ciclo de vida vidrio

7/28/2019 Ciclo de Vida Vidrio

1/5

TU&E N 24 53

Tecnologa

Introduccin

La norma IRAM - ISO 14040/98 de-fine al ciclo de vida como las eta-pas consecutivas e interrelaciona-das de un sistema producto, a par-tir de la adquisicin de materia pri-ma o de su extraccin a partir derecursos naturales hasta la dispo-sicin final.

El panel fotovoltaico, capaz de ge-

nerar corriente continua por la in-

cidencia de la luz solar sobre susuperficie, es un conjunto integra-

do por celdas fotovoltaicas conec-

tadas en serie y encapsuladas en

un material plstico elstico (etilvinil acetato), despus colocadas

entre un frente de vidrio plano

templado y una cara posteriorplstica (tedlar-poliester); conjun-

to que finalmente se ensambla y

luego enmarca con perfiles de alu-minio anodizado.

El vidrio plano templado utilizadoen el armado de los paneles es debajo contenido de hierro, lo que leconfiere una excelente captabili-dad de los rayos ultravioleta e in-frarrojos, resistencia a las altastemperaturas y la capacidad deoperar bajo condiciones climti-cas extremas.

Fabricacin de la Placade Vidrio Templado

El proceso de fabricacin puederesumirse de la siguiente forma:

1. Cribado: Luego de pesadas ydosificadas, las materias primas(dixido de silicio libre de xidode hierro o con un contenido me-nor al 0.03%, carbonato de sodio,carbonato de calcio y carbonatode magnesio) se trituran y tami-

zan.2. Mezclado: Las materias primasse homogeneizan en una mezcla-dora cerrada en donde se les adi-ciona entre un 2-6%de agua.

3. Secado y precalentado: Lamezcla se seca mediante el em-pleo de una corriente de aire seco(100 C a 106 C), y luego se preca-lienta hasta 300 C, mediante eluso de una corriente de gas calien-te proveniente de la combustin

del horno.

4. Fusin: Los componentes sli-dos ingresan a un horno en el quese emplea Fuel Oil como combus-tible.

En una primera etapa las materiasprimas se funden y reaccionan(400 C a 1050 C), obtenindoseuna masa vtrea lquida (1300 C)

Ciclo de Vida

del Vidr io de

los Paneles

FotovoltaicosAu t o r e s: I n g . M i Ra K i m , I n g . Ro sa Pam pena , I n g . Vi v i a n a

Gol d sm i d t e I n g . Ka r i n a Ma r c os (G r u p o d e Es t u d i o s Sob r e

En er ga, Facul ta d Region al B uenos Air es, Uni ver s ida d Tecno-

lg ica Nac iona l )

E l p r esen te t r a ba j o an a l i za l a conven i enci a der eci c la r el v id r i o que const i tuy e la est r uc tu r a de

un pa nel fotovol ta ico y cuy o pr oceso de r ecupe-

r ac in se encuent r a a mpl i am ente desar r o l l ado y

di fu nd id o, obtenind ose un consi der ab le ahor r o

de ma ter ia s pr im a s y ener ga, con la consecuen-

te d i sm i nuc in en l a gener ac in d e sus tan c i as

contaminan tes .


2/5

Tecnologa

TU&E N 2454

Alternativas de Gestin Circuito de Aplicabilidad Impacto Total

materiales ambiental

Disposicin final 0 2 4 6

Reutilizacin 4 1 5 10

Recuperacin

Reciclado 5 4 3 12

con gran cantidad de burbujas dedixido de carbono (CO2).

En una segunda etapa (1500 C)las burbujas adquieren una fuerzaascensional superior a la viscosi-dad del vidrio fundido, lo que lespermite elevarse a la superficiedonde rompen eliminando los ga-ses.

5. Templado y estirado: El vi-drio obtenido se enfra lentamentehasta la temperatura ambiente me-

diante un sistema de refrigeracincon agua y ventilacin. El estiradose hace en conjunto con el templa-do, emplendose para ello una m-quina de estiraje compuesta porrodillos por la que se desplaza lamasa vtrea.

6. Recocido: Las lminas son in-troducidas en un horno de recoci-do en donde se les aplica un nuevosalto trmico y posteriormente unbrusco enfriamiento, a fin de ex-

traerles todas las tensiones super-ficiales.

7. Acabado: Las lminas son puli-das con arena para el esmeriladogrueso, y luego con materiales msblandos como el xido de selenio(SeO2) para el esmerilado fino.

8. Corte: Esta operacin se reali-za en una mesa provista de herra-mientas diamantadas que marcanla superficie de corte sobre la queluego se realiza un esfuerzo detraccin, consiguiendo que la fisu-ra se propague en el espesor.

Evaluacin de lasDiferentes Alternativasde Gestin del Vidrio

A continuacin se enumeran lasdiferentes alternativas de gestindel vidrio que constituye la estruc-

tura de un panel fotovoltaico, de-sechado al trmino de su vida til.

Disposicin final: Se denominansitios de disposicin final a los es-pacios especialmente acondiciona-dos para la disposicin de los resi-duos que no han sido recuperados,utilizando para ello mtodos queno alteren la calidad de los recur-sos ambientales. En general, parala disposicin final de residuos seutiliza el sistema de rellenos sani-tarios.

Recuperacin: Se entiende porrecuperacin de un material, al re-procesamiento de su materia pri-ma para la obtencin de nuevosproductos. En general, se puedendistinguir cuatro tipos de recupe-racin, segn el producto: reutili-zacin, reciclado, valoracin ener-gtica y recuperacin qumica.

La reutilizacin del materialconsiste en darle nueva utili-dad, previo acondicionamiento

del mismo, radicando su mayorlimitacin en la cantidad mxi-ma de ciclos de reutilizacin alos que puede ser sometido, yaque en cada uno de ellos, elmaterial sufre un proceso dedegradacin.

El reciclado se basa en el re-procesamiento del material pa-ra la obtencin de uno de me-

nor valor; la calidad del mate-rial obtenido depende de la ca-

lidad del que ha sido reproce-sado.

Las restantes alternativas -valora-cin energtica (recuperacin deenerga en forma de calor) y recu-peracin qumica (recuperacinde sustancias qumicas sencillas)-carecen de aplicabilidad en estecaso.

Matriz de Evaluacin

Las variables que han sido consi-deradas para evaluar las diferentesalternativas de gestin desde elpunto de vista energtico y am-biental, son las siguientes:

Circuito de materiales: Evalala capacidad de recuperar los ma-teriales originales a partir de losdesechos, considerando tanto lacantidad como la calidad del mate-rial obtenido. El puntaje mximorepresentado como 5 le ha sido

asignado al proceso de gestin querepresenta la mxima capacidad yel mnimo de 0 al proceso incapazde recuperar el material original,establecindose los valores restan-tes de manera comparativa.

Aplicabilidad: Se contempla elpotencial uso de los productos re-sultantes teniendo en cuenta su fa-cilidad de aplicacin. La mayor

Cuadro 1


3/5

TU&E N 24 55

aplicabilidad est representada

por 5 puntos, mientras que a aque-

llos que no tienen aplicacin algu-

na se les ha asignado 0 puntos, es-

tablecindose los valores restan-

tes de forma comparativa.

Impacto ambiental:En este casose evalan los efectos desfavora-

bles que el proceso de gestin ana-

lizado tiene sobre el ambiente,

considerando los productos obte-

nidos en cada caso. Se ha asigna-

do el mximo puntaje de 5 al pro-

ceso de gestin que produce los

efectos menos desfavorables so-

bre el ambiente y 0 puntos al que

produce los efectos ms desfavo-

rables, establecindose los valores

restantes de manera comparativa.

Ver Cuadro 1

De acuerdo con los resultados ob-

tenidos, se describir a continua-

cin el proceso de gestin del vi-drio de mayor inters desde el

punto de vista del aprovechamien-

to de materia y energa.

Reciclado del Vidrio

El vidrio utilizado en la fabrica-

cin de los paneles fotovoltaicos

es bajo en impurezas y de una

composicin especfica, por locual podra ser empleado como

materia prima hasta en un 100%.Sin embargo, diversos ensayoshan demostrado que cantidades

mayores al 80%provocan un sensi-ble incremento de la fragilidad delvidrio obtenido.

Si bien el vidrio que integra el pa-nel lleva adosada una capa de EVA(nC6H10O2), esto no impide su reci-clado por fusin, dado que el EVA

posee una temperatura de fusinprxima a los 76 C, la cual estmuy por debajo de la del vidrio

(1500-1600 C). Esto permite queel EVA se descomponga en CO yCO2, pudiendo eliminarse junto

con los restantes gases generadosdurante el proceso de fusin.

El vidrio obtenido a partir de lospaneles descartados debe seguir

las siguientes etapas:

Triturado: alimentadores vibrato-rios lo trasladan hacia quebranta-doras de martillos, en donde es tri-

turado en trozos cuyo dimetro noexcede los 25 mm.

Tamizado: Una cinta transporta-dora hace pasar los trozos de vi-drio por una cmara de soplado endonde el polvo de vidrio es reteni-

do en filtros, a fin de evitar que sevolatilice junto con los gases decombustin, impidiendo de esta

manera la contaminacin ambien-tal.

Lavado: Una mquina lavadora,mediante agua caliente y agita-cin, termina de extraer el polvoremanente.

Secado: El material se decanta yseca.

Fundicin: Una vez seco, el mate-

Efectos sobre el hombre

La inhalacin de polvos de slice suspendido en

el aire en concentraciones altas durante un pero-

do prolongado producen silicosis, enfermedad de

carcter progresivo e irreductible de los tejidos

pulmonares, que se caracteriza por cambios fibr-

ticos generalizados y por el desarrollo de ndulos

mltiples en pulmones (formacin de capas de te-

jido conjuntivo que reemplaza al tejido pulmonar).

Clnicamente, se manifiesta por dificultad respira-

toria, reduccin de la capacidad de trabajo, au-

sencia de fiebre, aumento de la susceptibilidadpara la tuberculosis.

Es un gas que puede provocar desde alteracio-

nes climticas (efecto invernadero) hasta pertur-

baciones en el desenvolvimiento normal de los

seres vivos. Las perturbaciones sobre la salud

son: molestias por olores, irritacin de las vas

respiratorias, irritacin de ojos, alteraciones de la

funcin pulmonar, sinergismos en agua y cata-

rros, bronquitis crnica y aguda, riesgos de cn-

cer de pulmn, riesgos de enfermedades cardio-

vasculares, perturbaciones del sistema nerviosocentral, alteraciones enzimticas.

Contaminantes

Slice (SIO2)

Anhdrido

Carbnico (CO2)

Cuadro 2


4/5

Tecnologa

TU&E N 2456

rial ingresa al horno de fundicin,juntamente con un 20%de materiaprima virgen.

Contaminantes queParticipan en el Ciclode Vida del Vidrio

En el Cuadro 2 se describen los

efectos que tienen sobre el hom-bre las principales sustancias con-

taminantes que participan en lasetapas del ciclo de vida del vidrio.

Resultados Obtenidos

La Figura 1 presenta de manera es-quemtica el ciclo de vida de unpanel fotovoltaico, mientras que laFigura 2 muestra el ciclo de vidaoptimizado mediante el reciclado

del vidrio templado.

Ahorro de recursos naturales y

disminucin de la generacin de

contaminantes mediante el reci-clado del vidrio:

Conclusiones

El reciclado del vidrio que consti-

tuye la estructura del panel foto-voltaico presenta las siguientes

ventajas:

Preservacin de recursos natu-rales: importante ahorro de mate-

MgCO3, CaCO3, Na2CO3 80 %

CO2

80 %

Polvo de SiO2 80 %

rias primas (MgCO3, CaCO3 y Na-

2CO3).

Reduccin de la contaminacinambiental: menor generacin de

contaminantes (dixido de carbo-

no y dixido de silicio)

Disminucin de los residuos:

mayor vida media de los rellenos

sanitarios, y reduccin de los cos-

tos de disposicin.

Referencias

Austin (1988). Manual de pro-

cesos qumicos en la industria,

Tomo II.

Mali E. (1982). Los vidrios. Edi-

torial Amrico Iee.

Waganoff N. (1963). Hornos in-

Figura 1. Ciclo de vida de un panel fotovoltaico


5/5

TU&E N 24 57

dustriales. Editorial LibreraMitre.

Ley de Higiene y Seguridad enel Trabajo 19.587, Argentina.

Ley de Preservacin de los Re-cursos de Aire 20.284, Argenti-na.

Dr. Mariano Seonez Calvo.Ecologa industrial: ingenieramedia ambiental aplicada a la

industria y a la empresa, cap-tulos 8, 15, 35, 38. EdicionesMundi-Prensa, Madrid, l998.

Dr. Mariano Seonez Calvo. Elgran diccionario del medio am-biente y de la contaminacin,Ediciones Mundi-Prensa, 1997.

Ernesto C. Enkerlin, GernimoCano, Ral A. Garza y Enrique

Vogel. Ciencia ambiental y de-sarrollo sostenible, captulos16, 17, 18, 19. Editores Interna-cional Thomson, Mxico, 1997.

Jorge E. Mangosio. Medio am-biente y salud ocupacional,Editorial Nueva Librera S.R.L,Argentina, l997.

Eduardo Aguirre Martnez. Se-guridad e higiene en la Indus-

trias y el comercio, EditorialTrillas, Mxico, l996.

Osvaldo Giordano, AlejandraTorres, Mara Bettiol. Riesgosdel trabajo. La modernizacinde las instituciones laboralesen la Argentina, tomo II, regla-mentacin de la ley 24.557, ca-ptulo I, Editorial Fundacindel Trabajo, Argentina, l996.

Dr. Mariano Seonez Calvo y

colaboradores. Ingeniera del

medio ambiente, captulos

1,7,8,9, Ediciones Mundi-Pren-

sa, Madrid,1996.

G. Tyler Miller Jr. Ecologa y

medio ambiente, Editorial Ibe-

roamrica, 1994.

Para mayor i nformacin,dir i gi rse a:

U.T.N. - Facultad Regional

Buenos AiresGrupo de Estud i os Sobre Ener ga

Av. Senz 631

(1437) Ciudad de Buenos Aires

Repblica Argentina

Fax: (54-11) 4911-3349

e-mail: [email protected]

Figura 2. Ciclo de vida optimizado

ciclo de vida vidrio

Documents