluctuaciones por unidad de tiempo en el precio del plomo son

    mucho ms continuadas que las mostradas en la figura 5.7, construido a partir de valores

    medios. La figura 3.8 ilustra esta mayor variacin por unidad de tiempo, mediante un

    grfico extrado directamente del LME, que ilustra los precios del plomo entre enero de

    2002 y agosto de 2003. Se puede observar que en cuestin de semanas el precio puedecaer o aumentar con rapidez, aunque se mantiene relativamente estable en un intervalo

    comprendido entre los 400 $ / t y los 525 $ /t.

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    40 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    $0

    $250

    $500

    $750

    $1.000

    $1.250

    1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

    -500

    -250

    0

    250

    500

    ktdeplomo

    Precio del plomo ($ / t) Stocks mundiales (kt)

    FIGURA 3.7: Evolucin de los precios del plomo 1980 y 2002 ($ / t Pb) [Winckel, 1997] y

    [Hawkes, 1997]

    FIGURA 3.8: Evolucin de los precios del plomo entre enero de 2002 y agosto de

    2003 ($ / t Pb) [LME, 2003]

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    3.4.4 PREDICCIONES PARA EL MERCADO MUNDIAL DEL PLOMO

    En los prximos aos, est previsto que el consumo de plomo en el mundo siga

    creciendo, debido al aumento en la demanda de bateras de plomo para la

    automocin. En especial se prev un crecimiento considerable en Asia y en los pases del

    antiguo bloque del Este de Europa. Adems, la reciente aparicin de los vehculos

    elctricos, que tambin funcionan con bateras de plomo, colaborar en dicho aumento,

    con un plus de decenas de kt al ao. El consumo de plomo para el resto de aplicaciones

    se mantendr estancado, pero no desaparecer.

    La metalurgia secundaria continuar avanzando con respecto a la primaria,

    gracias a la previsible mejora en los procedimientos de gestin de bateras fuera de uso y

    a la optimizacin de los coeficientes de recuperacin, que ya superan el 90 % en casi

    todos los pases industrializados. En pases en vas de desarrollo, el sector de larecuperacin y reciclado de plomo es ms rudimentario, pero como por cuestiones

    mercantiles se pagan mejor las bateras de plomo fuera de uso a los chatarreros y

    aumentan las restricciones medioambientales, la recuperacin mejorar

    paulatinamente.

    La metalurgia primaria corre peligro en Occidente. Las ventajas econmicas y

    ecolgicas de la metalurgia secundaria, as como la dura competencia de productores

    mineros con menos costes, como China y Kazahstn, complicarn la produccin de

    concentrados en las minas de Occidente, y por tanto, propiciarn la continuacin del

    retroceso de la produccin primaria [IGME, 2003].

    Segn los especialistas mercantiles, el precio del plomo experimentar un ascenso

    en los prximos aos, motivado por la disminucin de las reservas mundiales y por la

    relajacin de los nuevos exportadores, en especial China. Esta relajacin se debe a que

    para satisfacer las necesidades elctricas de su poblacin automovilstica, que crece a

    un ritmo mucho mayor que el de la mayora de pases, pronto se vern obligados a

    destinar su enorme produccin nacional a sus propias bateras de plomo.

    El sueo de la industria secundaria y del sector de las bateras de plomo engeneral, es alcanzar una situacin denominada circuito cerrado (closed circuit), en la

    que la demanda mundial de plomo pueda ser satisfecha mediante la recuperacin. En

    este caso, por ahora utpico, la generacin de bateras de plomo fuera de uso

    conllevara una produccin secundaria de plomo que cubrira las necesidades de la

    demanda de nuevas bateras de plomo, con lo que se vivira una situacin cclica

    basada en la estructura produccin consumo reciclaje. Reforzando toda la red

    secundaria (recogida, reciclaje, estabilidad econmica...) se podr, al menos,

    aproximarse a dicha situacin.

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    42 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    4. GESTIN DE BATERAS DE PLOMO FUERA DE USO

    4.1 INTRODUCCIN

    La batera de plomo fuera de uso est catalogada como residuo especial y como

    tal, debe ser gestionada segn los procedimientos especificados en las leyes relativas a

    residuos. En Espaa, las cuestiones medioambientales son competencia de los diversos

    gobiernos autonmicos, que poseen legislaciones propias que definen los procedimientos

    de gestin de residuos. Dichas normativas autonmicas son similares entre s, pues estn

    todas basadas en las directrices dadas por las autoridades medioambientales europeas.

    Segn la Ley 6/1993, normativa reguladora de residuos de la Generalitat de

    Catalunya, la gestin de residuos comprende las siguientes actividades: recogida,

    transporte, almacenaje, valorizacin, disposicin de los desechos, comercializacin de los

    residuos y vigilancia de todas estas operaciones. Entre las actividades englobadas en el

    concepto de valorizacin est el reciclaje y la recuperacin de materiales. En el caso del

    residuo tratado, la batera de plomo fuera de uso, dichos materiales a recuperar son el

    plomo y, en mucha menor medida, el polipropileno. La eficacia en el proceso de

    recuperacin del plomo se mide mediante el coeficiente de recuperacin, es decir, la

    cantidad de metal recuperado en relacin con la cantidad existente en el residuo. Los

    valores de dicho coeficiente que se alcanzan en la industria secundaria son altos, pero depoco sirve, si los procedimientos de gestin que preceden al reciclaje, o sea la recogida,

    el transporte y el almacenaje no se llevan a cabo de una manera eficaz y respetuosa con

    el medio ambiente. Cabe recordar que una sola batera de plomo fuera de uso contiene

    unos 10 kg de contenido en plomo, cerca de dos kilos de disolucin de cido sulfrico y

    una cantidad considerable de plsticos contaminantes, por lo que el dao ecolgico

    que una pequea cantidad de bateras mal gestionada puede provocar es enorme.

    El negro historial medioambiental de muchas fundiciones recuperadoras de

    plomo, el derramamiento del cido en el alcantarillado o en suelos, el abandono de

    vehculos con sus bateras fuera de los espacios adecuados para su disposicin, las

    operaciones clandestinas de desguace o las exportaciones masivas e incontroladas de

    millones de bateras de plomo fuera de uso a pases en vas de desarrollo sin produccin

    primaria, son costumbres extendidas que convierten a la batera de plomo fuera de uso

    en un residuo especial cuya gestin debe ser optimizada en el mbito mundial.

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    4.2 EL CICLO DE VIDA DE LA BATERA DE PLOMO

    A lo largo del ciclo de vida de la batera de plomo, descrito en la figura 4.1,

    pueden distinguirse varias etapas:

    - Obtencin de materias primas: en esta etapa se producen el plomo

    refinado, las aleaciones de plomo y los xidos de plomo necesarios para la

    fabricacin de bateras. Esta produccin se lleva a cabo en las fundiciones.

    Por un lado, las primarias generan sus productos a partir de los concentrados

    extrados en las minas. Por otro lado, en las fundiciones secundarias se llevan a

    cabo procesos de recuperacin de chatarra de plomo y de reciclaje de

    bateras de plomo fuera de uso. En algunas fundiciones secundarias existe una

    unidad paralela de reciclaje de polipropileno, ya que hay ms de 1 kg de este

    plstico en cada batera, que forma parte de la carcasa. El cido sulfrico nose recupera en las fundiciones, sino que se neutraliza y se deposita en

    vertederos. El resto de materiales suelen llegar a las fbricas de bateras ya

    formando parte de las diferentes piezas.

    - Fabricacin de bateras de plomo: en las fbricas de bateras se ensamblan las

    diferentes piezas y se introducen los materiales activos (xido de plomo y cido

    sulfrico) de tal manera que las bateras estn listas para su uso.

    - Distribucin de bateras de plomo: de las fbricas, las bateras se transportan a

    minoristas y talleres, donde los usuarios podrn obtener un recambio para su

    batera usada. Tambin se distribuye buena parte de las bateras fabricadas a

    los mayoristas de automviles, que las adaptan a sus nuevos vehculos.

    - Uso: las bateras de plomo proporcionan energa elctrica a todo tipo de

    vehculos durante tres o cuatro aos y no requieren mantenimiento.

    - Gestin de bateras usadas y de vehculos fuera de uso: una vez finalizada su

    vida til, las bateras usadas pueden seguir varios caminos, en funcin de la

    estructura vigente en cada zona geogrfica. En algunos pases se dispone de

    puntos de recogida especficos para bateras de plomo, pero en la mayora de

    casos las bateras de plomo fuera de uso se depositan en talleres, como se

    estudia ms adelante. A continuacin se llevan a almacenes autorizados de

    residuos o a desguaces, desde los que regresan a las fundiciones

    secundarias.

    La figura 4.1 ilustra esquemticamente el ciclo de vida de la batera de plomo.

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    44 Estudio de alternativas en el reciclaje de bateras de plomo fuera de uso

    Chatarra de plomo Bateras de plomo fuera de uso

    Concentrados(50 80 % Pb)

    PPPlomo refinado y aleaciones

    Residuos slidos,efluentes y emisiones

    Bateras derecambio

    Bateras de plomo Vehculosfuera de uso fuera de uso

    Bateras de plomo fuera de uso

    : Transporte

    FIGURA 4.1: Diagrama de ciclo de vida de la batera de plomo

    Mina de plomo

    T

    Fundicin primaria

    T

    Planta recuperadora de plomo

    Fundicin secundaria

    T

    Fbricas de bateras de plomo

    TT

    TT

    Talleres Minoristas de baterasFbricas de automviles

    T

    Puntos de venta de automviles

    USO

    Puntos derecogida Chatarreros

    LUGARESINADECUADOSTalleres Desguaces

    T

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    4.3 PROTAGONISTAS YZONAS DE RIESGO MEDIOAMBIENTAL EN EL CICLO DE VIDA

    DE LA BATERA DE PLOMO

    En la parte superior del diagrama de la figura 4.1 est la etapa de adquisicin ytransformacin de las materias primas. En concreto, aparecen reflejadas la produccin

    minera de plomo en el ala izquierda y la recuperacin de plomo secundario y polipropileno

    (PP) en el ala derecha. En esta etapa, el peligro medioambiental se encuentra en torno a las

    actividades desarrolladas en las fundiciones que obtienen el plomo refinado a partir de

    concentrados, chatarras y bateras de plomo fuera de uso. El peligro reside en las emisiones

    contaminantes, en la gestin de residuos slidos y en el control de los efluentes lquidos

    producidos, as como en la exposicin de los trabajadores a la contaminacin por plomo:

    - Exposicin humana al plomo: la directiva europea 98/24/CE, ofrece unos valores

    lmite de plomo en la sangre que no deben rebasarse en las industrias que

    trabajan con plomo: 70 g Pb / dL de sangre. Segn la directiva, si se alcanza

    dicho valor se considera una situacin de emergencia, que puede paralizar la

    actividad de la empresa, pero con la mitad de estas cifras ya se considera

    necesaria la vigilancia mdica y la correccin de los ndices. De hecho, la

    Organizacin Mundial de la Salud sugiere que en ningn caso se superen los 10

    g Pb / dL en la sangre [WHO, 2003].

    - Plomo en el aire: la misma directiva europea 98/24/CE indica que las muestras de

    aire tomadas en la zona de las industrias que trabajan con plomo en ningn casodeben superar la concentracin de 150 g / m3. Mientras, en la directiva

    82/884/CE se establece como lmite general del contenido de plomo en la

    atmsfera el valor de 2 g / m3 de aire. Este es un valor medio anual aplicable en

    cualquier punto de la geografa europea. Debido a que el uso del plomo en

    combustibles es casi inexistente en la actualidad, las industrias que trabajan con

    plomo, en especial las fundiciones, son las principales responsables de este valor

    medio en la atmsfera, por lo que deben llevar a cabo un riguroso control de sus

    emisiones gaseosas.

    - Emisiones de SO2: el uso en los hornos de las fundiciones de aditivos con

    contenido en azufre, as como el mal hbito de algunas plantas recuperadoras

    de no proceder a la separacin completa de los todos los componentes de las

    bateras de plomo fuera de uso, provoca que entre los gases emitidos figure el

    contaminante SO2. La directiva europea 80/884 seala los lmites para estas

    emisiones, cifrados en 125 g / m3.

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    - Plomo en suelos: la presencia de plomo en suelos tambin est controlada por las

    leyes. En concreto, el Real Decreto 1310/1990, limita a 50 mg de plomo por kg de

    materia seca en suelos cidos y a 300 mg / kg en suelos con pH mayor que 7.

    - Plomo en efluentes lquidos: la ley 10/1993 seala con precisin los lmites que nodeben ser superados en los vertidos originados en las actividades industriales. Para

    el plomo, el lmite es de 1 mg / L.

    La obtencin de materias primas, en especial del plomo, sea mediante la

    explotacin minera, sea a travs de los procesos de recuperacin que lleva a cabo la

    industria secundaria, debe realizarse de manera respetuosa con el medio ambiente. A

    juzgar por el historial de las plantas de reciclaje de bateras de plomo fuera de uso en

    Espaa, esto no est siendo as. Recientemente se han dado dos casos de graves

    conflictos ecolgicos en plantas que se dedican al reciclaje de bateras. La actividad dela planta que posee en Cubas de la Sagra (Madrid) el Grupo Tudor S.A., fue suspendida

    temporalmente por las autoridades medioambientales de la Comunidad de Madrid a

    finales de 2002, tras insistentes quejas de los vecinos. Result que, entre otras actividades

    ilegales, en dicha empresa se proceda a la trituracin del plomo a cielo descubierto, lo

    que provocaba que el contenido de plomo en el aire de la zona cercana a la industria

    fuera superior al permitido. Los responsables de la planta se encargaron de corregir

    dichas infracciones y en pocas semanas se reanud la actividad de reciclaje [ABC, 2002].

    Por otra parte, Agustn Prieto, gerente de la planta recuperadora de plomo DEMIMESA,

    S.A. situada en Capellades (Barcelona), fue juzgado por delito ecolgico y condenado a

    3 aos de prisin en enero de 2001. Posteriormente, la pena fue derogada. En este caso la

    actividad infractora haba sido el depsito de los resid