Evaluación de emisiones nocivas de sistemas de múltiples aglutinantes en fundición en arena a escala piloto

Este estudio investiga las emisiones peligrosas de los sistemas de aglutinantes de fundición, comparando resinas orgánicas (uretano fenólico, furano y alcalino-fenólico) y arena verde aglomerada con arcilla con alternativas inorgánicas (silicato sódico y geopolímero). La investigación se llevó a cabo en la planta piloto de la AZTERLAN, incluyendo pruebas de cámara controlada para la producción de piezas fundidas de aleación de hierro de 60 kg en moldes de arena de 110 kg. Los moldes se evaluaron bajo dos configuraciones: sistemas homogéneos, donde tanto el molde como los machos se fabricaron utilizando el mismo aglutinante (cinco ensayos), y sistemas heterogéneos, donde se utilizaron diferentes aglutinantes para el molde y los machos (cuatro ensayos). Cada molde se colocó en una caja metálica equipada con una tapa y un conducto integrado de extracción de gases. La tapa permaneció abierta durante el vertido y se cerró inmediatamente después para permitir la evacuación eficiente de los gases de fundición a través del sistema de extracción. Aunque la caja no era completamente hermética, fue diseñada para dirigir la mayoría de los gases de escape a través del conducto. A lo largo de la línea del sistema de extracción, se ubicaron estratégicamente diferentes instrumentos de muestreo para la medición precisa de contaminantes: compuestos orgánicos volátiles (COV), hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), fenol, múltiples formas de material particulado (incluido el contenido de sílice cristalina) y gases producidos durante la pirólisis.

En los nueve ensayos, los aglutinantes inorgánicos demostraron reducciones significativas en las emisiones de gases y contaminantes prioritarios, logrando disminuciones de más del 90% en compuestos BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xileno) y más del 94% en HAP en comparación con los sistemas orgánicos. Las emisiones de gases también se redujeron sustancialmente, con emisiones de CO reducidas en más del 30%, NOx en más del 98% y SO2 en más del 75%. Realizado en el marco del proyecto LIFE Greencasting (LIFE 21 ENV/FI/101074439), este trabajo proporciona evidencia empírica que respalda a los aglutinantes de silicato de sodio y geopolímeros como soluciones viables y sostenibles para minimizar los riesgos laborales y ecológicos en los procesos de fundición de metales.

Financiación: Esta investigación fue financiada por la Comisión Europea a través del programa LIFE, número de subvención LIFE21 ENV-FI-101074439.