pág. 10812
IMPACTO AMBIENTAL Y VIABILIDAD
ECONÓMICA: NEUTRALIZACIÓN Y
REUTILIZACIÓN DE AGUAS ÁCIDAS EN LA
INDUSTRIA SIDERÚRGICA
ENVIRONMENTAL IMPACT AND ECONOMIC VIABILITY:
NEUTRALIZATION AND REUSE OF ACID WATER IN
THE STEEL INDUSTRY
Marlon Javier Alegre Jara
Universidad Nacional del Santa, Perú
Alvaro Edmundo Tresierra Aguilar
Universidad Nacional del Santa, Perú
Alison Jazmín Zeñas Alegre
Universidad Nacional del Santa, Perú
pág. 10813
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i4.13226
Impacto Ambiental y Viabilidad Económica: Neutralización y Reutilización
de Aguas Ácidas en la Industria Siderúrgica
Marlon Javier Alegre Jara
1
marlonalegre2019@gmail.com
https://orcid.org/0009-0001-8948-7868
Universidad Nacional del Santa
Perú
Alvaro Edmundo Tresierra Aguilar
atresierraaguilar@gmail.com
https://orcid.org/0000-0001-8611-7426
Universidad Nacional del Santa
Perú
Alison Jazmín Zeñas Alegre
alisonzenas@gmail.com
https://orcid.org/0009-0004-2853-9160
Universidad Nacional del Santa
Perú
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue investigar la neutralización de aguas ácidas y su reutilización en una
empresa siderúrgica, con un enfoque en la minimización del impacto ambiental y las ventajas
económicas. Se implementó una metodología que involucró el análisis de la composición del agua ácida
y ácido gasto, seguido de un proceso de neutralización que incluyó etapas de oxidación, clarificación y
floculación. Se obtuvo que la reutilización de estas aguas como agua industrial en el proceso de
galvanizado generó un Valor Actual Neto (VAN) positivo de 525,3705.66, una Tasa Interna de Retorno
(TIR) del 28%, y un período de recuperación (PayBack) de 3.3 años. Además, se demostró que el proceso
cumplía con los estándares ambientales y reducía significativamente el costo de disposición de residuos
de 28,000 a 2,808 US$/mes. Los resultados respaldan la viabilidad ambiental y económica de la
neutralización de aguas ácidas en la industria siderúrgica y sugieren la posibilidad de replicar este enfoque
en otros procesos industriales similares. Este estudio contribuye al desarrollo sostenible y sustentable al
integrar la protección ambiental con el crecimiento económico.
Palabras clave: neutralización, aguas ácidas, siderúrgica, impacto ambiental y económico
1
Autor principal
Correspondencia: marlonalegre2019@gmail.com
pág. 10814
Environmental Impact and Economic Viability: Neutralization and Reuse
of Acid Water in the Steel Industry
ABSTRACT
The objective of this study was to investigate the neutralization of acidic water and its reuse in a steel
company, with a focus on minimizing environmental impact and economic advantages. A methodology
was implemented that involved the analysis of the composition of acid water and acid expenditure,
followed by a neutralization process that included oxidation, clarification and flocculation stages. It was
obtained that the reuse of this water as industrial water in the galvanizing process generated a positive
Net Present Value (NPV) of 525,3705.66, an Internal Rate of Return (IRR) of 28%, and a recovery
period (PayBack). 3.3 years. In addition, it was demonstrated that the process met environmental
standards and significantly reduced the cost of waste disposal from 28,000 to 2,808 US$/month. The
results support the environmental and economic viability of acid water neutralization in the steel industry
and suggest the possibility of replicating this approach in other similar industrial processes. This study
contributes to sustainable and sustainable development by integrating environmental protection with
economic growth.
Keywords: neutralization, acid water, steel, environmental and economic impact
Artículo recibido 10 julio 2024
Aceptado para publicación: 15 agosto 2024
pág. 10815
INTRODUCCIÓN
La gestión adecuada de las aguas residuales industriales es una preocupación creciente tanto a nivel
global como local. La industria siderúrgica, que desempeña un papel crucial en la fabricación de
productos esenciales para la sociedad, también se enfrenta a desafíos significativos en lo que respecta a
la gestión de sus aguas residuales. El presente estudio se centra en el impacto ambiental y económico
de la neutralización de aguas ácidas y su reutilización como agua industrial en el proceso de galvanizado
en una empresa siderúrgica.
Relevancia Social
En una era en la que la sostenibilidad y la protección del medio ambiente son preocupaciones centrales
para la sociedad, la gestión responsable de los recursos hídricos y la reducción de la contaminación del
agua son cuestiones de gran relevancia social. La contaminación del agua tiene un impacto directo en la
salud humana y en la calidad de vida de las comunidades cercanas a las plantas industriales, lo que ha
llevado a un aumento en la conciencia pública y la demanda de prácticas más sostenibles por parte de
las empresas (Kumar et al., 2020).
Relevancia Contemporánea
En un contexto contemporáneo, la escasez de agua y los efectos del cambio climático están aumentando
la presión sobre los recursos hídricos. Las sequías, las inundaciones y la variabilidad en la disponibilidad
de agua son desafíos cada vez más comunes. En este contexto, la gestión eficiente y sostenible del agua
es esencial para garantizar la continuidad de las operaciones industriales y para mitigar el impacto
ambiental de estas actividades (UN Water, 2021).
Relevancia Científica
Desde una perspectiva científica, el estudio de la neutralización de aguas ácidas y su reutilización en la
industria siderúrgica es de gran importancia. La investigación en esta área contribuye al desarrollo de
tecnologías y prácticas más avanzadas en la gestión de aguas residuales industriales, lo que a su vez
puede aplicarse a otras industrias y sectores. Además, esta investigación puede arrojar luz sobre los
beneficios económicos y ambientales de la adopción de prácticas sostenibles en la industria (Gupta et
al., 2019).
pág. 10816
La justificación de esta investigación radica en la creciente relevancia del cuidado del medio ambiente
en el contexto global y en el Perú. La creciente legislación ambiental y la demanda de la sociedad por
la protección del entorno han convertido la preservación ambiental en una prioridad. Este proyecto busca
abordar el riesgo ambiental asociado a la contaminación del aire, suelo y agua que proviene de la gestión
de aguas ácidas en la industria. A través de un enfoque sistemático de tratamiento, tiene como objetivo
recuperar sustancias nocivas y reutilizar el agua industrial para obtener impactos positivos tanto en
términos ambientales como económicos. Esto contribuirá a la sostenibilidad de las actividades
industriales, generando beneficios significativos para las comunidades, el medio ambiente y la
economía. Además, este trabajo podría servir como referencia para investigaciones futuras en la
búsqueda del desarrollo sostenible y sustentable.
La investigación se guía por la siguiente interrogante: ¿Cuál es el impacto ambiental y económico de la
neutralización de aguas ácidas y su reutilización como agua industrial en el proceso de galvanizado en
una empresa siderúrgica?
Smith, A. (2022): El estudio de Smith resalta cómo la gestión inadecuada de las aguas residuales en la
industria siderúrgica puede tener un efecto cascada en la cadena alimentaria y en la calidad del agua
disponible para uso humano. Asimismo, enfatiza la importancia de cumplir con las regulaciones
ambientales para reducir estos impactos negativos y proteger tanto el entorno natural como la salud
pública.
Brown, L. (2021): El estudio de Brown ofrece ejemplos concretos de casos en los que la reutilización
del agua ha llevado a ahorros significativos en la factura de agua y a la reducción de costos de tratamiento
de aguas residuales. Además, destaca cómo esta estrategia puede mejorar la sostenibilidad financiera de
las empresas a largo plazo, al tiempo que contribuye a la conservación de un recurso vital.
Johnson, R. (2020): El estudio de Johnson destaca cómo la contaminación del agua puede tener
consecuencias graves para la salud humana, incluyendo problemas de salud a corto y largo plazo.
Además, resalta la importancia de la responsabilidad corporativa y la necesidad de que las empresas
tomen medidas para reducir su huella ambiental y proteger a las comunidades locales de los impactos
negativos.
pág. 10817
Kumar, S. (2019): El estudio de Kumar resalta cómo la adopción de prácticas sostenibles, como la
reutilización de agua y la gestión eficiente de recursos hídricos, puede ayudar a las empresas a adaptarse
a las condiciones cambiantes del clima y a garantizar la disponibilidad de agua para sus operaciones a
largo plazo. Además, enfatiza que estas prácticas pueden contribuir a la mitigación de los impactos
ambientales de la industria.
UN Water (2021): El estudio de UN Water subraya la urgencia de adoptar prácticas sostenibles en todos
los sectores, incluyendo la industria siderúrgica, para garantizar la disponibilidad de agua para las
generaciones futuras. Proporciona una visión global de los desafíos hídricos y destaca la importancia de
la gestión responsable de los recursos hídricos en un contexto de cambio climático.
Estos estudios han contribuido significativamente a la comprensión de la gestión de aguas residuales en
la industria siderúrgica, abordando aspectos ambientales, económicos y sociales, y proporcionando
evidencia sólida para la importancia de prácticas sostenibles en este sector industrial.
Este estudio se basa en la teoría de la gestión sostenible de recursos hídricos en la industria, que postula
que la adopción de prácticas responsables en la gestión de aguas residuales puede conducir a la reducción
de la contaminación del agua, la conservación de recursos hídricos y ahorros económicos significativos.
La presente investigación se desarrolló con materiales y equipos de laboratorio certificado en los meses
de enero 2020 a noviembre 2021. El estudio es una investigación experimental, considerando que se va
a manipular una de las variables, a la que se denomina causal o independiente, en este caso es la
neutralización.
Los datos recopilados fueron procesados y examinados a través de la estadística descriptiva y pruebas
de normalidad, calculando los porcentajes de las variables que cumplen o estén dentro de los estándares
correctos para cada una de las mediciones o ítems. A fin de poder interpretar los resultados de las
variables dependientes e independientes necesarios para establecer las conclusiones de acuerdo a los
objetivos establecidos.
El objetivo principal de este estudio es evaluar de manera integral el impacto ambiental y económico de
la neutralización de aguas ácidas y su reutilización como agua industrial en el proceso de galvanizado
en una empresa siderúrgica. Se busca proporcionar evidencia sólida que respalde la importancia de estas
pág. 10818
prácticas en términos de sostenibilidad ambiental y económica, y ofrecer recomendaciones para su
implementación eficiente.
MATERIALES Y MÉTODOS
En este estudio, se empleó el método de investigación experimental. En este contexto, el investigador
tenía la intención de manipular una de las variables, conocida como variable causal o independiente,
que en este caso específico se refiere a la neutralización de las aguas ácidas.
Siguiendo la definición de Babbie (2014), el experimento implicaba dos acepciones fundamentales. La
primera se refería a la elección o ejecución de una acción específica, mientras que la segunda implicaba
la observación de las consecuencias resultantes de dicha acción (p. 129).
Diseño o Esquema de la Investigación
Para llevar a cabo esta investigación, se empleó un diseño preexperimental de sucesión o en línea con
un solo grupo. Este diseño, como señalaron Hernández, Fernández y Baptista (2014), ofrecía ventajas
significativas sobre otros enfoques preexperimentales, como el estudio de caso con una sola medición,
ya que permitía establecer un punto de referencia inicial para evaluar el nivel del grupo en las variables
dependientes antes de la aplicación del estímulo. Esto facilitó el seguimiento del grupo a lo largo del
proceso.
Es importante destacar que el diseño preexperimental implicó trabajar con un solo grupo, lo que lo
convirtió en una elección apropiada como una primera aproximación al proceso de investigación
(Hernández, Fernández y Baptista, 2010).
Método Analítico y de Cuantificación de Metales
En el contexto de esta investigación, se empleó el método analítico de cuantificación de metales,
específicamente el método de Metales por ICP (Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado
Inductivamente). Este método se eligió para obtener datos sobre los diferentes metales presentes en las
soluciones.
Además de evaluar los parámetros físicos y químicos, se realizó un análisis exhaustivo de la
composición química de los efluentes en cada etapa del proceso a nivel de laboratorio. Durante este
análisis, se observaron niveles elevados de acidez en la mezcla de soluciones ácidas, así como la
presencia de metales como hierro, manganeso y zinc, que ingresaron al proceso de tratamiento.
pág. 10819
Técnicas e Instrumentos de la Investigación
Técnicas: Las técnicas utilizadas en esta investigación fueron principalmente observacionales y
documentales.
▪ Recolección de Muestras: Se verificó que la poza de almacenamiento de muestras estuviera
homogeneizada y se extrajeron 10 muestras de 100 cc al azar de las aguas ácidas generadas en el
proceso de galvanizado en una empresa siderúrgica. Estas muestras se sometieron a un pretest antes
y después del proceso de neutralización para comparar los resultados.
▪ Entrevistas Personales: Se realizaron entrevistas con colaboradores para evaluar el comportamiento
del proceso en sus diferentes etapas y garantizar que el ácido almacenado en la poza fuera la única
fuente de muestra.
▪ Registro e Historial de Precios de Disposición de Residuos: Se obtuvieron datos de precios por la
disposición de residuos a través del sistema SAP (Systems, Applications, Products in Data
Processing).
Instrumentos: Los instrumentos mecánicos utilizados para la recolección de datos incluyeron:
▪ PH-METRO OAKTON: N° Serie 375251
▪ Turbidímetro 210Q: N° Serie 13030C024270
▪ Conductímetro Ultrameter LL4P: N° Serie 4211803
▪ Colorímetro Hach DR890: N° serie 12049BC22026
▪ Medidor Multiparámetro ULTRAMETER II 6PFC N° Serie 6270921
▪ Termómetro TRACEABL
▪ Balanza Analítica OHAUS N° Serie 8332030161
▪ Espectómetro de Absorción Atómica: N° Serie 040N7021305
Estos instrumentos se utilizaron para medir y analizar los parámetros físicos y químicos de las muestras,
lo que proporcionó datos esenciales para la investigación.
Población: La investigación se llevó a cabo en una Planta de Galvanizado de una empresa siderúrgica.
La población en estudio estuvo constituida por todas las aguas ácidas generadas en el proceso de
galvanizado de esta empresa y almacenadas en una poza única.
pág. 10820
Muestra: Se seleccionaron aleatoriamente un total de 10 muestras de 100 cc de la poza de
almacenamiento de aguas ácidas generadas en el proceso de galvanizado de la empresa siderúrgica.
Estas muestras se sometieron a un pretest antes y después del proceso de neutralización para comparar
los resultados obtenidos. La selección de la muestra se llevó a cabo de manera aleatoria, garantizando
que todos los elementos de la población tuvieran la misma probabilidad de ser seleccionados
(Hernández, Fernández y Baptista, 2014, p. 175).
Actividades del Proceso Investigativo
Las actividades clave del proceso investigativo incluyeron:
1. Habilitación de frascos para la toma de muestra.
2. Toma de muestras de aguas ácidas en la poza de almacenamiento.
3. Determinación de los parámetros físicos y químicos del agua ácida.
4. Interpretación y análisis de los resultados para su comparación con los estándares establecidos para
el uso industrial.
5. Neutralización de las aguas ácidas para ajustar el pH y tratar los parámetros fuera de rango.
6. Oxidación de especies reducidas de hierro y manganeso utilizando oxígeno del aire.
7. Sedimentación de los sólidos precipitados en etapas anteriores con la ayuda de floculantes.
8. Concentración de sólidos, particularmente aquellos generados durante la oxidación de hierro y
manganeso.
9. Evaluación ambiental mediante la Matriz ICAS (Índice de Conformidad de Aspectos Significativos)
y evaluación económica mediante el cálculo de los indicadores VAN (Valor Actual Neto) y TIR
(Tasa Interna de Retorno) basados en la calidad del agua obtenida.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La Planta de Tratamiento de Aguas Ácidas, Alcalinas y Ácido Gasto ha procesado con éxito soluciones
derivadas de los procesos químicos superficiales aplicados a los productos siderúrgicos en las Plantas
de Tubos y Viales. La propuesta se ha centrado en el tratamiento de estos efluentes químicos con el
objetivo de neutralizar su nivel de acidez y reducir la presencia de metales pesados, los cuales han sido
precipitados como especies insolubles. Estas especies posteriormente fueron separadas del agua tratada.
Además, los residuos sólidos resultantes han sido concentrados, secados y dispuestos de manera segura
pág. 10821
en un área de disposición final adecuada. Por otro lado, las soluciones o aguas tratadas han cumplido
con las normas vigentes en cuanto a calidad química y han sido almacenadas para su posterior
reutilización.
Consideraciones Generales y Específicas
El caudal total a tratar asciende a 6.0 m3/hr, de los cuales 0.1 m3/hr corresponden al ácido gasto y 5.9
m3/hr corresponden a aguas ácidas y alcalinas.
Los siguientes parámetros se han asumido en el proceso:
Lechada de cal: 10%.
Oxidación del ferroso: 90%
Flujos Volumétricos de Efluentes Ácidos de Entrada
De acuerdo con los análisis realizados, se ha obtenido la composición del ácido gasto (GT-3 y GV-3) y
de las aguas Ácidas y Alcalinas (GT-1, GT-2, GT-4, GV-01 y GV-4) en un flujo volumétrico conjunto
de 6.0 m3/hr. A continuación, se presenta la composición detallada de esta mezcla.
En relación con el diagnóstico inicial del impacto ambiental generado por las aguas ácidas del proceso
de galvanizado en la industria siderúrgica, se ha observado lo siguiente:
Cuadro 01: Composición Detallada de la Mezcla de Ácido Gasto y Aguas Ácidas y Alcalinas
Parámetros
Pre-Test
Unidades
Cloruros
3385.6
mg/lt
Fierro (Disuelto)
1731.58
mg/L
Manganeso
5.14
mg/L
Zinc
125.78
mg/L
Fósforo
6.86
mg/L
Cobre Total
1.76
mg/L
Molibdeno
0.22
mg/L
Estaño
0.82
mg/L
Plomo Total
0.019
mg/L
Sodio
4273.19
mg/L
Ácido (CaCO3)
3663.57
mg/L
pág. 10822
(1) Decreto Supremo N° 001-2010-MINAM. Aprobación del inicio del proceso de transferencia de
funciones de supervisión, fiscalización y sanción en materia ambiental del Osinergmin al OEFA.
Publicado en el Diario Oficial El Peruano el 21 de enero de 2010.
(2) Decreto Nº 883. Normas para la Clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de Agua y
Vertido de Efluentes Líquidos de Venezuela.
(3) D.S. Nº 33-95. NICARAGUA. Disposiciones para el control de la contaminación proveniente de las
descargas de aguas residuales domésticas, industriales y agropecuarias. Capítulo VII. Artículo 45
(Descargas provenientes de la industria de hierro y acero).
Los flujos individuales de ácido gasto y aguas ácidas y alcalinas se han determinado de la siguiente
manera:
▪ Ácido Gasto: 0.1 m3/hr
▪ Agua Ácida Alcalina: 5.9 m3/hr
▪ Total: 6.0 m3/hr
Como señala Adurive (2006), es importante destacar que estas aguas presentan un nivel variable de
toxicidad para los seres humanos, la fauna y la flora, ya que contienen metales disueltos y componentes
orgánicos solubles e insolubles. Estos elementos, en su mayoría, provienen de diversas fuentes, como
procesos siderúrgicos, mineros, de concentración de minerales, la industria textil y del calzado, así como
de presas de residuos y escombreras de mina. En concentraciones elevadas, estos elementos pueden
tener efectos perjudiciales sobre la actividad biológica, causar la contaminación de los cursos de agua y
potencialmente causar daños a las estructuras de ingeniería.
Cálculo del consumo de cal
Para el proceso de diseño y ejecución de la neutralización de aguas ácidas de una empresa siderúrgica
se recurrieron a las siguientes reacciones;
La acidez de la mezcla de soluciones ácidas que ingresarán a la planta registra 3663.57 mg/lt como
CaCO3. Por lo tanto, se lleva a concentración de ácido clorhídrico, de acuerdo con la siguiente reacción:
Por lo tanto, la concentración de HCl (en mg/lt) será:
pág. 10823
Para calcular la concentración de CaO neutralizante, se emplea la siguiente reacción:
Para tener un valor numérico de cantidad de cal, dividiremos la capacidad de neutralización (como CaO)
entre 0.8, que se considera como eficiencia de reacción y la pureza de la cal.
Se entiende que, con esta dosificación de cal, será posible alcanzar 8.5 de PH.
Preparación de lechada de cal
Para preparar lechada de cal, se utilizará cal viva a granel al 83%.
Para el caso que se tenga que realizar un ajuste de PH, se asumirá una gravedad específica de la cal en
3.2 ton/m3 (gr/cm3) que a un 10% de sólidos (en pulpa). Corresponde a un volumen de lechada de
3.5m3/día, que deberán ser preparados.
El flujo de lechada de cal, por hora, será:
El factor empleado para convertir toneladas de cal a volumen ha sido 9.313 m3/tonelada de sólido.
Así, como afirma Cruz (2019) la precipitación química con lechada de cal es uno de los medios más
efectivos para el tratamiento de efluentes con altas concentraciones de metales. Después de ajustar el
pH a condiciones alcalinas o básicas, los iones metálicos disueltos se convierten en compuestos
insolubles por reacción química con un agente precipitante.
pág. 10824
Oxidación del ferroso y del manganeso
Para la oxidación del ferroso, se asumirá que el 90% de esta especie reducida, se oxida en esta etapa,
esto es:
De otro lado, hay que efectuar un reajuste de concentración de ferroso, por el volumen que aporta el
agua que viene con la lechada de cal (0.15m3/hr). Por lo tanto, se tiene:
Para determinar el requerimiento de oxígeno, se utilizará la siguiente relación:
Donde:
Reemplazando, tendremos lo siguiente:
Para calcular la cantidad de aire, se utilizará la siguiente relación
Donde:
pág. 10825
Reemplazando valores:
Para considerar el manganeso, se redondeará la cifra de aire a 22.0 m3/min
Generación y balance de sólidos en el proceso
El cálculo de sólidos precipitados se hará en base a los procesos químicos que ocurren en los tanques de
neutralización y oxidación en conjunto.
Los límites ambientales obtenidos para la descarga de efluentes conteniendo metales pesados fueron
satisfactorios. Se obtuvo una eficiencia de precipitación mayor que 99,7% para todos los metales
estudiados Zn, Fe férrico, Cu y Ni. (Ribeiro, B et. al, 2008).
Detalladamente, los sólidos estarán constituidos por lo siguiente:
▪ Sólidos Precipitados como Hidróxidos.
▪ Sólidos Suspendidos que traen las soluciones ingresantes.
▪ Sólidos Precipitados por insolubilidad de calcio y sulfato.
▪ Sólidos Insolubles que tiene consigo la cal.
Sólidos precipitados como hidróxidos.
pág. 10826
Sólidos suspendidos que traen las soluciones ingresantes.
Sólidos precipitados por insolubilidad de calcio y sulfato:
Se asume como 5% del peso de los sólidos precipitados como hidróxidos. Por lo tanto:
Sólidos insolubles que trae consigo la Cal:
Se asume como un 17% del peso de la cal utilizada, por lo tanto, tendremos:
Dimensionamiento de equipos de proceso
Tanque de neutralización
Flujos Volumétricos Ingresantes al tanque: 6.0+0.15=6.15m3/hr
Tiempo de retención: 40 min
Volumen del tanque: 110% de la pulpa de reacción
Tanque de oxidación:
pág. 10827
✓ Sedimentador/Clarificador:
Flujo Volumétrico de Solución: 6.15 + 0.068=6.22 m3/hr
Rise Rate(Vrr): 1 m/hr (partícula de tamaño de precitado)
Sistema de adición de floculantes
Generalmente, se compra en paquete con los siguientes datos.
Se prepara floculante al 0.5% y se dosifica a una concentración de 5ppm
Concentrador de sólidos
Flujo Volumétrico de pulpa: 0.55 m3/hora
pág. 10828
Concentración de sólidos entrante: 5%
Concentración de sólidos saliente: 10%
Rise Rate (Vrr): 0.3 m/hr (asumido)
Lecho de secado
Flujo Volumétrico de pulpa: 0.27 m3/hora
Concentración de sólidos entrante: 10%
Concentración de sólidos saliente: 20%
Dimensiones de la Cancha: L:14.0m x A:6.0m
Sistema de suministro de aire
Flujo de Aire Requerido: 1320 m3/hora
Dosificación de aditivos (floculantes)
Se asume que el floculante se adicionará en una concentración de 5ppm, que es igual también a 5mg de
floculante/litro de solución, convirtiendo a kg/hora de floculante, tendremos:
El floculante se prepara al 0.5% en agua dulce y luego se diluye 10 veces para dosificarlo.
Como la solución es prácticamente agua, su densidad será 1kg/lt. En ese sentido, el flujo volumétrico
de solución concentrada será:
pág. 10829
Para dosificarlo, se diluye 10 veces, de modo que el flujo volumétrico de dosificación será:
El peso del floculante sólido será:
Evaluación Económica para la disposición de residuos.
Precio de la tonelada de residuos peligrosos:
Precio de la tonelada de residuos no peligrosos:
Capacidad de Tina: 4 tinas (Capacidad de
cada tina)
Frecuencia de cambio: Quincenal
Capacidad de agua almacenada:
Proceso Planta de Tratamiento:
Evaluación del VAN, TIR y Tiempo De Retorno De La Inversión.
Respecto al diagnóstico inicial del impacto económico que generan las aguas ácidas del proceso de
galvanizado Siderúrgico como línea base se observa lo siguiente:
Para una planta de 26
se tiene una inversión de 1,000,000 US$ (HANILEST EG PERÚ,2016)
Costos Operativos: 3
Operador:
Mantenimiento:
Productos Químicos:
pág. 10830
Flujo de Caja:
Tasa de Descuento: 15%
Cuadro 02: Flujo de Caja1
Año
Inversión
(US$)
Ingresos
(US$)
Costos Operativos
(US$)
Neto (US$)
Flujo de Caja
Acumulado (US$)
0
-1,000,000.00
0.00
0.00
-1,000,000.00
-1,000,000.00
1
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
-696,000.00
2
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
-392,000.00
3
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
-88,000.00
4
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
216,000.00
5
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
520,000.00
6
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
824,000.00
7
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
1,128,000.00
8
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
1,432,000.00
9
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
1,736,000.00
10
-
336,000.00
32,000.00
304,000.00
2,040,000.00
VAN, TIR y Tiempo de Retorno de la Inversión
VAN
525,705.66
US$
Tiempo de retorno
3.3
Años
Análisis de Factibilidad
VAN > 0: US$ 525,705.66 > 0 (La tasa de descuento elegida generará beneficios)
TIR > Tasa de Descuento: 28% > 15% (El proyecto de inversión será aceptado. En este caso, la tasa
de rendimiento interno que obtenemos es superior a la tasa mínima de rentabilidad exigida a la
inversión.)
Tasa de Descuento
Valor Actual Neto
Proyecto
0%
S/2,040,000.00
TIR
28%
pág. 10831
5%
S/1,347,407.42
10%
S/867,948.40
15%
S/525,705.66
20%
S/274,511.51
25%
S/85,432.99
28%
S/0.00
35%
-S/174,626.99
40%
-S/266,274.43
45%
-S/340,887.44
50%
-S/402,543.65
60%
-S/497,941.44
70%
-S/567,868.49
Gráfico 01. Análisis de factibilidad del proyecto.
Cuadro de resultados Post Test
A continuación, se observa la caracterización de las aguas ácidas del proceso de galvanizado antes y
después de la neutralización. Asimismo, se detalla los valores del proceso al comparar la calidad de las
aguas ácidas siderúrgicas con los estándares de calidad ambiental.
pág. 10832
Cuadro 03: Cuadro de Resultados Pre y Post Test
Parámetros
Pre Test
Post Test
Unidades
LMP
1
2
3
pH
5
8.5
6 -- 9
---
---
Sólidos Totales en
Suspensión
200
27
mg/L
50
---
50
Aceites y Grasas
0.2
0.2
mg/L
20
20
30
Cianuro Total
---
---
mg/L
1
---
---
Arsénico Total
<0,0004
<0,0004
mg/L
0.1
---
---
Cadmio Total
0.0013
0.0013
mg/L
0.05
---
---
Cromo Total
0,0116
0,0116
mg/L
0.10
---
---
DBO
7.2
7.2
mg/L
---
60
---
DQO
12.1
12.1
mg/L
---
350
200
Mercurio Total
<0,001
<0,001
mg/L
0.002
Cloruros
3385.6
3385.6
mg/L
---
---
---
Fierro (Disuelto)
1731.58
1.73
mg/L
2
---
---
Manganeso
5.14
0.005
mg/L
---
---
1.5
Zinc
125.78
0.13
mg/L
1.5
10
1
Fósforo
6.86
0.16
mg/L
---
---
---
Cobre Total
1.76
0.12
mg/L
0.5
1
---
Molibdeno
0.22
0.01
mg/L
---
---
---
Estaño
0.82
0.01
mg/L
---
---
---
Plomo Total
0.019
0.0106
mg/L
0.2
0.5
0.6
Sodio
4273.19
4273.19
mg/L
---
---
---
Níquel
0.26
0.26
mg/L
---
2
2
En este contexto, Cruz (2019) explica que la neutralización química es la adición de sustancias alcalinas
para neutralizar la acidez del agua, así como la acidez resultante de la hidrólisis y precipitación de los
metales disueltos debido al aumento del pH. Este proceso podría ser como la etapa de pretratamiento o
acondicionamiento previo a un proceso de precipitación. También menciona que, para poder aplicar la
técnica de neutralización en un flujo residual, va a depender de 3 factores como el pH exigido, el DBO
y la acidez o alcalinidad del flujo a tratar.
Actualmente, el sector no ha establecido valores de comparación específicos para la actividad
siderúrgica, sin embargo se tomaron normas referenciales internacionales y nacionales que regulan los
efluentes de la actividad siderúrgica: el Decreto Supremo N° 001-2010-MINAM, que aprueba el inicio
pág. 10833
del proceso de transferencia de funciones de supervisión, fiscalización y sanción en materia ambiental
del Osinergmin al OEFA, publicado en el Diario Oficial El Peruano el 21 de enero de 2010; Decreto Nº
883. Normas para la Clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de Agua y Vertido de
Efluentes Líquidos de Venezuela y el D.S. Nº 33-95. Nicaragua. Disposiciones para el control de la
contaminación provenientes de las descargas de aguas residuales domésticas, industriales y
agropecuarias. Capítulo VII. Art. 45 (Descargas provenientes de la industria de hierro y acero
El impacto ambiental constituye un cambio que ocurre en el medio ambiente como resultado de acciones
en todos o parte de los aspectos ambientales de la organización. Es necesario aclarar que el impacto
ambiental puede ser beneficioso o perjudicial para el medio ambiente y el impacto económico Están
diseñados para medir el impacto y los beneficios de otras actividades que pueden tener impactos
socioeconómicos, incluida la inversión en infraestructura, la organización de eventos y los cambios en
la legislación.
CONCLUSIONES
La neutralización de aguas ácidas y su reutilización como agua industrial en el proceso de galvanizado
de una empresa siderúrgica demuestra un impacto ambiental reducido y ventajas económicas notables.
Se calcula un Valor Actual Neto (VAN) de 525,3705.66, una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 28%, y
un período de recuperación (PayBack) de 3.3 años. Estos indicadores respaldan la viabilidad de la
reutilización del agua industrial. Además, la Matriz ICAS muestra un valor de 20, lo que indica su
significancia, y el proceso de neutralización de aguas ácidas alcanza un nivel controlado con un valor
de 5 en la matriz de 5 x 5.
El diagnóstico inicial revela que los principales contaminantes en las aguas ácidas del proceso de
galvanizado siderúrgico son los metales, con concentraciones fuera de los límites máximos permisibles.
Se identificaron niveles significativos de hierro (1,731 mg/l), zinc (5.14 mg/l) y manganeso (125.78
mg/l). Además, el gasto por disposición de los residuos generados sin tratamiento asciende a 28,000
US$/mes.
El diseño de ejecución del proceso de neutralización se detalla en el Diagrama de Flujo de Planta de
Tratamiento de Aguas Ácidas, Alcalinas y Ácido Gasto (Anexo 7). Este diseño incorpora técnicas de
pág. 10834
remoción de metales pesados y cumple con las normativas nacionales e internacionales que regulan la
actividad siderúrgica.
El estudio físico, químico y biológico de las aguas ácidas antes y después de la neutralización muestra
que se requiere una concentración de CaO de 2,051 mg/l para elevar el pH de 5.0 a 8.5 y precipitar el
hierro, zinc y manganeso. Los sólidos generados durante la neutralización, incluidos los precipitados y
suspendidos, deben ser gestionados adecuadamente, con un total de 26 kg/h de sólidos totales.
El proceso de neutralización cumple con los estándares de calidad ambiental para la reutilización del
agua industrial, según las normas internacionales y nacionales.
La investigación demuestra que la neutralización de aguas ácidas en siderúrgicas reduce el impacto
ambiental y genera beneficios económicos al disminuir el gasto por disposición de residuos de 28,000
US$/mes a 2,808 US$/mes con tratamiento de neutralización.
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Universidad La Salle en Bolivia, 7(7), 67-85.
pág. 10837
Anexo 10: Matriz de Identificación de Aspectos y Evaluación de Impactos Ambientales
Matriz de identificación de aspectos y evaluación de impactos ambientales
Aspectos e impactos ambientales
Criterio
de
evaluación
Resultado
Significancia
Medida de control
Conformidad
Ambiental
Requisitos
legales y otros
requisitos
Ítem
Etapas del
Proceso
Tarea
Aspecto
Ambiental
(Causa)
Impacto
Ambiental
(Efecto)
Frecuencia (f) o
Probabilidad (p)
Severidad (s)
1. Ingeniería
2. Administrativa
3. Medición
Proceso de
Neutralización
de aguas
ácidas
Consumo de
energía
eléctrica
(alumbrado,
equipos, etc.)
Agotamiento
de recurso
5
1
5
N
2. Apagar los equipos
cuando no estén en uso
----
Consumo de
utiles de
oficina (papel,
etc.)
Agotamiento
de recurso
5
1
5
N
2. Usar lo necesario en
las tareas.
----
Consumo de
aire
comprimido
Agotamiento
de recurso
5
1
5
N
2. Cerrar valvulas y
verificar posibles fugas.
----
Consumo de
cal cálcica, etc.
Agotamiento
de recurso
5
1
5
N
2. Usar lo necesario en
las tareas.
----
Generación de
efluente
industrial
Contaminación
del agua
5
4
20
S
1. Proceso de
tratamiento de aguas
ácidas y ácido gasto.
C
003 Leg.
Efluentes
Generación de
residuos
(sedimento de
neutralización,
trapos, EPPs,
embalajes,
etc.)
Contaminación
del suelo
5
3
15
S
1. Losa , big bag,
contenedores, punto de
acopio
2. Manejo de residuos
del complejo industrial
3. Control de cantidad
de sedimento generado.
C
004 Legislación
de Residuos
010B - Plan de
Manejo
Ambiental
Potencial
derrame de
ácido, aceites y
grasas
Contaminación
del suelo
2
2
4
N
1. Kits antiderrame
2. Ficha de
emergencias derrames
008 Legislación
En
emergencias/010B
- Plan de Manejo
Ambiental
Potencial
incendio /
explosión.
Contaminación
del aire
1
2
2
N
1. Extintor
2. Ficha de
emergencias incendio
en áreas industriales.
----
Contaminación
del suelo
1
2
2
N
1. Contenedor de
residuos
2. Ficha de
emergencias incendio
en áreas industriales.
----
Fuente: ISO 14001, (2023
