Principales problemas ambientales
disolventes
Los disolventes orgánicos se utilizan para una serie de aplicaciones en la industria de la impresión. Los usos principales incluyen solventes de limpieza para prensas y otros equipos, agentes solubilizantes en tintas y aditivos en soluciones de fuente. Además de las preocupaciones generales sobre las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV), algunos posibles componentes de los disolventes pueden persistir en el medio ambiente o tener un alto potencial de agotamiento de la capa de ozono.
Silver
Durante el procesamiento fotográfico en color y en blanco y negro, se libera plata en algunas de las soluciones de procesamiento. Es importante comprender la toxicología ambiental de la plata para que estas soluciones puedan manipularse y eliminarse adecuadamente. Si bien el ion de plata libre es altamente tóxico para la vida acuática, su toxicidad es mucho menor en forma de complejo como en los efluentes de fotoprocesamiento. El cloruro de plata, el tiosulfato de plata y el sulfuro de plata, que son formas de plata comúnmente observadas en el fotoprocesamiento, son más de cuatro órdenes de magnitud menos tóxicos que el nitrato de plata. La plata tiene una gran afinidad por la materia orgánica, el barro, la arcilla y otras materias que se encuentran en los entornos naturales, y esto reduce su impacto potencial en los sistemas acuáticos. Dado el nivel extremadamente bajo de iones de plata libres que se encuentran en los efluentes de fotoprocesamiento o en las aguas naturales, la tecnología de control apropiada para la plata complejada protege suficientemente el medio ambiente.
Otras características de los efluentes de fotoprocesamiento
La composición de los efluentes fotográficos varía según los procesos que se ejecuten: blanco y negro, inversión de color, negativo/positivo en color o alguna combinación de estos. El agua comprende del 90 al 99% del volumen del efluente, siendo la mayoría del resto sales inorgánicas que funcionan como amortiguadores y agentes fijadores (solubilizantes de haluro de plata), quelatos de hierro, como el ácido FeEtilendiaminotetraacético, y moléculas orgánicas que sirven como agentes reveladores y antioxidantes. El hierro y la plata son los metales importantes presentes.
Residuo sólido
Cada componente de las industrias de impresión, fotografía y reproducción genera residuos sólidos. Esto puede consistir en residuos de embalaje como cartón y plástico, consumibles como cartuchos de tóner o material de desecho de operaciones como papel de desecho o película. La creciente presión sobre los generadores industriales de desechos sólidos ha llevado a las empresas a examinar detenidamente las opciones para reducir los desechos sólidos mediante la reducción, la reutilización o el reciclaje.
Equipos
El equipo juega un papel obvio en la determinación del impacto ambiental de los procesos utilizados en las industrias de impresión, fotografía y reproducción. Más allá de esto, el escrutinio está aumentando en otros aspectos del equipo. Un ejemplo es la eficiencia energética, que se relaciona con el impacto ambiental de la generación de energía. Otro ejemplo es la “legislación de devolución”, que exige que los fabricantes reciban los equipos para su correcta eliminación después de su vida útil comercial.
Tecnologías de control
La efectividad de una metodología de control determinada puede depender bastante de los procesos operativos específicos de una instalación, el tamaño de esa instalación y el nivel de control necesario.
Tecnologías de control de solventes
El uso de solventes se puede reducir de varias maneras. Los componentes más volátiles, como el alcohol isopropílico, se pueden reemplazar con compuestos que tengan una presión de vapor más baja. En algunas situaciones, las tintas y los lavados a base de solventes se pueden reemplazar con materiales a base de agua. Muchas aplicaciones de impresión necesitan mejoras en las opciones a base de agua para competir eficazmente con los materiales a base de solventes. La tecnología de tinta con alto contenido de sólidos también puede resultar en una reducción del uso de solventes orgánicos.
Las emisiones de solventes se pueden reducir al reducir la temperatura de las soluciones humectantes o humectantes. En aplicaciones limitadas, los solventes pueden capturarse en materiales adsorbentes como el carbón activado y reutilizarse. En otros casos, las ventanas de operación son demasiado estrictas para permitir que los solventes capturados se reutilicen directamente, pero se pueden recuperar para reciclarlos fuera del sitio. Las emisiones de solventes pueden concentrarse en los sistemas de condensadores. Estos sistemas consisten en intercambiadores de calor seguidos de un filtro o precipitador electrostático. El condensado pasa a través de un separador de agua y aceite antes de su disposición final.
En operaciones más grandes, se pueden usar incineradores (a veces llamados postquemadores) para destruir los solventes emitidos. Se pueden usar platino u otros materiales de metales preciosos para catalizar el proceso térmico. Los sistemas no catalizados deben operar a temperaturas más altas, pero no son sensibles a los procesos que pueden envenenar los catalizadores. La recuperación de calor es generalmente necesaria para que los sistemas no catalizados sean rentables.
Tecnologías de recuperación de plata
El nivel de recuperación de plata del fotoefluente está controlado por la economía de la recuperación y/o por las normas de descarga de la solución. Las principales técnicas de recuperación de plata incluyen electrólisis, precipitación, reemplazo metálico e intercambio iónico.
En la recuperación electrolítica, la corriente pasa a través de la solución que contiene plata y el metal plateado se deposita en el cátodo, generalmente una placa de acero inoxidable. La hojuela de plata se cosecha flexionando, astillando o raspando y se envía a una refinería para su reutilización. Intentar reducir el nivel de plata de la solución residual significativamente por debajo de 200 mg/l es ineficaz y puede provocar la formación de sulfuro de plata no deseado o subproductos sulfurosos nocivos. Las celdas de lecho empacado son capaces de reducir la plata a niveles más bajos, pero son más complejas y costosas que las celdas con electrodos bidimensionales.
La plata se puede recuperar de la solución por precipitación con algún material que forme una sal de plata insoluble. Los agentes precipitantes más comunes son la trimercaptotriazina trisódica (TMT) y varias sales de sulfuro. Si se utiliza una sal de sulfuro, se debe tener cuidado para evitar la generación de sulfuro de hidrógeno altamente tóxico. TMT es una alternativa inherentemente más segura introducida recientemente en la industria del fotoprocesamiento. La precipitación tiene una eficiencia de recuperación superior al 99%.
Los cartuchos metálicos de reemplazo (MRC) permiten el flujo de la solución que contiene plata sobre un depósito filamentoso de metal de hierro. El ion plata se reduce a plata metálica a medida que el hierro se oxida a especies solubles iónicas. El lodo plateado metálico se deposita en el fondo del cartucho. Los MRC no son apropiados en áreas donde el hierro en el efluente es una preocupación. Este método tiene una eficiencia de recuperación superior al 95%.
En el intercambio iónico, los complejos de tiosulfato de plata aniónico se intercambian con otros aniones en un lecho de resina. Cuando se agota la capacidad del lecho de resina, se regenera capacidad adicional extrayendo la plata con una solución concentrada de tiosulfato o convirtiendo la plata en sulfuro de plata en condiciones ácidas. En condiciones bien controladas, esta técnica puede reducir la plata por debajo de 1 mg/l. Sin embargo, el intercambio iónico solo se puede utilizar en soluciones diluidas en plata y tiosulfato. La columna es extremadamente sensible a la separación si la concentración de tiosulfato del afluente es demasiado alta. Además, la técnica requiere mucha mano de obra y equipo, lo que la hace costosa en la práctica.
Otras tecnologías de control de fotoefluentes
El método más rentable para manejar los efluentes fotográficos es a través del tratamiento biológico en una planta secundaria de tratamiento de residuos (a menudo denominada planta de tratamiento de propiedad pública o POTW, por sus siglas en inglés). Varios componentes o parámetros del efluente fotográfico pueden estar regulados por permisos de descarga de alcantarillado. Además de la plata, otros parámetros regulados comunes incluyen el pH, la demanda química de oxígeno, la demanda biológica de oxígeno y los sólidos disueltos totales. Múltiples estudios han demostrado que no se espera que los desechos del fotoprocesamiento (incluida la pequeña cantidad de plata que queda después de una recuperación razonable de plata) después del tratamiento biológico tengan un efecto adverso en las aguas receptoras.
Se han aplicado otras tecnologías al fotoprocesamiento de desechos. En algunas regiones del mundo se practica el arrastre para su tratamiento en incineradores, hornos de cemento u otra disposición final. Algunos laboratorios reducen el volumen de solución que se va a transportar mediante evaporación o destilación. Se han aplicado otras técnicas oxidativas como la ozonización, la electrólisis, la oxidación química y la oxidación con aire húmedo a los efluentes de fotoprocesamiento.
Otra fuente importante de carga ambiental reducida es a través de la reducción de la fuente. El nivel de plata recubierta por metro cuadrado en productos sensibilizados está disminuyendo constantemente a medida que nuevas generaciones de productos ingresan al mercado. A medida que disminuyen los niveles de plata en los medios, también disminuye la cantidad de productos químicos necesarios para procesar un área determinada de película o papel. La regeneración y la reutilización de los desbordamientos de solución también han resultado en una menor carga ambiental por imagen. Por ejemplo, la cantidad de agente revelador de color requerida para procesar un metro cuadrado de papel de color en 1996 es menos del 20% de la requerida en 1980.
Minimización de residuos sólidos
El deseo de minimizar los desechos sólidos está alentando los esfuerzos para reciclar y reutilizar los materiales en lugar de desecharlos en vertederos. Existen programas de reciclaje para cartuchos de tóner, casetes de película, cámaras de un solo uso, etc. El reciclaje y la reutilización de envases también son cada vez más frecuentes. Se están etiquetando adecuadamente más embalajes y piezas de equipos para permitir programas de reciclaje de materiales más eficientes.
Diseño de análisis de ciclo de vida para el medio ambiente.
Todos los temas discutidos anteriormente han resultado en una mayor consideración del ciclo de vida completo de un producto, desde la adquisición de recursos naturales hasta la creación de los productos, hasta el tratamiento de los problemas del final de la vida útil de estos productos. Se están utilizando dos herramientas analíticas relacionadas, el análisis del ciclo de vida y el diseño para el medio ambiente, para incorporar cuestiones ambientales en el proceso de toma de decisiones en el diseño, desarrollo y ventas de productos. El análisis del ciclo de vida toma en consideración todas las entradas y flujos de materiales para un producto o proceso e intenta medir cuantitativamente el impacto en el medio ambiente de las diferentes opciones. El diseño para el medio ambiente tiene en cuenta varios aspectos del diseño del producto, como la reciclabilidad, la reelaboración, etc., para minimizar el impacto sobre el medio ambiente de la producción o eliminación del equipo en cuestión.