eliminacion y tratamientos de residuos industriales …
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DE MEXICO
ESCUELA NACIONAL DE ESTUDIOS PROFESIONALES CAMPUS ARAGON
26
ELIMINACION Y TRATAMIENTOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS
T E S$ I $s QUE PARA OBTENER EL TITULO DE;
INGENIERO MECANICO ELECTRICO PRESENTAN: OSCAR MARTINEZ HERNANDEZ SANTIAGO ALFARO HIDALGO
ASESOR: ING. JORGE ANTONIO RODRIGUEZ LUNA
SAN JUAN DE ARAGON, EDO. DE MEXICO 2000
UNAM – Dirección General de Bibliotecas
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ESCUELA NACIONAL DE ESTUDIOS PROFESIONALES ARAGON - UNAM
JEFATURA DE CARRERA DE INGENIERIA
MECANICA ELECTRICA.
ADAP NATIONAL OFICIO No. ENAR/JAME/0743/2000. AVENMA LE
MEYiey?
ASUNTO: Sinodo.
LIC. ALBERTO IBARRA ROSAS SECRETARIO ACADEMICO PRESENTE
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Por este conducto me permito reiacionar los nombres de los Profesores que sugiero integren e] Sinodo del Examen Profesional dei alumno, SANTIAGO ALFARO HIDALGO, con Numero de Cuenta: 9017687-6, con e] tema de tesis: “ELIMINACION Y TRATAMIENTOS DE RESMUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS”.
PRESIDENTE: * M.en I. ALBERTO REYES SOLis OCTUBRE 79 VOCAL: ING. JORGE A.RODRIGUEZ LUNA MAYO 89 SECRETARIO: ING. ADRIAN PAREDES ROMERO MAYO 90 SUPLENTE: ING. ALEJANDRO RODRIGUEZ LORENZANA MAYO 91 SUPLENTE: ING. JOSE LUIS GARCIA ESPINOSA AGOSTO 98
Quiero subrayar que el Director de Tesis es el Ing. Jorge A. Rodriguez Luna, el cual esta incluido en base a Io que reza el Reglamento de Examenes Profesionales de esta Escuela.
ATENTAMENTE _ : “POR MI RAZA HABLARA EL ESPIRITU” San Juan dg Aragon, Edo. de Méxic: is
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ING. IVAN MUNOZ SOLIS.
¢cp.-Lic. Ma Teresa Luna Sanchez.- Jefa del Depto, de Servicios Escolares, Jorge A. Rodriguez Luna.- Asesor de Tesis.
\auzno.
IMS/opy
ESCUELA NACIONAL DE ESTUDIOS PROFESIONALES ARAGON - UNAM
JEFATURA DE CARRERA DE INGENIERIA
MECANICA ELECTRICA.
WAL OFICIO No. ENAR/JAME/0744/2000. WVLMADAL NAC
AVENMA I MLC
ASUNTO: Sinodo.
LIC. ALBERTO IBARRA ROSAS SECRETARIO ACADEMICO PRE SE NT E
Por este conducto me permito relacionar los nombres de los Profesores que sugiero integren el Sinodo del
Examen Profesional def alumno, OSCAR MARTINEZ HERNANDEZ, con Numero de Cuenta:
8902735-2, con el tema de tesis: “ELIMINACION Y TRATAMIENTOS DE RESIDUOS
INDUSTRIALES PELIGROSOS”.
PRESIDENTE: M.en I, ALBERTO REYES SOLIS OCTUBRE 79
VOCAL: ING. JORGE A.RODRIGUEZ LUNA MAYO 89
SECRETARIO: ING. ADRIAN PAREDES ROMERO MAYO 90
SUPLENTE: ING. ALEJANDRO RODRIGUEZ LORENZANA MAYO 91
SUPLENTE: ING. JOSE LUIS GARCIA ESPINOSA AGOSTO 98
Quiero subrayar que el Director de Tesis es el Ing. Jorge A. Rodriguez Luna, el cual esta incluido en base a lo
que reza el Reglamento de Examenes Profesionales de esta Escuela.
ATENTAMENTE
cop. Lic Ma. Teresa Luna Sanchez. Jefa det Depto. de Servicios Escolares.
Jorge A Rodriguez Luna.- Asesor de Tesis \ Alumno
IMS/opy
DEDICATORIAS
wt ustedes; gue me formaron con mane dura;
desde los cimientes de esta larga carrer:
Dedico este logro; det cuat ustedes son parte
apoyo e impulse para seguir adelante con ledes
mis proyectos; @ pesar de las adveridades gue
wt mis heamanes:
conmigae en todo momenta:
et mis abuelos y Wos
For apoyarme en lode momento cuande los he
necesilada
los ingentcros povsu apoyo tncondicional.
Ing: Mberto Reyes Solis Ing: forge dA. Rodriguey Luna
Ing: Adrian Paredes Romer
PLACA
wh hombre le loca hacer planes
Y al senor diriginsus pasos:
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A ustedes; gue me formaron con mano dura,
Dedico este legre; det cuat ustedes son parte
fendamental, gracias fo darme tn fucrya; eb
apoyo ¢ impulse para seguir adelante con lodes
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MiguelHMngely Mfrede Por apoyarme en lode momento cuande los he
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Ah bos ingenteros porsu- apoyo tneondicional.
Ing: Mherlo Reyes Solis
Ing: forge A: Rodruiguey Luna
Ing: Adrian Paredes Romew
Sng: Mejandr Rodrviguey Lovenyana
Ing: jose Luis Garcia Espinosa
: wt hombre le loca hacer planes
INDICE
PAG.
INTRODUCCION. 00.0 oe coos ec ceeeeesinee ceeeesiinie ceinann © cerns die fuse at snes 1
OBJETIVO... cece ce ceeeetetieteeneees e cunevneettecseseestine eee tneneee nts seeeetnees 2
CAPITULO 1 ANTECEDENTES GENERALES
1.1 SU NATURALEZA\ 00... cece ceceeeecee ee rereeseeeeseseeseeesneste ce ceuntiesee peaees 3
1.2 DATOS BISTORICOS. «0. eee cesses ce cetetessssse ceetitentises srseseeeesesees es 3
13 DESARROLLO INDUSTRIAL — MEDIO AMBIENTE... . 6 1.3.1 Acciones voluntarias a la industria. . 7
1.3.2 Residuos peligrosos en el ambiente y su efecto en la salud humana ......
1.3.3. Documentacion de algunas contingencias.
1.3.4 Sitios contaminados por residuos peligrosos...
14 INDUSTRIALIZACION Y GENERACION DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS
1.4.1 Panorama de la industria en México. 1.4.2 Estructura actual del sector industrial... 1.4.3 Generacion de residuos industriales peligrosos y su
distribucion espacial... eee ee eneeeteesesenrentennseaeat cneran vate 18
1.5 FUENTES DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS. 0.0... 24
1.6 INFRAESTRUCTURA Y SERVICIOS DISPONIBLES. .....0...0... cesses 28
CAPITULO 2 TIPOS DE RESIDUOS
2.1 RESIDUOS SIN MATERIAL RADIACTIVO 2.1.4 Clasificacién.
2.1.2 Gestién de residuos
2.2 RESIDUOS CON MATERIAL RADIACTIVO. 2.2.1 Clasificacién.
2.2.2 Gestién de residuos
CAPITULO 3 TRATAMIENTOS
3.1 3.2
3.3 3.4
3.5
3.6
3.7 3.8 3.9 3.10
3.11 3.12
3.13 3.14 3.15
3.16 3.17 3.18 3.19
3.20 3.21 3.22
3.23TECNOLOGIAS DE INNOVACION.
ABSORCION.... ADSORCION... AGOTAMIENTO CON VAPOR CENTRIFUGACION
CONDENSACION . 48 CRISTALIZACION. 49 DECANTACION . 50 DECAPADO, | DESTILACION, 52 EVAPORACIO! 54 EXTRACCION. 55 FILTRACION .. FLOTACION FUNDICION... INCINERACION MOLIENDA. . 67 PRENSADO. .. 68 REACCION...... . 69 SECADO.....-...c0c0 70 SEDIMENTACION. 71 TENIDO.......0. .-.-.- 72 TRATAMIENTO DE AGUAS.
CAPITULO 4 PROCESO DE INCINERACION
4.1 INCINBRACION. 000... cccsessessssssnsnssststensnesveetsnsnnnsevevensnieescnecenensnenentees 81
4.2 QUIMICA DE LA INCINERACION. 0000s: SE
4.3 TERMODINAMICA DE LA INCINERACION.....cccsscsssssssecceessssesseseeeeteeeess 82
4.4 TRANSFERENCIA DE CALOR .....ccccccccccscssssscsceeseeseecteeneeeeentees seneeeesteeeneeeee 83
4.5 PRINCIPIOS DE DISENO...
_ 85 4.5.2 Consideraciones para la combustion de residuos....... .. 88 4.5.1 Evolucién de las tecnologias de ‘tratamiento técmico.
4.5.3 Calor de combustion...
45.4 Balance de materia.. 4.5.5 Balance de energia.. 4.5.6 Exceso de aire.. 4.5.7 Procedimiento de
88 88
89 .. 90
~ 91
46 PARAMETROS DE DISENO. ol 4.6.1
4.6.2 4.6.3 4.64 4.6.5
466 4.6.7
4.7 OPERACION Y CONTROL. 471 4.7.2 4.73
4.74
Temperatura......... . 91
Tiempo de residenci . 91
Turbulencia.......... . we 92 Presion 92 Suministro de aire
Materiales de construccion. Aspectos adicionales.
92 92 92
Control de la alimentacién de residuos y de emisiones. Control de la temperatura. Alimentacién de residuos al equipo.. Equipos y servicios auxiliares
4.7.5 Mal funcionamiento de los equipos.. . 101
CAPITULO 5 —_ LEGISLACION
5.1 ORTIENTACIONES Y PRINCIPIOS. 0000. ce eens rene seeeretees eens 102
5.2 ASPECTOS JURIDICO —- NORMATIVOS Y CUMPLIMIENTO DE LA LEY... ccccccccesscesnesesessesecneaeeeeacessscereueavaeneenes 105
CONCLUSIONES. 000.0... cccseceeccetceceseecercnceecesenssescueseneetensnesensnteceeneresenerensentieseeenesaneeanen see 115
GLOSARIOL oo seccccsseccssssscssssssssonsensnscensnnesecssssecsenecersneesesneeseseteessnteessuteersuaesessntesssseeesenneteae LEG
BIBLIOGRAFIA.....
INTRODUCCION
El gran desarrollo de las sociedades industrializadas al paso de los afios ha llevado
consigo una serie de ventajas indiscutibles, el nivel y calidad de vida han aumentado
considerablemente, estableciéndose una sociedad mas consumista, lo que ha implicado una
mayor necesidad de ofrecer, por parte de las diferentes industrias, diversos procesos
industriales y de servicios, estos factores han sido la causa principal de la aparicion de
residuos de diferentes tipos, que deben ser tratados con el fin de eliminarlos o bien para ser
reutilizables Estos tratamientos pueden llevar consigo la degradacion paulatina del medio
ambiente con la consabida problematica que ésto representa para las futuras generaciones.
La problematica relacionada con los residuos industriales peligrosos es muy
compleja e involucra aspectos técnicos, politicos y sociales, ya que el desarrollo industrial que ha tenido el mundo y nuestro pais en las ultimas décadas no se corresponde con un
esfuerzo similar en ef desarrollo de instalaciones apropiadas para el almacenamiento,
recoleccidn, transporte, tratamiento y disposicion final de este tipo de residuos.
Por todo ello es necesario conocer en primer lugar los antecedentes generales que se describen en el capitulo mimero uno.
En el capitulo nimero dos se discute en forma ordenada un panorama general de la
importancia que tienen los residuos con y sin material radiactivo que se generan y su
clasificacién; asi como la descripcion de las caracteristicas y propiedades que tienen dichos
residuos.
Por lo que respecta al capitulo tres, se mencionan las alternativas que se tienen
como tratamientos, proporcionando un esquema de cada uno. De ésta forma se dan bases a
las instituciones y grupos que estén relacionados con el manejo y disposicién de residuos
peligrosos, para que mediante un andlisis mas profundo de todos los aspecios involucrados,
se consideren dichos procesos como una alternativa.
En el capitulo cuatro, se explica mas detalladamente el tratamiento de incineraci6n,
ya que su proceso térmico, es el que reduce y elimina mas eficientemente el potencial
nocivo de los residuos peligrosos, mencionando asi, sus principios, parametros de disefio,
etc.
Finalmente, el capitulo cinco contiene los aspectos desde el punto de vista
legislativo como son. leyes generales en proteccion al ambiente, reglamentos, normas,
auditorias, etc.
La legislacion ambiental ha evolucionado, por lo que en este capitulo se dara a
conocer, la legislacion que actualmente se maneja.
OBJETIVOS
Con el presente trabajo, se pretende tener alternativas para elegir el tratamiento mas adecuado en un residuo industrial peligroso, identificando los tipos de materiales utilizados, de acuerdo a su toxicidad, reactividad, corrosividad e inflamabilidad, o en su defecto, el
proceso de eliminacion, asi como el conocer su legislacion.
Con esta informacién se podran evaluar los efectos que se pueden ocasionar a la salud, vida en la tierra, rios, mares y ambiente en general, lo que permitira determinar una
buena eleccion para tales residuos.
Asegurar el manejo adecuado de mas de la mitad de los Residuos Industriales Peligrosos al afio 2000 y sentar las bases para una ampliacion progresiva de esta cobertura
Promover la minimizacién en la generacién de los Residuos Industriales Peligrosos y en los riesgos inherentes a su manejo, incentivando cambios hacia procesos y tecnologias
cada vez mas limpias
CAPITULO 1 ANTECEDENTES GENERALES
1.1 SU NATURALEZA
Dos factores basicos han hecho que los residuos industriales se vuelvan un
problema ecoldgico: el crecimiento de la poblacion y la difusion de la tecnologia . Existen mas personas que nunca sobre nuestro planeta, y muchas de ellas ya estan, o estaran pronto
empleando tecnologia en escala sin precedentes. Esta explosion demografica y galopante tecnologia significa que estamos usando enormes cantidades de energia y materia prima de ja tierra, y creando grandes voliimenes de residuos, ocasionando asi una crisis ecoldgica
mundial.
En rios y canales se vierten residuos industriales, detergentes, aguas residuales, botellas y basura en descomposicion, ademas los petroleros lavan sus bodegas cerca de las costas provocando manchas de petréleo que llegan hasta las playas.
Estos no son incidentes aislados, sino mas bien parte de una crisis de una
contaminacion mundial causada por nuestro mal manejo del ambiente. Hemos envenenado el aire, el agua y el suelo con contaminantes. Hemos trastornado comunidades naturales de tal forma que estan afectando nuestro propio lugar en el complejo sistema que se ha llamado “la gran cadena de ja vida”. Y acaso estamos desequilibrando grandes fuerzas naturales en la tierra, atmésfera y océanos de una manera que podria ser desastrosa para la humanidad. Hemos Hlegado al punto en que debemos comenzar a proteger el ambiente a fin
de protegernos a nosotros mismos.
1.2 DATOS HISTORICOS.
La sociedad humana siempre ha generado desechos como resultado de los procesos de produccién y consumo para satisfacer sus necesidades. Tarde o temprano los recursos
naturales extraidos de bosques, minas, pozos, mantos acuiferos y la tierra misma se convierten en basura, desperdicios o desechos.
Cuando la pobiacion era pequeiia y errante, los desechos se descomponian de maneta natural porque se trataba en gran medida de material organico. Con el surgimiento de la agricultura, hace unos 10,000 aiios, se crearon asentamientos permanentes. Aumento
la densidad demografica y con ella la generacién de desperdicios, cuyo manejo representa un problema basicamente urbano. En muchas ciudades fos desperdicios simplemente se dejaban en el suelo de las casas o se arrojaban a la calle, con lo cual subia el nivel de ésta. Durante el florecimiento de la civilizacién minoica en Creta, en los afios 3000 — 1000 a. C., los desechos se colocaban en grandes hoyos y se cubrian con tierra a intervalos. Asi pues, la idea basica de un relleno sanitario no es novedosa. En el sigio V a.C., la ciudad india de
Mohenjo Dahro tenia ya un eficaz sistema de drenaje y recoleccién de basura: cada hogar contaba con recipientes especiales para su almacenamiento temporal.
Cerca del afio 500 a. C., se promulgo en Atenas una ley que exigia llevar jos
desechos a por lo menos una milla fuera de las murallas de la ciudad, ademas los griegos crearon los primeros basureros municipales. Asimismo en Atenas se emitid el primer edicto conocido mediante el que se prohibia tirar basura en las calles
En el México — Tenochtitlan del siglo XVI estaba prohibido tirar basura en la calle (habia empleados para barrerla) y se penalizaba a los infractores de tal ordenamiento. Los mexicas practicaban un reciclaje intensivo
En cada hogar habia recipientes para almacenar !a orina humana, que servia como mordente en el tefiido de telas Al perro itzcuintle lo alimentaban con desperdicios organicos, como came putrefacta o tortillas duras. Estas practicas eliminaban el problema
de la disposicién de desechos, prevenian la contaminacion de los lagos circundantes y daban un uso productivo a los desperdicios al tratarlos como recursos.
Siglos después, la revolucion industrial dio paso a un nueva ola de generacién de residuos, los cuales al principio no se les percibia como una amenaza para los equilibrios naturales del planeta, pero al paso del tiempo y con e! aumento de industrias, asi como su desarrollo industrial, no sdlo se consumen cada vez mas los recursos naturales, tales como el agua, el aire las materias primas etc., sino también se han incrementado los residuos
industriales peligrosos, donde no se han tomado las medidas oportunas y correctas, tales son los casos de paises industrializados como Love canal en Estados Unidos por el enterramiento inapropiado de desechos toxicos, o ef efecto ocasionado por dichos residuos peligrosos en el incidente de Minamata en Japén durante la década de los 60, el cual causd Ja muerte a cientos de personas por envenenamiento, al ingerir moluscos contaminados con mercurio, ésto fue determinante para que esta nacién se convirtiese en el primer pais
obligado a crear regulaciones ambientales y a ejercer mayor control sobre el manejo de residuos industriales peligrosos.
Por otra parte en Europa, la necesidad de crear legislaciones ambientales, se puso en evidencia cuando en febrero de 1972, en el Reino Unido, se presenté un caso de toxicidad aguda en nifios expuestos a sales de arsénico, provenientes de tambores que habian sido enterrados en areas habilitadas con fines recreacionales.
Con el desarrollo tecnolégico se crean y se generan otros tipos de residuos, los
radiactivos praducidos por Ja industria nuclear. Un caso muy mencionado que afecto a la humanidad fue ef de Chernobyl el cual ocasiono acumulacién de elementos radiactivos en el cuerpo humano. Dicha acumulacién provoco lesiones organicas en ciertos tejidos o
estructuras vitales con demostrada fragilidad ante agentes cancerigenos clasicos.
Asi a paso del tiempo se han venido generando residuos industriales peligrosos, de distintas formas, los cuales son, en suma, un problema actual.
La industria reviste una enorme importancia para México. Ha sido en gran medida ja impulsora de la urbanizacién del pais, ha favorecido el surgimiento de un sector de servicios que ha consolidado a las metropolis y ciudades medias, y en la actualidad
representa uno de los principales elementos dinamizadores del desarrollo. No obstante, ello le exige superar sus limites y responder a los nuevos retos que le plantea la apertura externa y el nuevo contexto internacional, asi como las demandas de la sociedad por un ambiente y
una economia sanos, capaces de sostener niveles de bienestar creciente.
La industria utiliza materias primas, energia, capital y trabajo humano para generar bienes socialmente deseables, pero también, sus procesos productivos arrojan al ambiente subproductos indeseables para los cuales, generalmente, no hay precios positivos ni mercados. Entre ellos estan las emisiones de contaminantes a la atmdsfera, las descargas de
aguas residuales y los residuos peligrosos y no peligrosos.
En etapas incipientes del proceso de industrializacion, el volumen de generacion de residuos peligrosos es relativamente pequefio y permite que éste sea asimilado dentro de las capacidades de cargas de suelos, cuerpos de agua y drenajes urbanos. Sin embargo, al avanzar el proceso, el volumen desborda las capacidades biofisicas de asimilacion y
manejo, convirtiéndose en un reto enorme de gestion industrial y de politica ambiental.
En México, se sabe que hasta 1970 practicamente no se aplicé ningun criterio ambiental para el desarrollo industrial, aunque habia indicios de impactos crecientes, particularmente en términos de contaminacién atmosférica y la generacion de desechos. Se estima que entre 1950 y 1960 estos efectos se incrementaron conforme !a industria fue recomponiéndose, aumentando la presencia de ciertas ramas y tecnologias mas
contaminantes. Adicionalmente, las afectaciones ambientales derivadas de la industria eran asumidas como efectos locales y eran percibidas a una escala que, se pensaba, no ameritaba una preocupacién mayor. En cuanto al uso de recursos naturales, predominaba la idea de su explotacion como fuente inagotable y, por tanto, sin necesidad de imponerle restricciones.
La politica de precios bajos de la energia propicid su uso intensivo y dispendioso y un crecimiento de la demanda energética mas acelerado que el del valor y volumen del producto industrial. A su vez, la proteccién externa al favorecer la fijacién de precios sin referencia internacional, indujo una estructura de costes en que la energia no tenia gran relevancia, ya que con los precios publicos se subsidiaba; ésto distorsioné la estructura de
precios relativos y alenté adicionalmente dicho crecimiento. De 1950 a 1970, el consumo de gas aumenté 33 veces, el de diesel 8.2, el de lubricantes 40, el de gasolina 4 y el de electricidad casi 7 veces, al tiempo que fa cantidad de vehiculos automotores se sextuplicd en ese mismo periodo. Puede afirmarse, entonces, que Ios precios bajos de energia y transporte, el sistema de proteccién externa y de subsidios, la promocién del autotransporte de carga y pasajeros en detrimento del transporte ferroviario, y los estimulos implicitos a la concentracién industrial, junto con la falta de una politica ambiental, configuraron el cuadro
para un rapido crecimiento de los indices de contaminacion.
Por otra parte, la reestructuracién productiva de finales del periodo sustitutivo de
importaciones hizo que cambiara el panorama en cuanto a las ramas mas contaminantes y riesgosas. En general, la produccién eléctrica, quimica y de derivados del petroleo se colocaron como jas mas dinamicas. A ello se sumdé la produccién de fibras sintéticas,
resinas, fertilizantes, plasticos, pinturas, pigmentos y gases industriales.
Algo similar sucedio con el papel, el hule, la metalmecanica, el cemento y la
produccién de maquinaria.
AI mismo tiempo, el margen de accion dado por el auge petrolero y la deuda externa
hizo que se acentuara todavia mas el esquema de subsidios a la energia y al autotransporte.
1.3 DESARROLLO INDUSTRIAL - MEDIO AMBIENTE
A finales de los afios 80 y en los ultimos afios se proponen iniciativas para disminuir © evitar la contaminacion, o incluso para crear empresas y actividades directamente relacionadas con la proteccién del medio ambiente.
En el momento actual, con problemas econdmicos de todo tipo y a todos los niveles, y con una lucha intensa de competencias y de captacién de mercados, la industria se enfrenta ademas a tener que hacer realidad los buenos deseos medioambientales y a las
presiones de la administracién y de la opinion publica.
EI desarrollo industrial se efectué para mejorar la calidad de vida de la poblacion, y sin embargo, generé perturbaciones ambientales de todo tipo, con las que en ese momento no se contaba.
La realidad en estos momentos es que muchas empresas tratan sus problemas medioambientales en un nivel muy superficial, y deben ponerse en marcha programas
sencillos de informacién y dialogo entre todos los implicados. Empresa, Administracion, consumidores, defensores del medio ambiente y técnicos e ingenieros ambientalistas.
La proteccién del medio ambiente es, desde hace varios afios, una prioridad. Si se
entrega una actitud ambientalista en la gestion empresarial, pueden surgir varias ventajas en la calidad de vida de los trabajadores, en fa calidad de los productos fabricados, en la imagen de la empresa y en definitiva, en mejoras del mercado frente a la competencia.
La actitud natural de la empresa es, por ahora, la solucién mas viable y que se ha revelado como la de més éxito: lucha por la supervivencia y dominio sobre la competencia
A veces existen actitudes ambientales empresariales éticas y responsables, aunque
no son las mas frecuentes.
Si la empresa ve que una nueva tecnologia le permite mejorar sus procesos de
produccion, reducir sus costos y al mismo tiempo agradar a sus clientes, reaccionara de
modo inmediato en este sentido.
Se ha visto que en los paises desarrollados, las areas con una economia sana y préspera coinciden en haber puesto en marcha programas de proteccién ambiental, y se observa una clara interaccién entre prosperidad y alta calidad del medio ambiente.
La empresa puede obtener ventajas muy claras con una actitud positiva y “pensante”
frente a los problemas medioambientales:
- Reduccion de costos
- Adetantos tecnoldgicos. ~ Mejoras de mercados. - Ventajas frente a la competencia. - Mejoras de imagen.
- Mejoras de calidad de vida de sus operarios. - Mejoras en la seguridad. - Garantias de continuidad de ja actividad de la industria.
1.3.1 Acciones voluntarias a la industria.
Existen ya bastantes sectores del tejido industrial que han sido capaces de desenvolverse conciliando su actividad productiva con el medio ambiente, o que, incluso,
han pasado a actuar como ecoindustrias o como prestadoras de servicios en areas relacionadas con la proteccién ambiental.
Estos sectores incluyen, fundamentalmente, al sector quimico, a los laboratorios
quimico-farmacéuticos, a las empresas de gestion de residuos industriales y a las gestoras de residuos urbanos.
También actian, aunque a menor escala, ciertas industrias metalmecanicas, fas de la
energia y algunas que por su ubicacién dentro de zonas urbanas, 0 por otras circunstancias, necesitan tomar medidas avanzadas en la calidad de sus emisiones, sobre los ruidos, sobre
los olores o sobre su imagen externa de paisaje industrial.
En otro orden de cosas, y a nivel de organos y asociaciones, existen instituciones
como el Consejo Europeo de la Industria Quimica, que agrupa a casi todos los paises de Europa Occidental, que proponen medidas correctivas a los problemas ambientales de su sector, como, por ejemplo:
- Instaurar cédigos de buena practica. - Favorecer acuerdos entre la Administracién y las Industrias. ~ Poner en marcha normas voluntarias sin obligacion legal. - Promover la gestién ambiental de la empresa. - Marcar una linea general de acuerdos y actuaciones voluntarias de mejora ambiental.
En la misma linea, la Camara Internacional de Comercio, aparte de promover actualmente las auditorias ambientales, establecié la carta para el desarrollo sostenido,
dentro de la cual existen tres principios de caracter ambiental, como son:
- Sin crecimiento econdmico no existe solucién al problema ambiental, al faltar recursos. - El problema ambiental no debe crear zonas turbulentas en el comercio internacional. - Es importante desarrollar una politica ambiental comain entre los paises desarrollados y
los que estan en vias de desarrollo.
1,3 2 Residuos peligrosos en el ambiente y su efecto en la salud humana.
La importancia de manejar adecuadamente los residuos industriales peligrosos se deriva de la necesidad de controlar sus efectos adversos para la salud humana y los ecosistemas. Desafortunadamente, estas implicaciones no fueron tomadas en consideracion
sino hasta muy recientemente.
En el aspecto de salud, en los ultimos afios se han acumulado evidencias sobre los efectos adversos para la salud humana debidos a la exposicion a quimicos toxicos,
contaminacién de aguas superficiales y subterraneas y contaminacién atmosférica por volatilizacion y quema; es decit, por el mal manejo de los residuos industriales peligrosos. Los problemas ambientales y de salud piblica que acarrea su disposicién final inadecuada son de tal magnitud que puede decirse que constituyen uno de los desafios mas importantes que enfrenta la sociedad humana.
Las etapas de interaccién de los residuos industriales peligrosos con el organismo humano son las siguientes:
- Exposicién: se considera que un individuo esta expuesto cuando el
fesiduo se encuentra en la vecindad inmediata de las vias de ingreso al organismo: respiratoria (inhalacién); tegumentaria (absorcién a través de la piel y las mucosas) y
gastrointestinal (ingestion).
~ Absorcién: consiste en el paso del residuo a través de las membranas bioldgicas corresporidientes a la circulacion sistémica. En la sangre tas sustancias que lo componen lo solubilizan en el plasma y/o se unen a las proteinas plasmaticas 0 a los globulos rojos.
- Eliminacién: ocurre ya sea por excrecion urinaria y/o intestinal y por biotransformaci6n. En términos globales, el metabolismo tiende a generar sustancias menos
activas y facilmente excretables.
- Acumulacién: de acuerdo con las caracteristicas fisicoquimicas del residuo, puede llegar a fijarse en ciertos liquidos y acumularse en ellos e¢ interaccionar con las macromoléculas celulares
La informacion acerca de los efectos potenciales en la salud de los residuos
industriales peligrosos ha sido obtenida a partir de:
« Estudios experimentales realizados en animales expuestos en forma controlada
a los residuos o a Jas sustancias que hacen peligroso al residuo.
e Evaluacion clinica de trabajadores expuestos a dichas sustancias 0 residuos en el
ambiente laboral.
« El examen de personas que accidentalmente entraron en contacto con residuos 0 residentes de lugares empleados previamente como depdsito de dichos residuos.
® Estudios epidemiolégicos de poblaciones con algin grado de exposicion a
residuos peligrosos.
Cada sociedad debe decidir qué riesgos considera excesivos o inaceptables y, con base en ello, definir sus marcos regulatorios y de gestién de sustancias quimicas En
particular, se hace necesario considerar los siguientes aspectos:
Impactos ecoldgicos en los medios Impactos en recursos hidricos Riesgos de salud ambiental (toxicos) Riesgos por accidentes o contingencias o
oog
a Impactos ecolégicos en los medios
Una vez en el ambiente los residuos toxicos pueden ser ingeridos y retenidos en altas
concentraciones por los organismos vivos, ocasionandoles serios trastomos, incluso la
muerte. Si se encuentra en bajas concentraciones, causan efectos subletales, como la
reduccién del tiempo de vida de ciertas especies o el incremento de la suceptibilidad a
enfermedades o bien pueden causar efectos mutagénicos y teratogénicos.
La presencia de compuestos quimicos extrafios para los ciclos naturales, puede también interferir con la movilidad de otros compuestos que son importantes para los
procesos bioldgicos. Los organismos poseen una resistencia variable a los contaminantes,
segun el grado de aclimatacién al toxico. Por ejemplo algunas especies de animales son capaces de acoplar y de disminuir o anular la toxicidad de algunos metales pesados
incorporandolos en proteinas; sin embargo, otfos compuestos, como los organociorados, pueden dar lugar a metabolismos de mayor toxicidad que el compuesto que los genera
En México existen pocas experiencias de estudios sistematicos sobre el efecto al
ambiente causado por residuos peligrosos, su tiempo de residencia en los ecosistemas, sus flujos y destino final y sus posibles impactos sobre la biota y la salud humana.
Los ecosistemas mantienen capacidades de carga limitadas para asimilar sustancias.
La presencia y cantidad de las sustancias introducidas puede representar un riesgo de
desequilibrio para ellos, con la consecuencia de degeneracién de los ciclos naturales de
materiales y agotamiento de recursos.
Algunos de los procesos naturales mas relevantes en el movimiento de sustancias toxicas y de residuos peligrosos en el ambiente, son:
La lixiviacion
La absorcién
La desorcion
La volatilizacion La bioacumulacion
La lixiviacién es la transferencia de un componente soluble de un solido a un disolvente adecuado.
La absorcién es el proceso mediante el cual una sustancia se transfiere de un fluido (liquido o gas) a un liquido o sdlido absorvente quedando disuelta en él. Un proceso de absorcion critico en la estabilidad climatica del planeta es el del bidxido de carbono que al ser absorbido por el agua del mar puede ser capturado por el plancton. Este proceso es el mismo para contaminantes tales como los organicos persistentes que se han acumuiado en los océanos y la atmésfera, imponiendo riesgos para los organismos que los habitan.
La desorcién es el proceso inverso de la absorcién, es decir ia transferencia de un
componente sdlido o liquido a gas.
La volatilizacién consiste en ta evaporacién de parte de un componente, el cual
genera o se incorpora a una fase gaseosa; en este proceso ocurre una concentracién de componentes tanto en la fase liquida como en ja fase gaseosa. La volatilidad de compuestos organicos en residuos del manejo de combustibles y otros derivados del petrdleo imponen Tiesgos de inhalacion de sustancias toxicas.
La bioacumulacién describe la tendencia de ciertas sustancias a acumularse en los tejidos de los organismos vivos. La tendencia de una sustancia a bioacumularse se relaciona con las caracteristicas hidrofébicas 0 lipofilicas, por lo que la prediccién de algunos valores
de bioconcentracién se basa en é! coeficiente de particion octanol/agua (Kow) y otras caracteristicas fisico — quimicas. Ciertos plaguicidas como el DDT, el aldrin y el endrin mantienen un elevado grado de bioacumulacion.
a Impactos en recursos hidricos
Sin lugar a dudas, una de las consecuencias mas graves y de mayor preocupacién que pueden generar las malas practicas para la disposicién de los residuos peligrosos, es la
afectacion de los recursos hidricos superficiales y subterraneos. En el primer caso la contaminacién se produce al infiltrarse el agua de lluvia a través de los residuos depositados en barrancas, cauces de rios, laderas y grietas, circulando posteriormente con su carga contaminante hacia los cuerpos de agua ubicados en la vertiente. En el caso de los recursos hidricos subterraneos, la contaminacion se da mediante un proceso similar, ya que
durante y después de los episodios de precipitacion pluvial, el agua que se ha filtrado por
los desechos y que contiene una alta carga contaminante, puede migrar al acuifero y afectar su calidad.
Pueden intervenir factores que en algunos casos Hegan a mitigar esta afectacion,
como son los siguientes:
- Presencia de acuiferos de tipo libre pero con niveles muy profundos, que presentan una zona no saturada potente, en la cual una gran parte de la carga
contaminante puede quedar retenida.
- Presencia de acuiferos de tipo confinado o semiconfinado, en los cuales el material que almacena y hace que se transmita el agua, es cubierto por
horizontes practicamente impermeables o muy poco permeables respectivamente, por lo que los fluidos contaminados no llegan al acuifero.
De los diversos compuestos quimicos encontrados en aguas subterraneas, los
organicos son los que representan el mayor riesgo por sus efectos en el ambiente y en la
salud humana. Dentro de este grupo de compuestos, los disolventes industriales y los
hidrocarburos aromaticos derivados del petroleo son los mas comunes. Muchos de los
problemas de contaminacién ocurren por fugas, derrames y disposicion de liquidos
organicos inmiscibles en la superficie del agua, los cuales se inscriben dentro de fases
Kiquidas no acuosas. Estos fluidos inmiscibles en la superficie del agua pueden clasificarse
en dos categorias: aquellos cuya densidad es mayor que la del agua, que incluyen a los solventes como el percloroetileno y tricloroetileno, sustancias como la creosota, ciertos
compuestos organicos policlorados y algunos plaguicidas, y otros mas ligeros que el agua,
donde se incluyen compuestos como el benceno, tolueno, etilbenceno y xileno.
Los compuestos cuya densidad es mayor que la del agua se utilizan cominmente en
tintorerias, preservacién de madera, industria electronica y eléctrica, maquinado, talleres de
impresién, produccion y reparacién automotriz, asfaltado y aviacién. Estas sustancias se transforman en forma descendente y aun cuando presentan una baja solubilidad, las
concentraciones detectadas en varias regiones sobrepasan las normas de calidad de agua
potable. Los sitios contaminados con sustancias cuya densidad es mayor que la del agua
pueden representar también wna fuente significativa de contaminacion a largo plazo.
Los productos quimicos encontrados en aguas subterraneas se originan
principalmente en actividades en zonas urbanas e industriales. Por lo tanto, generalmente
Jas aguas subterréneas contaminadas se localizan cerca de areas industrializadas o
densamente pobladas, circunstancia que incrementa la posibilidad de exposici6n humana.
Algunos de los contaminantes organicos que se han detectado en aguas subterraneas representan un verdadero riesgo para la salud. Sustancias como el percloroetileno y tricloroetileno producen depresién del sistema nervioso central o afectan el funcionamiento del higado y rifidn, en tanto que el tetracloruro de carbono, ef cloroformo y el benceno son
agentes cancerigenos,
Una buena parte de los contaminantes que hacen a un residuo peligroso se encuentran en forma liquida o disuelta, por lo que una vez en el ambiente emigran en fase acuosa interactuando a su paso con las particulas del suelo. Ademas existen una gran cantidad de desechos en estado sdlido que producen lixiviados al descomponerse ¢
infiltrarse el agua de Hluvia a través de ellos
En México es alin escaso el seguimiento a problemas de contaminacion de recursos
hidricos, Destaca el trabajo sobre las posibles implicaciones ambientales del mal manejo de residuos peligrosos lievado a cabo por el Centro de Ecologia de la Universidad Nacional Autonoma de México (UNAM), el cual evalia el potencial de contaminacién de acuiferos con compuestos organicos vertidos al drenaje de! Valle de México. A pesar de que se cuenta con algunos estudios de afectacién ocasionada por residuos peligrosos de la
industria maquiladora y estudios de impacto ambiental asociados a diversas actividades y proyectos de manejo de residuos peligrosos, ain no se dispone de un banco de informacion © sistema actualizado en la materia.
Q Riesgos de salud ambiental (t6xicos)
La toxicidad de una sustancia se determina de acuerdo con los efectos letales, cronicos o subcrénicos que pueden presentarse en diferentes organismos o blancos ambientales. Sin embargo, generalmente se resaltan los efectos adversos potenciales de las sustancias sobre la salud humana. Entre los parametros de toxicidad comunmente evaluados se destacan los siguientes:
- Letalidad aguda - Efectos subletales en especies no mamiferas
- Efectos subletales en plantas - Efectos subletales en mamiferos - Teratogenicidad - Genotoxicidad/Mutagenicidad - Carcinogenicidad
Q Riesgos por accidentes 0 contingencias
Otros riesgos derivados del inadecuado manejo de tos residuos peligrosos, son incendios, explosiones, fuges o derrames de sustancias toxicas o inflamables. Estos riesgos se presentan con frecuencia durante las operaciones de transporte o transferencia, procesos de tratamiento fisico-quimico, almacenamiento de residuos incompatibles, o a causa de una inadecuada utilizacion de envases para el almacenamiento de los residuos, La falta de capacitacién del personal encargado del manejo de los residuos peligrosos, puede provocar accidentes que en algunos casos pueden alcanzar a receptores sensibles tales como
poblacién o ecosistemas.
1.3.3 Deocumentacion de algunas contingencias
A la fecha, no se cuenta con un esquema metodoldgico para determinar el potencial de afectacién y evaluar los riesgos a la salud y al ambiente asociados a los problemas derivados del manejo inadecuado de los residuos industriales. Los estudios de evaluacion de los efectos ambientales realizados en México se han enfocado principalmente a
problemas especificos o accidentes, algunos de los cuales se documenta a continuacion:
e Enel afio de 1958 se establecié en Lecheria, municipio de Tultitlan, Estado de
México, la empresa CROMATOS DE MEXICO, S.A, dedicada a producir compuestos de cromo.
E] proceso de produccion era a cielo abierto, sin existir controles sobre las emisiones de polvos, descargas de aguas residuales y manejo de los residuos, los que se arrojaban en sitios disponibles en las zonas aledafias y que simultaneamente, se ofrecian como material de relleno.
A partir de 1975, se iniciaron reclamos por parte de la poblacién que estaba siendo afectada por los residuos de cromo hexavalente. Después de un largo proceso, en 1978 se determiné la clausura definitiva de la fabrica, el traslado a
los terrenos de la planta de parte del relleno utilizado en la nivelacion de calies y la construccion de un cementerio industrial que inicid operaciones en 1983. En este depdsito, se almacenaron 75,000 toneladas de residuos que estaban
dispuestos a cielo abierto
e En marzo de 1987, la empresa Alco Pacifico de México, S.A. inicio
operaciones como recicladora de plomo, bajo el régimen de maquiladora hasta abril de 1991, en que la desaparecida SEDUE ordené la clausura totat temporal
de sus instalaciones, por no cumplir con la normatividad. Esta empresa utilizaba como materia prima baterias automotrices, residuos de oxidos de plomo separadores de baterias trituradoras con contenido de 6xido de plomo y sulfato de plomo, adquiridos en Estados Unidos, bajo el régimen de importacién
temporal.
Al declarase en quiebra, los propietarios dejaron en sus patios con alrededor de
12,000 metros cibicos de residuos peligrosos y 18,000 metros cibicos de suelos contaminados, dispuestos de una manera inadecuada y sin cumplir con la obligacion legal de retornarlos a su pais de origen. Las autoridades destinaron fondos para cubrir los residuos con una membrana geomorfolégica de polietileno de alta densidad, con lo que se evita la
contaminacién a la poblacién y al ambiente mientras se lleva a cabo la obra de
remediacion del sitio.
® En marzo de 1984, en la colonia El Caracol, del municipio de Tlalnepantla,
Estado de México, se produjo la mezcla de materiales filtrantes con centenido
de grasas que al ser dispuestos inadecuadamente dieron lugar a un fenomeno exotérmico, que afecté a la poblacién circunvecina. Las acciones de remediacién se concentraron a tapar con tierra los residuos peligrosos. Por otro lado, el origen de los residuos no ha sido aclarado, aunque
se sefiala a diversas empresas aceiteras como las responsables de su disposicion.
En la tabla No. I se presenta una relacién de casos de disposicion clandestina de residuos industriales peligrosos, que fueron detectados por medio de actividades de inspeccién entre 1994 y 1996.
43
TABLA No. L.- Sitios afectados por residuos peligrosos en proceso de restauracion.
Sitio y tipo de residuo depositado
Cantidad de residuos
removidos y enviados
a confinamiento
A lo largo de la carretera Pachuca — Hidalgo y principalmente en el km
30, se encontraron escorias con alto contenido de plomo provenientes de] 19,000 ton. la fundicion de baterias automotrices.
En el municipio de Chimalhuacan, Edo. De Méx., se encontraron : 672 ton.
residuos con asbesto. En el municipio de Huixquilucan, Edo. De Méx., se encontraron
‘ . . , oe 13 ton diversos residuos de origen farmacoquimico.
En un banco de tezontle ubicado en el municipio de Atotonilco, en el Edo. De Hidalgo, se encontraron escorias con alto contenido de plomo 474 ton provenientes de la fundicién de baterias automotrices.
En el municipio de Acolman, Edo. De México, se encontraron residuos provenientes de la fabricacién de pinturas (principalmente solventes 0.639 ton
sucios) y lodos de la planta de tratamiento de aguas residuales en 16 ,
ladriileras. Se encontr6 una bodega de plaguicidas caducos e inadecuadamente 111 ton almacenados en la-Delegacion Iztapalapa .
Total 29,909 ton.
FUENTE. Direccién General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas, INE
1.3.4 sitios contaminados por residuos peligrosos
_ Como se sabe, la falta de infraestructura y de servicios para el manejo adecuado de residuos ha propiciado la proliferacién de practicas ineficientes de gran impacto ambiental. Sus consecuencias ambientales han sido ya documentadas y abarcan desde el deterioro a la salud y la inutilizacion de acuiferos, hasta la afectaci6n de cadenas troficas a través de
procesos de bioacumulacién.
Se han definido dos grandes tipologias de sitios con alta concentracion de residuos
peligrosos acumulados sin los sistemas de control necesarios. En la tabla No. 2 se muestra uno de ellos:
* TABLA No. 2.- sitios identificados de disposicién inadecuada de residuos peligrosos
Ubicacion . : Municipio o delegacion Estado Tipo de contaminantes
Azcapotzalco Distrito Federal | Hidrocarburos, metales pesados y BPC’s.
Tijuana Baja California_| Plomo (pb) Saltillo Coahuila Diesel
Ecatepec México Solventes
Tultitlan México Acido fosforico, hexametafosfato, inipolifosfato, carbono de sodio
San Francisco det Rincon {| Guanajuato Cromo (Cr)
Salamanca Guanajuato Agroquimicos y azufre contaminado con agroguimico
Tula Hidalgo Catalizadores gastados (metales pesados) Guadalajara Jalisco Hidrocarburos
Santa Catarina Nuevo Leon Combustdleo
San Luis Potosi San Luis Potosi_{Plomo (Pb) y arsénico (As)
Coatzacoalcos Veracruz Plomo (Pb)
Coatzacoalcos Veracruz Azufre liquido, aceites, solventes y lodos con cromo
Tultitlan México Cromo (Cr) _
Miguel Hidalgo Distrito Federal | Hidrocarburos totales del petrdleo, solventes y metales pesados.
Ecatepec México Hidrocarburos totales del petréleo y metales
pesados
Coatzacoalcos Veracruz Fosfoyeso
Progreso Yucatan Gasolina y diesel
Cumobabi Sonora Plomo y cadmio
San Luis Potosi San Luis Potosi {Plomo
Momterrey Nuevo Leon Plomo Fuente: Direccién General de Matenales, Residuos y Actyvidades Riesgosas, INE
« Rellenos o tiraderos de residuos urbanos presumiblemente contaminados con residuos peligrosos
Debe apuntarse, que ante la inexistencia de suficientes depdsitos para residuos peligrosos, muchas empresas industriales han dispuesto sus residuos en los sistemas municipales de recolecci6n y tiro, por lo que ante condiciones geohidroldgicas de vulnerabilidad representan riesgos ambientales de consideracién.
En este sentido, se listan algunas de las areas urbanas que merecen atencion prioritaria para evitar riesgos mayores a los que ya se hayan presentado:
- Celaya, Aguascalientes, Irapuato, Leon, Salamanca y Silao son poblaciones que se encuentran asentadas en materiales aluviales, lacustres y volcanicos que pueden conformar acuiferos. Adicionalmente en algunos casos estén afectadas por fallas producidas por la sobreexplotacién de acuiferos, lo cual facilita fa migracién rapida de contaminantes. Estas regiones tienen un amplio desarrollo industrial, por lo que pueden estarse acumulando
a
también residuos industriales en sitios de disposicién final de residuos sdlidos municipales
- Colima y Lazaro Cardenas son lugares préximos a zonas costeras, donde existen acuiferos, pero, por la mala ubicacion de sitios de disposicién final de residuos sdlidos municipales, estos residuos pueden facilmente contaminarlos aunque sean materiales de relleno con niveles superficiales.
+ Guadalajara, Tlaquepaque, Tonala, Zapopan, Morelia y Zitacuaro se localiza en regiones volcanicas donde afloran rocas permeables, lo cual puede llevar a contaminar acuiferos cuando los sitios de disposicién final de residuos solidos municipales estan mal ubicados.
~ Cuernavaca, Toluca, Puebla, San Juan del Rio, Querétaro y la Zona Metropolitana de Ia Ciudad de México se ubican en regiones en donde existen rocas volcanicas con alta permeabilidad.
- Las ciudades ubicadas en la Peninsula de Yucatan, como Mérida y Campeche entre otras, estan ubicadas sobre calizas con alto grado de disolucién, lo que les proporciona una
muy elevada permeabilidad, en estas regiones facilmente pueden darse la contaminacién de acuiferos.
- Tapachula, Villahermosa, Coatzacoalcos, Poza Rica y Veracruz se localiza sobre materiales aluviales que en la mayoria de los casos son muy permeables y descansan sobre ‘otras rocas también de tipo sedimentario con capacidad para construir acuiferos En algunas de estas ciudades de la costa del Golfo de México se desarrollan actividades petroleras que generan una gran cantidad de contaminantes.
- Chihuahua, Monclova, Torreén, Ciudad Juarez, Gomez Palacio y Monterrey son ciudades que se ubican proximas a afloramientos de calizas y de aluviales permeables, por lo que se debe poner especial cuidado en el lugar en donde se ubican sitios de disposicién final de residues sélidos municipales.
- Delicias y Hermosillo entre otras poblaciones menos importantes, se localizan sobre aluviones permeables que conforman acuiferos, en ocasiones con niveles profindos; por lo que seria ficil que el agua subterranea pueda verse contaminada.
- Lo mismo ocurre con poblaciones como Mexicali, Piedras Negras, Nogales, San Luis Rio Colorado y Nuevo Laredo localizadas en la Franja Fronteriza, donde los sitios de disposicion final de residuos sdélidos municipales pueden estar recibiendo residuos industriales tanto mexicanos, como estadounidenses.
16
1.4 INDUSTRIALIZACION Y GENERACION DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS.
1.4.1 Panorama de la industria en México
La presencia de empresas piblicas entre las mas conitaminantes y de mayor mesgo
fue cada vez mayor. La ausencia de un marco normativo y de control adecuado y el incumplimiento de las disposiciones existentes, hizo que éstas adquirieran una responsabilidad creciente en el impacto ambiental industrial en comparacion con las industrias privadas. Dadas las dimensiones de varias de ellas, como son los casos de la CFE y PEMEX, este dato resulta relevante para ser considerado al formular las politicas ambientales.
La promulgacién de la Ley Federal para Prevenir y Controlar la Contaminacion Ambiental, en 1971, marca el surgimiento de una normatividad que, aunque estaba mas orientada por criterios de salud, incorporaba elementos para el control de emisiones, lo que comprometia a la industria en el logro de procesos cada vez mas limpios. Posteriormente, la aparicién de un nuevo Codigo Sanitario, en 1973, introdujo normas mas especificas relacionadas con emisiones y descargas industriales y la generacion de residuos peligrosos. Se expidieron también reglamentos para la prevencién y control de la contaminacion del mar por desechos y otros ordenamientos que directa o indirectamente se relacionaban con
la industria.
1.4.2 Estructura actual del sector industrial
El producto intemo brute (PIB) en el allo de 1994, fue de 1,352.48 miles de millones de pesos, del cual 1a industria de la manufactura aporté el 18.5% como se indica en la tabla No.3. Este porcentaje de participacion fue rebasado unicamente por el sector de comercio, restaurantes y hoteles, con el 20.7%, y por el de servicios comunales, sociales y personales, con el 19.3%.
TABLA No. 3.- Porcentaje de aportacién al PIB por sector econémico en 1994
PIB anual 1994 Sector econdmico (miles de millones | Porcentaje
de pesos)
1 Agropecuario, silvicola y pesca 101.39 7.5
4. Minero 21.34 1.6 I. Industria manufacturera 250.54 18.5
TV. Construccién 66.75 49
V. Eléctrico, gas y agua 18.74 14
VI. Comercio, restaurantes y hoteles 280.23 20.7
VI Transporte, almacenamiento y comunicaciones 127.16 9.4
VIil.Financiero, seguros ¢ inmuebles 185.12 13.7 IX. Servicios comunales, sociales y personales 261.36 193
17
X. Servicios bancarios imputados 39.84 30
Total 1352.48 100 0 FUENTE Sistema de Cucntas Nacionales de México. Calculo preliuminar 1994, INEGI]
Dentro de la contribucién al PIB de la industria manufacturera, las ramas de
actividad mas importantes en cuanto a su participacion economica, resultaron ser la de alimentos, bebidas y tabaco con el 25.7% seguida de la correspondiente a los productos metalicos, maquinaria y equipo con el 24.0% y finalmente la rama de los quimicos,
derivados del petrdleo, caucho y plastico con ef 18.0%, como se indica en la tabla No 4.
TABLA No. 4.- Contribucién al PIB de fa industria manufacturera por rama de actividad en 1994
PIB :
Industria manufacturera (miles de millones Porcentaje de pesos) Por giro
I. Alimentos, bebidas y tabaco 64.31 25.7
IL. Textiles, vestido y cuero 21.57 8.6
WI. Madera y sus productos 7.40 3.0
TV. Imprenta i editoriales 12.63 5.0
V. _Quimicos, derivados del petroleo, caucho y plastico 45.14 18.0
Vi. Minerales no metalicos excepto derivados del petrd- 17.81 7 Leo
VIl_Industrias metalicas basicas 15.42 6.2 VIE. Productos metélicos, maguinaria y equipo 60,23 24.0
IX. _Otras industrias manufactureras 6.03 2.4
Total 250.54 100.0 Datos tomados del sistema de cuentas nacronales de México. Calculo prelimmar 1994, INEGI.
(Los valores de! PIB de 1994, se obtuvieron a partir de las cifras anmalizadas a precios de 1980).
1.4.3 Generacion de residuos industriales peligrosos y su distribucion espacial
Como ya se explicé, la industria contribuye a la generacién de contaminantes de manera muy diversa, dependiendo de las caracteristicas de los procesos y del tipo de insumos y productos. Los residuos generados por la actividad industrial pueden
considerarse peligrosos si poseen algunas de las caracteristicas CRETI, es decir, si presentan propiedades corrosivas, reactivas, explosivas, t6xicas y/o inflamables. Igualmente pueden ser identificados por sus estados fisicos, su composicion quimica, o su descripcién
genérica (aguas, breas, lubricantes, colas, disolventes, envases, sedimentos, cabezas, carbones activados, catalizadores, jales, todos, soluciones, tierras y otras). Dependiendo del
volumen de generacién y su concentracién, estos residuos y sustancias peligrosas pueden Trepresentar mayores o menores riesgos ambientales.
La naturaleza de estos residuos industriales peligrosos depende del tipo de industria que los genere; incluso dos empresas que fabrican el mismo producto pueden generar residuos diferentes tanto cualitativa como cuantitativamente, dependiendo del proceso que utilicen. Su gran diversidad y heterogeneidad dificulta el establecimiento de criterios claros de clasificacion y por tanto, su manejo.
De acuerdo con el programa para la minimizacién y manejo integral de residuos industriales peligrosos en México 1996 — 2000 (PRORIP), en el pais se generan 8 millones de toneladas anuales de residuos industriales peligrosos, sin incluir a los jales mineros, también considerados peligrosos y producidos en cantidades de entre 300,000 y 500,000
toneladas diarias. Por su parte, la infraestructura y los sistemas de manejo en operacién son sumamente precarios.
Sin embargo, este es sdlo un dato estimado segun el instituto nacional de ecologia
(INE) obtenido del cruzamiento de cifras expresadas en los manifiestos de impacto ambiental y las estadisticas nacionales de produccién industrial.
Para saber con certeza que cantidades y calidades de residuos industriales peligrosos, quiénes y en donde las generan el PRORIP tiene un sistema de informacion basado en un reporte semestral entregado por jas empresas, avalado por un esquema de rastreo, verificacion e intercambio de datos, de las dependencias involucradas, via telecomunicaciones. El sistema permite contar con un inventario, que a su vez es un requisito para cumplir compromisos internacionales contraidos con Estados Unidos, el TLC y la OCDE.
Del volumen de residuos industriales peligrosos producido, unicamente 12 por ciento sigue un proceso de manejo adecuado, la mitad es confinado y la otra mitad pasa a sistemas de aprovechamiento energético o simple incineracién segiin el instituto nacional
de ecologia (INE). El resto (del cual 90 por ciento adopta estados liquidos, acuosos o semiliquidos) es depositado o vertido en efluentes de manera clandestina, en forma tal que proliferan en el pais los sitios contaminados. Como tiraderos municipales, barrancas, drenajes, cuerpos de agua, etc.
Las micro, pequefia y mediana empresas carecen de areas de almacenamiento, manifiestos, bitacoras de generaciOn, e incluso no cumplen con las normas, de modo que ni confinan ni reusan ni reciclan. Casi todos jos talleres tiran al drenaje los aceites usados.
Debido al crecimiento econdmico y la industrializaci6n de métodos artesanales de produccién, el INE considera que el volumen de residuos industriales peligrosos crecera 15 por ciento en Jos iltimos 15 afios.
Sin embargo, el PRORIP pretende en 15 afios lograr una dinamica productiva que recicle 45 por ciento del total de residuos industriales peligrosos, trate 17 por ciento con procesos térmicos, 15 por ciento con procesos fisicoquimicos, solidifique y estabilice 16 por ciento y sdlo confine 7 par ciento. Esto también se puede lograr por procedimientos administrativos de control y gestion ambiental que arrojar informacién valiosa y fidedigna
que, sin duda, habran de contribuir a 1a construccién y validacién de inventarios confiables Tal es el caso de los Manifiestos de Generacién y Manejo de Residuos Peligrosos que exige el INE a las empresas que lo generan y a jas que los manejan, asi como las auditorias ambientales ilevadas a cabo por la PROFEPA. Conjugando factores de generacién con la informacion ofrecida por el sistema de manifiestos, y con datos del censo industrial se ha
construido un inventario preliminar, sujeto a revisiOn, que arroja datos utiles para este programa
En Ia tabla No. 5, destacan por su generacién de residuos peligrosos, el D.F. y el Estado de México con 1,839 miles de ton/afio, y 1,415 miles de ton/afio respectivamente. Otros estados importantes, por su generacién de residuos, son Nuevo Leon con 800 miles de ton/aiio y Jalisco con 600 miles de ton/afio; asi como Coahuila, Puebla y Chihuahua con 300, 245 y 210 miles de ton/aiio, respectivamente.
TABLA No. 5,- Generacién estimada de residuos peligrosos por entidad federativa (1994)
Gen. De res, Pel. miles de ton./aio
ientes 65
ja California 160
ja California Sur 10
12
Estado Porcentaje
Coahuila
Colima 15 i 60
Chihuahua
Distrito Federal
Estado de México
Guerrero 20
San Luis Potosi
Sinaloa
Sonara
Tabasco
Tamauli
Tlaxcala
Veracruz
Yucatan
Zacatecas
Total
80
50
60
80
20 8000
2.25
1,00
181
0.63
1.87
075
5.73
1.00
0.25
100.00
FUENTE Dureccién General de Mateviales, Renduos y Actividades Rics.gosas, INE
Con la intencién de identificar prioridades para el control de los residuos peligrosos, se clasificé el territorio nacional en cinco zonas, segun se indican a continuacién.
Franja fronteriza: .principales areas industriales en 1a franja colindante con los Estados Unidos de América.
Norte: Baja California Sur, Chihuahua, Sonora, Nuevo Leon, Durango, Nayarit, San Luis Potosi, Sinaloa, Zacatecas, Aguascalientes, Colima y Jalisco.
Centro: Guanajuato, Michoacan, Morelos, Puebla, Querétaro, Estado de México, Tlaxcala, Hidalgo y el Distrito Federal.
Golfo: Tamaulipas, Veracruz y Tabasco.
Sureste: Campeche, Guerrero, Oaxaca, Chiapas, Yucatan y Quintana Roo.
Tomando en cuenta esta clasificacion y con base en las cifras del cuadro 1.3, se obtuvo para cada una de las zonas geograficas establecidas, su volumen de generacién de residuos peligrosos. En la tabla No. 6, se presenta la informacion antes indicada, de manera
desglosada para cada region.
TABLA No. 6.- Generacién estimada de residuos peligrasos por regiones (1994)
a. Generacién :
Region {millones de ten./afio) Porcentaje
Franja Fronteriza 62 0.78
Norte 2006 25.08
Centro 5067 §3.34
Golfo 602 7.52
Sureste 262 3.28
Totales 8000 100.00
FUENTE: Direccién General de Materiales, Resrduos y Actividades Riesgosas, INE.
Ahora bien, de acuerdo con la clasificacién regional que se marca en el programa
para la minimizacién y manejo integral de residuos peligrosos en México, es interesante observar en la tabla No. 6, que la region centro (Guanajuato, Michoacan, Morelos, Puebla,
Querétaro, estado de México, Tlaxcala, Hidalgo y el Distrito Federal), representa tan solo
el 7% del territorio nacional, se genera el 63.34% de los residuos peligrosos del pais, y la region norte (Baja California, Baja California Sur, Chihuahua, Coahuiia, Sonora, Nuevo Leén, Durango, Nayarit, San Luis Potosi, Sinaloa, Zacatecas, Aguascalientes, Colima y jalisco). Se genera el 25.08% de los residuos peligrosos, es decir tan solo en dos regiones se
genera casi el 90% de los residuos peligrosos del pais.
Las prioridades de atencién al problema de residuos industriales peligrosos segun el instituto nacional de ecologia (INE) son:
KS ‘ POR INDUSTRIA -.. - ae
-Curtido y acabado de petroquimicos basicos -Fabricacion de productos petroquimicos basicos -Fabricacién de productos quimicos basicos y organicos -Fabricacion de productos quimicos basicos inorganicos
Fass ath Bes
POR REGION -Frontera nort -Zona metropolitana. Ciudad de México -Zona metropolitana. Guadalajara -Zona metropolitana. Monterrey
-Corredor industria! del golfo ~Corredor Querétaro — Leén -Corredor Puebla — Tlaxcala Corredor Lerma ~ Toluca
22
En la siguiente tabla se muestra el mamero de empresas que generan residuos peligrosos por cada estado:
TABLA No. 7.- (Septiembre, 1999)
GENERACION ESTADO # DE EMPRESAS (TON/ANO)
AGUASCALIENTES 410 7,198.70 BAJA CALIFORNIA 75 29,508 47 BAJA CALIFORNIA SUR 124 107.50 CAMPECHE 183 50,025.05 COAHUILA 1,020 2,359.34 COLIMA 211 959.44 CHIAPAS 527 939 20 CHIHUAHUA 203 779,223.06 DISTRITO FEDERAL 1,245 270,199.76 DURANGO 297 264.00 GUANAJUATO 26 185,195.28 GUERRERO 255 855,010.21
HIDALGO 745 145,247.90 JALISCO 25 4,722.72 MEXICO 1,225 66,310 63 MICHOACAN 223 233,680 58 MORELOS 337 2,233 91 NAYARIT 263 2,389.85 NUEVO LEON 950 47,788.35 OAXACA 131 60,533.73 PUEBLA 480 11,200.00 QUERETARO 387 10,848.34 QUINTANA ROO 278 48.68 SAN LUIS POTOSI 341 29,292 40 SINALOA 220 6,332.07
SONORA 545 4,082.00 TABASCO 243 96,465.00 TAMAULIPAS 409 218,576.20 TLAXCALA 550 50,767.61 VERACRUZ 478 152,862.26 YUCATAN 659 2,441.16 ZACATECAS 180 1,231.88
TOTAL 13,245 3,328,045,29
Nota: Global reportado en m3 /afio 5,709.86 (incluye biolégico-infecciosos) Lt/afio 3’865,086.80
1.5 FUENTES DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS.
Existen una gran variedad de fuentes de residuos peligrosos, tales como estaciones de servicio automotriz, hospitales y clinicas, laboratorios de investigacion, de educacion y comerciales, entre otros, hasta los generados por las industrias en general.
La composicién real de un residuo (peligroso o no), no sdlo es diferente entre sectores industriales, sino que puede ser apreciablemente distinta aun dentro de diferentes plantas de una misma rama industrial que fabriquen similares o idénticos productos. Las razones son las diferencias fundamentales de proceso, equipo, rutas, condiciones de
reaccion, de manera importante, las técnicas de contro! de contaminantes aplicadas en cada industria.
Cada sector industrial genera diversas cantidades y tipos de residuos peligrosos (tabla No. 8) Tradicionalmente la industria los ha manejado mediante su disposicion en terrenos baldios o sitios abandonados en forma clandestina y sin ningun control , por lo que no existen datos precisos del volumen y del tipo de residuos peligrosos que se genera anualmente. Este tipo de informacién debe partir del conocimiento detallado de los
procesos que se utilizan actualmente en nuestra industria, considerando las caracteristicas de las materias primas, su procesamiento y operaciones de transformacion, los métodos de aimacenamiento y manejo interno de residuos, su transporte y disposicién final.
TABLA No. 8.- Fuentes de residuos peligroses
SECTOR. FUENTE RESIDUO GENERADO
Mantenimiento de vehiculos, Aceites usados Gasolineras y aeropuertos Aceites, fluidos hidraulicos
os Lavado en seco Combustibles Servicios y Solventes halogenados
er Transformadores eléctricos Bifenilos, policlorados Hospitales Residuos biolégicos,
Infecciosos Jardineria y agricultura Plaguicidas, fertilizantes
Tratamiento de metales Acidos y metales pesados Fotoacabado Solventes, acidos
. .. Procesamiento de textiles Cadmio y solventes Pequefia industria Imprenta Solventes, tintas
Curtido de pieles Solventes, cromo
FUENTE: Ingenieria Ambiental, Contaminacién y Trttamientos
En la siguiente tabla se muestran las actividades industriales que producen residuos toxicos y peligrosos con el porcentaje correspondiente a cada sector
TABLA No. 9
‘ ‘Séctor induatial Li Productos de residuos (%} Industria quimica 30 Industria papel y celulosa 27
Transformados metalicos 23 Iindustrias metalicas basicas 9 Industria textil 3 Cuero, calzado y confeccion 3 Alimentacion, bebidas y tabaco 2
Industria de la madera 1 Industrias vidrio y ceramica 1
Componentes eléctricos y electronicos 1 FUENTE: Ingeneria Ambiental, Conlaminacion y Tratamiemtos
La caracteristica de toxicidad o peligrosidad de estos residuos viene dada muchas
veces por solo determinados constituyentes en funcidn de su composicién quimica y conocer los problemas que pueden surgir de su manipulacién no controlada.
Metales: En este apartado se incluyen los metales toxicos, asi como sus compuestos
inorganicos y organicos.
Arsénico,- El arsénico puede encontrarse en la naturaleza en forma de elemento, o en estado de
oxidacion tres As(TH) o cinco As(V), siendo el As(iil) el mas producido por Ja industria y, e] menos toxico para los organismos.
Tanto el arsénico como sus compuestos tienen multiples usos como inhibidores de corrosién en la manufactura del vidrio, en la fabricacion de semiconductores y también como herbicidas y plaguicidas.
E} arsénico se encuentra en los organismos vivos en forma de derivados organicos, menos toxicos que los inorganicos. La exposicién ocupacional esta asociada a la aparicion de cancer, fundamentalmente pulmonar.
Mercurio.- E\ mercurio esta reconacido como uno de los mayores tOxicos que contaminan ei
medio ambiente, a parte de en su forma elemental puede encontrarse en estado de oxidacion uno Hg(1) y dos Hg(Ill), siendo este ultimo el mas estable. A diferencia del arsénico, los compuestos organometalicos del mercurio son mas toxicos, destacando especialmente el metilmercurio, causante de accidentes tan grandes como en Japon en el afio de 1954, donde el vertido de Hg(ii) en una bahia de pescadores y su posterior bioacumulacién y
w an
biotransformacién mediante microorganismos acuaticos causO la muerte a miles de
personas.
El mercurio se utiliza en equipos electronicos, pinturas, medidas y control fungicida,
siendo el principal consumidor las plantas de obtencion de cloro donde las pérdidas se emiten fundamentalmente a la atmosfera
Cadmio.- EI cadmio es otro de los metales toxicos que acta como veneno acumulativo
debido a su larga vida media, aunque se utiliza en ja industria de tintas, pigmentos y baterias, su mayor aporte proviene como subproducto de la obtencidn de zinc a partir de su sulfuro.
Es bioacumulable por un amplio espectro de organismos marinos y plantas En el
hombre se va acumulando, incrementandose con el peso y la edad. La eliminacion de cadmio absorbido es muy lenta; teniendo una vida media estimada de unos 20 ajios. El cadmio provoca una disminucion de la hemoglobina, necrosis ovarica y testicular, anemia y es potencialmente cancerigeno.
Talio.- EI talio puede encontrarse en forma elemental o en estado de oxidacion uno TM) y
tres T(Hi]). E! talio se utiliza, basicamente, en la obtencién de fungicidas, sistemas opticos, células fotoeléctricas, rectificadores de selenio etc, si bien ia principal fuente de contaminacion se debe al procesado de otros metales como el cobre, plomo y zinc.
Los factores de acumulaci6n son mas elevados que para otros metales,
absorbiéndose en el hombre a través de las mucosas y de la piel y se acumula principaimente en huesos y médula espinal. Los sintomas de envenenamiento por talio son
hipertensién, alteraciones gastrointestinales, dolor en las piernas e imposibilidad para andar.
Crome.- El cromto es un elemento muy abundante, pudiéndose presentar en diversos estados
de oxidacion, desde e} divalente hasta el hexavalente, siendo este ultimo el mas toxico por
su facilidad en atravesar las membranas celulares. Sin embargo, el Cr (II) es un elemento esencial para la vida humana, este hecho implica la necesidad de conocer bien las condiciones redox de este elemento para evitar el paso de Cr(IIl) a Cr(VI). Ei cromo es empleado en la industria petroquimica, procesado de minerales y curtidos.
Piomo.- Es otro de los metales altamente toxico. La mayor fuente de contaminacién proviene
de los combustibles que contienen derivados organicos de plomo como antidetonantes, también la mineria y las fundiciones contribuyen al aumento de la contaminacion por este metal.
Los efectos toxicos debidos 2 la acumulacién son, basicamente, dafios cerebrales,
anemia, impermeabilidad renal y disfunciones neurologicas
Estafio,- Unicamente son toxicos sus derivados organicos, su produccion ha aumentado
debido a su utilizacion como estabilizadores en la fabricacién de plasticos y como plaguicidas, siendo las mas toxicos los triderivados, por ejemplo el tributil de estafio.
Otros metales como berilio, selenio y antimonio y sus derivados deben ser también considerados como toxicos, sin embargo, su menor utilizacion crea menos problemas al medio ambiente.
Cianuro.-
El compuesto realmente toxico es el acido cianhidrico, que puede obtenerse por cambios de pH a partir de cianuro sddico o potasico. Son compuestos muy solubles,
permitiéndose una concentracion para aguas de consumo de 0,01 mg/l. La accion contaminante de estos compuestos se deriva de la sintesis organica, industria de
fertilizantes, recubrimientos electroquimicos, fumigacién, fotografia etc.
Biocidas y productos fitosanitarios.- Los biocidas son toxicos irreversibles que tienen efectos sobre todos los elementos
que componen la biosfera. Son fundamentalmente contaminantes de agua y suelos.
Se utilizan en la lucha contra plagas, siendo su naturaleza quimica su manipulacién no controlada, sin embargo, parece establecida su potencialidad como agentes inductores de efectos cancerigenos.
Amianto.- Se denomina amianto a una serie de silicatos, como el silicate de magnesio, de
calcio, de hierro y de sodio. Estos compuestos son inertes y pueden formar parte de la composicion de los aerasoles, se consideran cancerigenos si se inhalan o ingieren.
Hidrocarburos aromaticos policidicos.- Son un grupo numeroso de compuestos organicos cuya estructura incluye dos o mas
anillos bencénicos. Muchos de ellos proceden de las combustiones de derivados del
petroleo, siendo transportados al aire como vapor por medio de los aerosoles Al agua pueden pasar por derramamiento de petréleo, por deposicion del aire, por afluentes
industriales o por tratamiento de lodos contaminados.
Se ha observado un incremento de cancer de pulmén, piel, estomago y leucemia en jas personas expuestas a este tipo de compuestos.
Fésforo.-
El fésforo existe en dos formas principaimente, el amarillo y el rojo. El primero es muy toxico e inestable, y entra en ignicién espontaneamente en contacto con el aire. Se
emplea en Ja fabricacién de dcido fosférico, pudiendo provocar serias quemaduras en
a7
contacto directo con la piel.
Fluor.- Debido a su gran reactividad, el fluor se encuentra en la naturaleza en forma de
fiuoruro, siendo el fluoruro sélido el mas toxico; éste se utiliza en la fabricacion del vidrio y esmaltes, como preservativo de la madera, en la industria papelera, etc.
La intoxicacién por fluoruro provoca nauseas, dolores abdominales y vomitos.
Puede llegar a producir Ja muerte por parada cardiaca.
De los compuestos descritos anteriormente, se debe tener en cuenta que muchos productos, sobre todo compuestos organicos, deben ser tratados con mucho cuidado debido
a su naturaleza agresiva al medio ambiente, entre ellos podemos mencionar: dibenzo-p-
dioxinas, esteres, aldehidos, compuestos aromaticos etc.
1.6 INFRAESTRUCTURA Y SERVICIOS DISPONIBLES
La infraestructura que existe en México para el manejo de residuos peligrosos es
muy limitada e insuficiente para procesar las ocho millones de toneladas que se generan cada aiio, como lo muestra la tabla No. 10. Las razones de este rezago radican en parte en el tiempo insuficiente de maduracién que ha tenido 1a politica ambiental, asi como en la carencia de actividades de promocidn industrial y en la falta de mecanismos imaginativos
de financiamiento.
Se estima que sdlo el 12% de los residuos peligrosos generados en México se controlan adecuadamente. Las actividades desarrolladas en la actualidad para el control de los residuos peligrosos, se listan a continuacién:
Confinamientos Reciclajes de solventes
Reciclaje energético de residuos combustibles Exportacién de aceites contaminados con BPC Reciclaje de residuos con elementos metalicos
Se ha identificado una inversion global en tales actividades, sin considerar las inversiones realizadas por la industria generadora, del orden de Ios 115 millones de dolares, de los cuales alrededor del 35% se ha destinado al desarrollo de confinamientos de residuos peligrosos, mientras que el 29% se ha orientado al reciclaje energético. La generacion total de empleos se estima en 3,000 directos y 5,900 complementarios. Entre otras actividades se incluyen las correspondientes al desarrollo de estudios y proyectos ejecutivos, elaboracion
de estudios de impacto ambiental y riesgo, asi como las referentes a dictaminaciones analiticas y andlisis de laboratorio.
TABLA No. 10
INFRAESTRUCTURA INSTALADA PARA EL MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS
Empresas para el reciclaje de solventes usados
Empresas para el manejo_de aceites lubricantes usados
Empresas para almacenamiento temporal
Confinamientos controlados de residuos peligrosos de servicio publico
Confinamiento de residuos peligrosos de servicio privado
Incineradores de residuos peligrosos de servicio privado
MPWEN FNPAPO fa
Empresa para el reciclaje de metales
22 Empresas de tratamiento in situ de residuos peligrosos
71 {Empresas para recoleccion y transporte de residuos peligrosos
w Empresas para la formutacion de combustible alterno
3 Empresas cementeras para la recuperacion de energia alternativa apartir de residuos
peligrosos
2_|Empresas de reuso de tambores metilicos
4 |Empresas de rehabilitacién de sitios contaminados por residuos peligrosos
_ Empresa de tratamiento de aceites contaminados con BPCs
FUENTE: Drreccién General de Materiales, Residuos y Actividades Rresgosas, INE. 1996.
Dada la informacion disponible, no es posible consignar en este documentos las capacidades y vohimenes de operacién de cada una de estas empresas, sin embargo, salvo
algunas excepciones, se trata de instalaciones relativamente pequefias. Como se muestra en la tabla No. 11.
TABLA No. tf
: Empleos generados Actividad Realieadas ta aa) | (directos y comple -
mentarios)
Confinamiento 41 1,600
Reciclaje de solventes y aceites 21 2,800
Formulacién de combustibles y reciclaje 33 2,700
Reciclaje de residuos y materiales metalicos 20 1,800
Total 115 8,900
FUENTE: Dareccién General de Materiales, Residaos y Actividades Riesgosas, INE
Resulia notorio que aproximadamente ef 25% de las inversiones realizadas en este sector, corresponde al confinamiento de los residuos.
TABLA No. 12.- Comportamiento de costos anuales de manejo de residuos industriales peligrosos entre México y Estados Unidos.
Costos de manejo (délares/ton)
Actividad México [ EUA. Confinamiento
Tambos 70-100 245-350
Grane! 45-60 84-140
Oxidacion térmica No se cuenta con este dato 560-1,190
Reciclaje energético
Liquido limpios combustibles 10-30 14-84
Liquido en general incluyendo solventes 25-40 84-350
Reciclaje y recuperacion 25-120 105-420
Tratamiento fisico-guimicos
Neutralizacion, acidos y bases 15-50 35-140
Cianuros y metales pesados 200-250 105-1,120
Transporte 0.03(ton/km) 0 14(ton/km) 1 informacion proporcionads por empresas prestadoras de sorvicios en Mémco
2. Informacion proporcionada por diez. de las principales empresas dedicadas a la prestacién de servicios en EU A. (AMCRESPAC-1990)
Los actuales costos operativos en el mercado nacional para las principales actividades de manejo de residuos peligrosos, comparados con los que se registran en los E.U.A., se presentan en Ja tabla anterior.
Es notable un nivel de precios muy bajo comparativamente a lo observado en los E.U.A. esto es resultado de una demanda muy débil, ya que los costos de capital y
Operacion son en principio muy similares entre los dos paises. Sin duda, tal desfase limita 1a rentabilidad en las nuevas inversiones en un mercado que debe consolidarse y contar con mecanismos eficientes de inspeccion y vigilancia.
30
TABLA No. 13.- Distribucién GeogrAfica de la Infraestructura para el
Manejo de Residuos Industriales Peligrosos
FUENTE: El contenido de esta seocidn es responsabilidad de la Direocién General de Materiales, Residuos y
Actividades Riesgosas
31
CAPITULO 2 TIPOS DE RESIDUOS
2.1 RESIDUOS SIN MATERIAL RADIACTIVO
Residuos urbanos Residuos sin material radiactivo
Residuos industriales
Dado que el objetivo de este trabajo es el de eliminacién o tratamiento de residuos industriales peligrosos se enfocara solo a éstos.
Residuos industriales:
Seguin la ley 20/1986, de residuos téxicos y peligrosos son aquellos materiales
s6lidos, pastosos, liquidos, asi como los gaseosos contenidos en recipientes que siendo el resultado de un proceso de produccién, transformacion, utilizacién 0 consumo, sus productos son destinados al abandono los cuales contienen en su composicién, alguna de
Jas sustancias y materias que presentan un riesgo para la salud humana, para los recursos naturales y al medio ambiente.
Esta definicién excluye a los residuos radiactivos producidos principalmente en las centrales nucleares por sus caracteristicas ya que poseen un tratamiento propio.
Residuo sdlido:
Como residuo sdélido peligroso se define a un residuo sdlido, o combinacién de residuos sdlidos, los cuales debido a su cantidad, concentracion o a sus caracteristicas fisicas, quimicas o infecciosas pueden causar o contribuir considerablemente a un incremento en la mortalidad o un incremento en enfermedades o incapacidades reversibies 0 irreversibles, o ser un peligro potencial para la salud humana o el medio ambiente cuando
se tratan, almacenan, transportan o cualquier otra forma de manejo que se realice en forma inapropiada. (WILSON, 1987).
La Agencia de Proteccién Ambiental estadounidense, USEPA a través de fa
tegulacién 40 parte 261 define como residuos peligrosos a: (BRUNNER, 1991)
1. Residuos inflamables, codigo de riesgo I-- Son aquellos que tengan al menos una de las siguientes propiedades:
a)Liquidos cuya temperatura de inflamacion sea menor de 60°C (140°F). Las
soluciones acuosas que contienen menos del 20% en volumen de alcohol estan excluidas de esta definicion.
b)Sustancias que pueden causar fuego mediante friccién, absorcién de humedad o
cambios quimicos espontaneos, bajos condiciones normales de presion y
temperatura
c)Gases comprimidos inflamables.
d)Oxidantes.
2. Residuos corrosivos, cddigo de riesgo C - Son aquellos que tengan alguna o ambas de las siguientes propiedades:
a)Residuos acuosos con pH igual o menor a 2.0 o pH igual o mayor a 12.5.
b)Liquidos que produzcan corrosion en el acero al carbono (grado SAE 1030) a una velocidad mayor de 0.25 pulg./afio
3. Residuos reactivos, cédigo de riesgo R — Son aquellos que tengan al menos una
de las siguientes propiedades:
a)Sustancias normalmente inestables que sufran cambios fisicos y/o quimicos
violentos sin detonante.
b)Sustancias que reaccionan violentamente con el agua.
c)Residuos que formen una mezcia explosiva potencial cuando su superficie se moje
con agua,
d)Sustancias que generen gases nocivos, vapores o humos cuando se mezclen con
agua. e)Cianuros o sulfuros que generan gases nocivos, vapores o humos cuando se
expongan a condiciones de pH entre 2 y 12.5.
f)Residuos que exploten y/o generen una reaccion explosiva cuando se someten a
una fuente de energia o cuando se calienten en confinamiento.
g)Sustancias capaces de explotar a temperatura y presién estandar.
h)Explosiones clase A, clase B o “prohibidos”
4. Residuos téxicos, cédigo de riesgo T — Si la muestra del residuo contiene exceso
de los contaminantes que se nombran en la siguiente tabla se consideraran residuos
peligrosos:
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TABLA No. 44,
NUMERO DE RESIDUO CONCENTRACION PE CONTAMINANTE MAXIMA (mp/1)
LIGROSO_(EPA)
D004 Arsénico 50
DOS Bario 100.0
D006 Cadmio 1.0
D007 Cromo 5.0
DO08 Plomo $.0
Do09 Mercurio 0.2
D010 Selenio 1.0
Dol Plata 3.0
Do12 Endrin 0.02
D013 Lindane 0.4
D014 Metoxiclor 10.0
DOS Toxafeno 0.5
DOE 2,4D 10.0 DO17 2,4,5 TP Siivex 1.0
FUENTE: Resuhuos Toxicos, Brunner C. R, 199]
1.(1,2,3,4,10, 10-hexacloro-1,7~epoxi-1,4,4a,5,6,7,8,82-octahidro-1,4-endo-5,8-dimetano naftaleno)
2.(1,2,3,4,5,6-hexaclorociclohexano, isémero gama)
3.(1, Ll 4ricloro-2,2-bis [p-metoxifenil] etano)
4(C H Cl, 67-69 % CLORADO)
5.(ACIDO 2,4-DICLOROFENOXIACETICO)
6.(ACIDO 2,4,5-TRICLOROFENOXIPROPIONICO)
5. Residuos peligrosos agudos, cédigo de riesgo H — Son aquellas sustancias que en pequefias dosis son fatales para el humano o no existen datos de toxicidad en el humano
pero se han encontrado fatales para animales de laboratorio en las correspondientes concentraciones humanas.
6. Residuos téxicos, cédigo de riesgo T. Son los residuos que producen efectos cancerigenos, mutagénicos 0 teratogénicos en el humano u otras formas de vida.
Cancerigeno.- produce o tiende a producir cancer Mutagénico.- capaz de producir mutaciones a las futuras generaciones Teratogénico.- produce crecimiento anormal en el feto.
21.1 Clasificacion de residuos
Existen diferentes sistemas de clasificacion relacionados directamente con los requerimientos del proceso (KIANG, 1982):
A) De acuerdo al estado fisico
Esta clasificacion es necesaria para la seleccion y disefio del sistema de tratamiento del residuo, el sistema de alimentacion y la eleccion del equipo de proceso.
Con base en las caracteristicas fisicas, los materiales residuales se clasifican como:
gases, liquidos, suspenciones y sdlidos.
B) De acuerdo al estado quimico
Es necesaria para hacer la seleccion de los parametros apropiados de disefio, la seleccion de materiales de construccion, el disefio del incinerador, la posibilidad de recuperacién de productos, los requerimientos de combustible y los sistemas de tratamiento de efluentes.
De acuerdo con las caracteristicas quimicas, se clasifican como:
-Residuos limpios: dentro de este grupo se encuentran los hidrocarburos que contengan unicamente carbono, oxigeno e hidrogeno. Los productos de la oxidacién de
éstos se consideran limpios y pueden descargarse a la atmésfera.
-Residuos que generan contaminantes gaseosos: los productos de la oxidacion de
este tipo de residuos contienen contaminantes gaseosos como son hidrdgeno, cloro, etc.
-Residuos que contienen metales pesados: los productos de la oxidacién de metales se encuentran normalmente en estado sdlido a las temperaturas tipicas del proceso. Estas caracteristicas afectan la seleccién y disefio del equipo de proceso y de Jos sistemas de
tratamiento en fa salida del gas.
-Residuos que contienen metales alcalinos' dependiendo de la temperatura del proceso, este tipo de residuos generan particulas. La seleccién y disefio son criticos para que los sistemas operen sin presentar dificultades.
C) De acuerdo a su estado térmico
Necesaria para determinar los requerimientos de energia para el proceso y seleccion de la configuracién del sistema.
De acuerdo a sus caracteristicas térmicas se clasifican como:
-Residuos combustibles: son aquellos residuos en los cuales se lleva a cabo fa
‘2
me
reaccion de oxidacion sin necesidad de energia adicional
-Residuos no combustibles: son aquellos que presentan valores relativamente bajos de Btu y que requieren energia adicional para llevar a cabo Ja reaccion de oxidacion
En esta ultima clasificacién es importante considerar el contenido de componentes volatiles para el disefio de sistemas de evaporacion y de agotamiento con vapor.
2.1.2 Gestion de residuos sin material radiactivo
L Recoleccion de residuos
Los residuos pueden transportarse por rieles, caminos y menos comtnmente por tuberias 0 tanques. Es nevesario que el peso y volumen del residuo se registre, antes que el residuo se transfiera del vehiculo al tanque o tambor receptor.
IL Caracterizacion
Antes de iniciar cualquier tratamiento de los residuos es necesario conocer el tipo de tesiduo y sus propiedades fisicas, quimicas, bioldgicas, etc., ya que de ésto depende el tipo de tratamiento a que sera sometido.
Hl, Clasificacion y segregacion
Se hace de acuerdo al requerimiento del proceso ya sea fisico, quimico, térmico o biolégico. Ademas de saber las propiedades de los residuos.
IV. Tratamiento
Se debe establecer una lista con fos métodos que se vayan a utilizar, siempre de acuerdo con las condiciones especificas de la planta que se trate y el tipo de residuos generados por ella. Algunos de estos métodos pueden ser, a rasgos generales, los siguientes: en primer lugar un andlisis de los flujos de residuos industriales Hiquidos producidos, y establecer los tratamientos quimicos y bioldgicos apropiados para su neutralizacion y detoxificacion con objeto de impedir cualquier tipo de impacto ambiental, someter tos efluentes de los residuos industriales liquidos a un proceso de desecacién, de forma que al evaporar el agua que contienen se reduzca su volumen; eliminar los residuos industriales que sean combustibles empleando incineradores de alta temperatura, equipado con las correspondientes sistemas de control de las emisiones tOxicas que se pudiesen producir; solidificar los residuos antes indicados para favorecer su estabilizacion y reducir la posibilidad de lixiviado de los metales y de otros productos.
V. Disposicién final
a) Pozos profundos
b) Relleno sanitario c) Composta d) Entierro e) Encapsulacion y solidificacion f) Diluir y dispersar g) Reciclado y recuperacion
VI. Reduccion de la generacién de residuos
Las medidas adoptadas para reducir Ia generacién de residuos industriales
peligrosos son:
- Modificacién de procesos - Sustitucion de productos toxicos por otros de menor toxicidad - Recuperacién y reciclaje como la destilacion que se emplea para recuperar disolventes ya utilizados.
- Segregacion en la fuente
los dos primeros constituyen las mejores opciones, puesto que reducen al maximo la generacion de residuos en Ia fuente.
Para que el programa de minimizacion o reduccién de residuos industriales sea satisfactorio es nécesario:
1. Tener una infraestructura adecuada de recursos minimos
2. Un compromiso entre los maximos responsables del programa con una estructura organizativa integrandose todos los participantes del proyecto, incluyendo comités cuya fincién sea analizar periddicamente fos logros obtenidos y la estrategia que mas convenga adoptar en cada momento.
3. Mantener lazos de union entre el comité encargado del andlisis de resultados y el de estrategias, con el personal técnico, ya que este ultimo puede aportar ideas
mas fructiferas.
4. Llevar a cabo una auditoria de los residuos industriales ya que respondera a una serie de preguntas, de modo que facilite 1a evaluacion y la puesta a! dia dei plan de minimizaci6n.
a) Identificar todos los flujos de residuos industriales que se generen en !a planta
b) Formular preguntas como zPorqué estan presentes estos residuos? Y especificar
las fuentes de los que proviene cada vertido, asi como calcular el volumen y
disponer con una tecnologia eficiente.
37
5. Controlar la fuente de los vertidos, mas que el tratamiento de los mismos, ya que con ésto es posible efectuar cambios en las materias primas empleadas, tales
como realizar una purificacion de éstas previa a su empleo, para evitar la introduccin en e} proceso de sustancias inertes 0 impurezas.
6. Modificar las tecnologias empleadas, tales como el equipamiento, cambios en el sistema de tuberias y su distribucién, automatizacion, etc Asi como cambios en el aspecto humano.
2.2 RESIDUOS CON MATERIAL RADIACTIVO
Residuos de plantas nucleares Residuos radiactivos
Residuos institucionales
Residuos radiactivos:
La Comisién Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS), define a cualquier material que contenga o esté contaminado con radiontclidos en concentraciones o niveles de radiactividad mayores a las sefialadas por ésta, en la norma técnica correspondiente y para el cual no se prevé uso alguno.
A nivel mundial no existe una clasificacion unificada de los desechos radiactivos, sin embargo, los podemos clasificar de acuerdo a su nivel de actividad y origen.
2.2.1 Clasificacién de los Residuos Radiactivos
A) En base a su actividad
a) Residuos de Alto Nivel.
b) Residuos de Medio Nivel. c) Residuos de Bajo Nivel.
a) Residuos de Alto Nivel.
A esta clasificacién corresponde el combustible agotado o irradiado del reactor si se declara como desecho; desechos del procesamiento de combustibles gastados, conteniendo
elementos transuranicos y productos de fision altamente radiactivos.
b) Residuos de Medio Nivel
Son los residuos cuya actividad y emisién de calor son inferiores a la de los residuos
a8
de alto nivel, pero que requieren blindaje durante su manipulacion y transporte Generados durante la operacion de centrales nucleares de potencia.
El término se aplica en general a todos los residuos no definidos como de alto o bajo nivel.
¢) Residuos de Bajo Nivel
Son los residuos que, a causa de su bajo contenido en radicisdtopos, no requieren
blindaje durante su manipulacion y transporte normales. Estos son producidos generalmente en la aplicacion de radioisétopos en medicina, investigacion, industria y ademas en la generacién de energia eléctrica.
B) En base a su origen
a) Residuos de Plantas Nucleares de Potencia
b) Residuos Institucionales
a) Residuos de Plantas Nucteares de Potencia
Los residuos del ciclo del combustible nuclear pueden ser considerados e incluidos en la produccién de energia por procesos nucleares. En esta definicion podemos considerar
fos residuos de refinacién, provenientes de Ja conversion y enrequecimiento de los materiales combustibles.
En los paises en donde existe un programa nuclear, la mayor parte de los residuos provienen de las actividades relacionadas con el ciclo del combustible nuclear.
b) Residuos Institucionales
La industria genera residuos radiactivos directamente del resultado de los procesos donde son empleados radioisotopos para su trabajo, o formas de instrumentacion y control en nuevos procesos. Los procesos de produccién incluyen diversas operaciones en la manufactura de radiofarmacos, detectores de humo e indicadores de nivel.
Estos residuos son procedentes también de hospitales, laboratorios y centros de investigacion. Los volamenes generados son relativamente bajos, en comparacidn con los de Plantas Nucleares.
2.2.2 Gestién de Residuos Radiactivos
La gestién adecuada de los residuos radiactivos incluye varias etapas:
I. Recoleccién de residuos.
39
Para la recoleccién de residuos se debe tomar en cuenta las caracteristicas fisicas,
quimicas y radioldgicas.
Il. Caracterizacion.
Antes de iniciar cualquier tratamiento de los residuos radiactivos es necesario
conocer el tipo de radioisotopo y la concentracion de actividad, ya que de ésto depende el tipo de tratamiento a que sera sometido.
Til. Clasificacion y segregacion.
Desde el punto de vista del tratamiento que se aplica a los residuos radiactivos se les clasifican en sdlidos y liquidos. A su vez los sdlidos pueden ser clasificados en compresibles, incompresibles y los liquidos en organicos ¢ inorgaénicos.
Residuos Sélidos.
Los residuos solidos los podemos caracterizar por sus propiedades quimicas, fisicas y radiolégicas.
a) Propiedades Quimicas.
Estas propiedades las podemos subdividir en dos clases:
- Por la naturaleza del material (combustible y no combustible) - Por la naturaleza de su contaminacion (contaminacion fija y transferible)
Ambas clases de propiedades deben ser consideradas cuando se seleccionen técnicas de manejo de residuos.
b) Propiedades Fisicas.
La densidad, la forma fisica y el tamafio pueden afectar la forma de manejo de los residuos sélidos en la planta. La forma fisica clasifica generalmente a los residuos de nivel bajo como residuos activos secos (resinas de intercambio iénico, filtros, etc.) y
componentes metalicos.
¢)Propiedades Radiolégicas.
Los residuos sdlidos pueden ser clasificados de acuerdo a su actividad en; residuos
de nivel bajo, nivel intermedio y nivel alto.
La actividad es importante dada la clasificacién de residuos sdlidos: concentracion
de contaminacion en superficie, fijacién de la contaminaciOn en superficie, la no dispersion de Ja contaminacién en superficie (materiales con neutrones). Para diferentes tipos de
40
contaminacion existen diferentes métodos de tratamiento
Residuos Liquidos.
Al igual que para los sdlidos, de los residuos liquidos es necesario conocer sus propiedades quimicas fisicas y radiologicas.
a) Propiedades Quimicas
Composicién quimica del residuo Valor de pH
Demanda de oxigeno Toxicidad P
enn
Composicion quimica del residuo:
La composicion quimica del residuo es un factor importante en el tratamiento, cuando se tratan los residuos para su descontaminacion debemos considerar las constantes variaciones quimicas que pueda tener. Las concentraciones de radioisdtopos en un liquido y
la cantidad de materia suspendida tiene una gran influencia para el] tratamiento, provocando que en algunos casos, se tenga que realizar un pretratamiento de este residuo.
En los residuos acuosos se presentan componentes organicos, como aceites, grasas y
solventes; estas sustancias organicas pueden ser volatiles e inflamables, corriendo el riesgo de provocar una explosion. Algunos de estos solventes son el querozeno y tricloroetileno, provocando corrosién y fugas en tubos, bidones, tanques, plasticos, etc.
Valor de pH:
La acidez y alcalinidad del residuo son determinantes pata su descontaminacién. Para evitar corrosion debemos tomar en cuenta el tipo de material donde se va a almacenar o debemos modificar el pH del residuo.
Demanda de oxigeno:
Es Ja cantidad de oxigeno necesaria para una oxidacién completa para todos los compuestos organicos e inorganicos en fa solucion.
Toxicidad:
Es la capacidad de sustancias venenosas para causar efectos dafiinos a organismos
vivientes al ingerirlos, inhalarlos y a contacto fisico.
b) Propiedades Fisicas. 1. Conductividad
4
Capacidad de emulsificacion
Densidad Viscosidad Tension superficial Turbides A
UAWN
Conductividad
La conductividad de liquidos se determina por la medicion de electrolitos en solucién,
Capacidad de emulsificacion:
En los liquidos organicos, solventes 0 aceites que se presentan en los residuos
liquidos, existe la posibilidad de que se forme una emulsién La emulsificacién puede afectar a los resultados en la técnicas de filtracién. La formacion de emulsiones estables acuosas es esencial para la inmovilizacion de fa mayoria de los liquidos organicos.
Densidad, viscosidad, tension superficial y turbides:
La densidad y la viscosidad pueden afectar la habilidad de ser bombeados o mezclados los liquidos. La tension superficial puede afectar intimamente la mezcla y la humedad en el filtro y el intercambio iénico. Generalmente 1a turbides se indica en la presencia de particulas coloidales en afluentes donde necesitan ser removidas por tratamiento quimicos especiales tanto por floculacion como precipitacion.
¢) Propiedades Radioldgicas.
Las propiedades radiologicas son importantes, hasta el punto donde no solamente afecta el proceso de tratamiento, sino tienen un fuerte impacto en las operaciones de manejo y seguridad radiolégica bajo el criterio ALARA. Esto incluye:
1.Composicién de los radioisotopes 2. Estabilidad de la radiacion. 3. Efectos en la uniformidad del blindaje
Se debe hacer notar que las propiedades radiolégicas dependen del decaimiento radioactivo de cada isdtopo.
IV. Tratamiento.
El tratamiento de los residuos radiactivos tiene como finalidad separar el material radiactivo para minimizar la descarga de radioisétopos al ambiente, lograndose ademas acondicionar al residuo para su trensporte y disposiciOn. Los residuos se someten al tratamiento que mas convenga segun sus propiedades fisicas, quimicas y radiolégicas, por
ejemplo: los residuos que contienen radioisotopos de vida media corta (del orden de dias) se les dejan decaer durante 10 vidas medias.
Vv. Iamovilizacién
Antes de ser enviados a un almacén, los residuos deben ser inmovilizados y envasados en contenedores apropiados para evitar dispersién durante su transporte y almacenamiento. Los métodos de inmovilizacion mas comunes son: la cementacion, bituminacion, inmovilizacion en polimeros y vitrificacion.
VI. Calificacion de bultos.
Los bultos que contienen a los radioisétopos inmovilizados deben ser calificados para asegurar su comportamiento a largo plazo en un almacén definitivo. Las pruebas de calificacion incluye entre otras: resistencia a la compresién axial, corrosion, radiacion, ciclos térmicos y lixiviacion por inmersién al agua.
VII_ Disposicion final.
La evacuacion o disposicién de los residuos acondicionados en su ultima fase de la gestion tiene como propésito principal aislarlos del ambiente humano, para evitar cualquier tipo de contaminacién o radiacién
En la practica es limitado el namero de opciones para la disposicién de los residuos, se combinan varios factores a causa de las tecnologias para su disposicién, actitudes del gobierno y el pliblico en general, la falta de lugares geograficamente bien localizados, y la necesidad de regulaciones estandares para su confinamiento. A pesar de estos problemas existen varias alternativas que representan las opciones viables para la disposicién de residuos radiolégicamente contaminados; las mas comunes son:
Disposicion superficial ( 1a que se practica en México)
© Disposicion profunda
48
CAPITULO 3 TRATAMIENTOS MAS COMUNES
3.1 Absorcidn:
Es una operacion unitaria ampliamente utilizada en Ja industria quimica para la
purificacion de corrientes gaseosas En la absorcion, uno 0 varios de los gases presentes en una corfiente gaseosa se disuelven en un liquido llamado absorbente. En la operacién
inversa, un gas disuelto en un liquido se remueve de éste poniendo Ja corriente en contacto con un gas inerte. Esta operacion se llama desorcion.
Los equipos mas empleados son torres cilindricas, que pueden ser:
e de relleno o empacadas
« de etapas
Las torres de relleno son columnas cilindricas verticales, como la mostrada en la
figura 3.1, las cuales estan rellenas con pequeiias piezas Namadas empaque. Estas piezas sirven para aumentar el area de contacto entre Ja fase gaseosa y la liquida, lo cual facilita la absorcion .
Las torres de etapas son columnas cilindricas que contienen en su interior una serie de platos perforados 0 con campanas de burbujeo que permiten ef contacto intimo de las fases liquida y gaseosa.
Los residuos que se generan en esta operacién unitaria, son lodos que sedimentan en el fondo de las torres al paso del tiempo, al igual que liquidos con componentes absorbidos.
FIGURA 3.1
S <& Liquido
<> Gas > Sux
<@> Liquido
S— Su de fondo <& Liquide residual
44
3.2 Adsorcidn:
Es una operacion de transferencia de masa Comprende el contacto de liquidos o gases con sdlidos donde hay una separacion de componentes de una mezcla liquida o gaseosa por adherencia a la superficie del sdlido. Es decir, se explota la capacidad especial de ciertos sdlidos para hacer que sustancias especificas de una solucién se concentren en su superficie.
Los equipos empleados en operaciones continuas son las torres empacadas 0 con lecho fijo, como la mostrada en la figura 3.2, en donde ocurre el contacto de la mezcla de
liquidos con el adsorbente en el lecho, a través de mallas que impiden el paso de particulas del sétido adsorbente.
Los residuos en esta operacion se encuentran generaimente en el fondo de los tanques como Jodos de adsorbente gastado y contaminado.
FIGURA 3.2
} Alimentacion
® Producto tratado
Adsorbente gastado
| 44) (
3.3. Agotamiento con vapor:
Estos sistemas se aplican en el tratamiento de aguas residuales que contienen sustancias volatiles. El vapor se utiliza para convertir el material volatil a fase gaseosa para que posteriormente se procese y se recupere.
Ei costo y los requerimientos de energia son altos. Por lo que muchas veces se utiliza como pretratamiento para reducir los componentes volatiles. Los compuestos
organicos concentrados en fa corriente condensada de domos pueden requerir un tratamiento posterior , como puede ser oxidacion himeda.
Generalmente este proceso es una operacion continua en una torre empacada o en una columna de destilacion con mas de una etapa de contacto vapor/liquido, como se muestra en la figura 3.3. El agua residual precalentada en un intercambiador de calor entra
cerca del domo de la columna y fluye por gravedad a contracorriente del vapor y de los gases (0 vapores) organicos que ascienden desde el fondo de la columna. El contacto de la corriente residual con el vapor hace que disminuya gradualmente los componentes volatiles de ésta, hasta llegar al fondo de la columna donde el agua residual se calienta por el vapor para reducir la concentracién de componentes volatiles hasta su concentracién final.
FIGURA 3.3 SISTEMA DE AGOTAMIENTO CON VAPOR
Agua residual Vapor concentrado
Alimentacion
Fuente: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
3.4 Centrifugacidn:
La centrifugacion es la operacion por fa cual se utiliza la fuerza centrifuga para separar los liquidos de los sdlidos. Esencialmente se trata de una filtracion por gravedad a través de una maila en donde Ja fuerza que actda sobre el liquido se incrementa enormemente utilizando la fuerza centrifuga. También puede aplicarse para efectuar la separacion de liquidos inmiscibles.
La operacién se efectha en equipos Hamados centrifugas, figura 3.4, las cuales por ser muy semejantes a los filtros, generan los mismos residuos que, dependiendo del
constituyente deseado, pueden ser sdlidos o liquidos residuales.
FIGURA 3.4
4n
3.5 Condensaciin:
La condensacion es la operacién por Ja cual se hace pasar una sustancia en forma de
vapor, al estado liquido por medio de la transferencia de calor.
La operacién se realiza en equipos de forma cilindrica 0 cénica, llamados condensadores, como se muestra en Ja figura 3.5, que son simples cambiadores de calor, por los cuales fluyen otras sustancias con menor temperatura que absorberan energia del fluido caliente.
Los residuos se pueden generar de las purgas de los cambiadores de calor y de la
limpieza de éstos, dando como resultado liquidos residuales.
FIGURA 3.5
>
& Entrada de vapor
" rn & Condensado
k-4- Q) Liuido fo
@) Licuido caliente
—~
& Liquidos de purga
y de lavado SAI
4B
3.6 Cristalizacién:
La cristalizacion es wna operacion que consiste en obtener sdlidos en forma cristalina a partir de una solucién liquida saturada. E] amplio uso de los materiales en forma
de cristales esta basado en el hecho de que un cristal que se ha formado a partir de una solucion es puro en si mismo, fo que es la base de un método practico de obtencién de sustancias quimicas puras, las cuales, ademas se pueden almacenar y empacar de manera satisfactoria.
Los aparatos usados en esta operacion se Maman cristalizadores figura 3.6. El
Principal objetivo de un cristalizador es, primero, crear una solucion sobresaturada, y luego fomentar la creacion y el crecimiento de los cristales. Las aguas madres del proceso y los liquidos residuales originados durante la limpieza de los equipos son los residuos que se generan de esta operacion unitaria.
FIGURA 3.6
Solucion ® Refiigerante fro & Aguas madres
} Refrigerante caliente
® Cristales 49
3.7 Decantacidn:
La decantacion es una operacion para separar liquidos de diferentes densidades, el proceso se lleva a cabo cuando los liquidos a separar reposan un lapso de tiempo para que
se formen las dos fases; cuando se logra ésto se abren las valvulas del decantador para
separar el liquido mas denso del ligero. Los residuos se generan cuando se da mantenimiento al equipo, asi como cuando uno de los dos liquidos se desecha por no ser primordial en el proceso, junto con sdlidos suspendidos que sedimentan como lodos en el fondo del equipo al paso del tiempo. La figura 3 7 muestra un esquema del equipo.
FIGURA 3.7
4) Aineacién A) Liqudo densono desecble (liquido residual de proceso)
© Uinilge @ Liquid igero no deseable
&) Liqido denso (iquido residual de proceso) © Lodes
50
3.8 Decapado:
El decapado es la operacion que tiene por objeto eliminar Ja capa incrustante de 6xidos u otros materiales de las superficies metalicas. Consiste en la incandescencia e
inmersion en un bafio de acido sulfirico diluido de las materias a tratar, seguida de un bajio de vapor, otro de acido sulfiirico y por ultimo de otro bafio de agua para llegar a un secado. Los residuos generados en esta operacion unitaria son los liquidos residuales que contienen acido sulfirico y otras sustancias, sélidos disueltos asi como Jodos del proceso. En la figura 3.8 se muestra en forma esqueméatica la secuencia de la operacion.
FIGURA 3.8
Pee Pe ~ rm TF TF PS
® ® ? ®
) lent §) Sata deH,S0, © Gas fo
& Vapor ¢) Entrada de aqua & Producto
©) Condersats & Salida de agua é) Agua residual
Aguas mades de H.SO % Fade db H,S0, <p Gasca (iquido residual de proces)
3
3.9 Destilacion:
La destilacion es un proceso de separacion que consiste en eliminar uno o mas de los componentes de una mezcla volatil por medio de la transferencia simultanea de calor y
masa. Para !levar a cabo la operacion se aprovecha la diferencia de volatilidad de los constituyentes de la mezcla, separando o fraccionando éstos en funcidn de su temperatura de ebullicion. Se usa para concentrar mezclas alcoholicas y separar aceites esenciales asi como componentes de mezclas liquidas que se deseen purificar.
En fa industria actual hay cuatro tipos de destilacion: destilacion por arrastre de vapor, destilacion diferencial, destilacion instantanea o flash y la destilacion fraccionada.
En la destilaci6n por arrastre de vapor se emplea vapor vivo para provocar el arrastre de la sustancia volatil que se desea concentrar, esta sustancia debe ser insoluble en el agua. Por este medio se abate la temperatura de ebullicion y asi, aquellos compuestos que pudieran descomponerse si se los llevara a su temperatura de ebullicion, se logran separar con éxito. Se usa principalmente para obtener esencias aromaticas.
En la destilacion diferencial 1a mezcla se hace hervir y el vapor generado se separa del liquido, condensandolo tan rapidamente como se genera. Los aparatos usados para este fin reciben el nombre de alambiques. La destilacion instantanea (flash), implica la evaporacion de una fraccién del liquido, generalmente por calentamiento a alta presion, manteniendo al vapor y al liquido el tiempo necesario para que el vapor alcance el equilibrio con el liquido, separando ambos finalmente.
La destitacién fraccionada es el método mas empleado actualmente para separar los componentes de una mezcla liquida. Incluye el retorno de una parte del vapor condensado al equipo, de tal manera que el liquido que se regresa entra en contacto intimo a contracorriente con los vapores que se dirigen al condensador. También es llamada rectificacion. Este tipo de destilacién es continua y permite manipular grandes cantidades de materiales y el reflujo hace posible alcanzar purezas elevadas en los productos destilados.
Los equipos empleados en este tipo de destilacién son torres 0 cilindros metalicos, como se muestra en forma esquematica en la fig. 3.9, por los que pasan los vapores y los liquidos generados. Dentro de estas columnas se encuentran platos con perforaciones o empaques de ceramica para un mayor contacto liquido vapor
Los residuos en esta operacién se localizan como sedimentos 0 lodos y en algunos
casos breas en el fondo de las torres o tanques de destilacién, como cabezas liquidas o gaseosas en lo alto de las torres y como colas liquidas en ia parte baja de ésta.
a Q
FIGURA 3.9
6)
he & Lodos
| Ligeros no deseables. ® a (guido residual de proceso}
Pasados no deseables, 6 (iquido residual de proceso}
3.10 Evaporacidn:
En esta operacién es necesario dar calor a la mezcla para que Hllegue a su
temperatura de ebullicion, y proporcionar el calor suficiente para que se evapore ésta mezcla, Como medio de calentamiento se puede utilizar el vapor de agua, aunque también pueden utilizarse gases de combustion. En ja evaporacion, la mezcla concentrada es el
producto final deseado.
En la mayor parte de los evaporadores, et vapor pasa por el interior de tubos
metalicos, mientras que la mezcla pasa por el lado de coraza sin que se mezclen las dos corrientes.
En la fig. 3.10 se muestra un esquema de evaporacion, donde los posibles residuos generados en esta operacién unitaria, estan localizados en las purgas de limpieza y en liquidos residuales al momento de limpiarlos.
FIGURA 3.10
@ Solucion aiuida ® Vapor de calentamiento
& Vapor de agua
& Vapor de condensado
® Solucién concentrada
& Lodos
tm i
3.11 Extraccion:
Hay dos tipos de extraccién: la extraccion sdlido-liquido y la extraccién liquido-
liquido, las dos son muy usadas en casi todas las industrias.
La extraccion solido-liquido consiste en tratar un solido que esta formado por dos 0 mas sustancias, con so]vente que disuelve preferentemente uno de Sos dos solidos, que recibe el nombre de soluto. La operacién recibe también el nombre de lixiviacion, nombre mas empleado al disolver y extraer sustancias inorganicas en la industria minera. Otro nombre empleado es el de percolacion, en este caso, la extraccion se hace con solvente
caliente o en su punto de ebullicién. La extraccién sdlido-liquido puede ser una operacion a régimen permanente 0 intermitente, segiin los voltumenes que se manejen.
Se emplea para extraer minerales solubles en la industria minera, también en la industria alimenticia, farmacéutica y en la industria de esencias y perfumes.
Los equipos utilizados reciben el nombre de extractores, lixiviadores, o percoladores. El equipo més sencillo consiste en un tanque agitador y luego un sedimentador. En el caso general, se agrega disolvente en exceso para evitar que la solucion se sature y no pueda extraerse mas soluto. La figura 3.11 muestra en forma esquematica este proceso.
Los residuos en esta operacion son los lodos acumulados en el fondo del extractor que contienen sélidos y disolventes.
La extraccion liquido-liquido es una operacion unitaria que consiste en poner una
mezcla liquida en contacto con un segundo liquido miscible, que selectivamente extrae uno o mas de los componentes de la mezcla. Se emplea en la refinacién de aceites lubricantes y
de disolventes, en la extracci6n de productos que contienen azufre y en la obtencién de ceras parafinicas.
EL liquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble para los componentes primordiales. Después de poner en contacto el solvente y ia mezcla se
obtienen dos fases liquidas que reciben los nombres de extracto y refinado.
Los lodos y liquidos residuales acumulados en el fondo del decantador o de la torre son los residuos del proceso.
FIGURA 3.11
P—-s o—_—S— & <> wescte <> Urquico asarmceor <> earaces <> Rennacde <& Lodo= <& Higuice sewoum
55
3.12 Filtracion:
Definimos filtracion como la separacion de sdlidos de un liquido y se efectua haciendo pasar el liquido a través de un medio poroso. Los sdlidos quedan detenidos en la superficie del medio filtrante en forma de pasta. El medio filtrante debera seleccionarse en primer término por su capacidad para retener los solidos sin obstruccion y sin derrame de particulas al iniciar la filtracion.
La fig. 3.12 muestra un esquema del proceso, donde los residuos generados por esta operacién unitaria dependen del producto deseado; asi, se generan sdlidos o liquidos residuales.
FIGURA 3.12
ith 4 Stido residual —()>
@ Liquid resiual
36
3.13 Flotacion:
Es un medio muy importante para la concentracién de los minerales, particularmente sulfuros. Una suspensién en agua de! mineral molido se va agitando en
tanto se hace pasar aire a través de la mezcla. Se pueden agregar algunas sustancias quimicas de tal manera que se formen espumas o burbujas. Las particulas del mineral que se desea, quedan unidas a las burbujas de aire, flotando posteriormente con la espuma la cual se separa en la superficie. Al mismo tiempo, la ganga se sedimenta en el fondo del
tanque.
La fig. 3.13 muestra un esquema del equipo donde los residuos se encuentran en la ganga, pues ésta lleva solidos residuales, aceite y otros productos quimicos.
FIGURA 3.13
y Aire comprimido
® Almentacion de mineral
® Séldo de espuma & Ganga ® Ganga
(solide residual)
3.14 Fundicidn:
La fundicion es el proceso de fusion en el cual los materiales que se forman conforme se suceden las reacciones quimicas, se separan en dos o més capas. La fundicién con frecuencia lleva implicita una etapa previa de tostacién en e! mismo horno Dos de las capas mas importantes que se forman en la fundicion son el metal fundido y el material de
desecho. El primero puede estar formado casi en su totalidad por un unico metal o puede ser una mezcla de dos o mas metales
Este proceso se muestra en forma esquematica en la fig. 3.14, donde los residuos generados por esta operacion es la escoria que se descarga por la parte inferior del horno, ademas por esta parte son descargadas las arenas y tierras de moldeo, asi como los polvos de los separadores electrostaticos. Los gases tienen alto contenido de CO, CO2 y N2. La escoria contiene otros minerales, asi como carbon, caliza, etc.
FIGURA 3.14
ar 4) Alimentacién
mnt 9) ® Aire comprimido
& Metal fundido
LO» & Escoria
& Gases de combustin
| Q— ® (eeide residual
3.18 Incineracién:
La incineracion es basicamente una oxidacion llevada a cabo a muy altas
temperaturas, en la cual se emplean como combustibles tos residuos industriales. Estos ultimos son destruidos en el proceso.
Los productos fundamentales de la combustién son didxido de carbono, agua cenizas. Ademas de éstos, y dependiendo de la naturaleza especifica del combustible, pueden aparecer otros muchos compuestos.
Si el combustible es un compuesto azufrado, en la combustion se producira didxido de azufre, problema que se debe controlar por tratarse de un gas contaminante.
De la misma manera se presentan problemas cuando son usados como combustible
productos halogenados, puesto que en su combustién se producirin los acidos de los halogenos correspondientes, con el peligro que ello puede suponer si la emisién no es tratada convenientemente. En este caso adquieren especial importancia los compuestos clorados, puesto que en su combustion se desprende Acido clorhidrico.
Otro producto de la combustion presente en las emisiones gaseosas son las
particulas en suspension, cuya presencia debe ser tenida en cuenta y deben ser tratadas en caso de peligrosidad. Finalmente, como fruto de 1a combustion quedan las cenizas: que contienen ademas metales que no son volatilizados.
A todos estos productos hay que afiadir otros que puedan aparecer como resultado de una combustién incompleta. Para evitar esto, es conveniente introducir en el incinerador, durante el proceso, aire en exceso.
Tipos de incineradores:
A) Incinerador de residuos sdlidos convencionales
Tienen generalmente en su diseiio dos camaras de combustion; una primera camara para quemar los residuos y una segunda camara para los gases que no se quemaron en la primera, ayudando a que ef proceso de combustion sea mas eficiente.
En fa figura 3.15A se muestra en forma esquematica, este tipo de incinerador, el cual cuenta con varias capas de aislantes (tabique refractario, aislante, etc.), las cuales no permiten que el calor sea conducido al exterior.
Las condiciones de temperatura a que trabajan (500 a 1800°C), escorias, residuos
organicos, etc., y ademas el trabajo intermitente, dafian considerablemente ef material
refractario, ocasionando el alabeo en el interior de éstos; el material refractario no ha sido posible sustituirlo por otros materiales; el combustible cominmente utilizado es diesel y
gas; las partes mas dafiadas son las paredes, parrillas, la puerta de alimentacion o carga, el marco de la puerta de carga y la boquillas de fos quemadores.
FIGURA 3.15 A
1) Entrada a la camara de residuos
2) Camara de gases A
3) Aislante refractario 2 4) Entrada de combustible
A) Gases de combustion
B) Solidos residuales
B
B) Incinerador de residuos radiactivos
El disefio de este tipo de incinerador es semejante a fos incineradores de residuos sdlidos convencionales, como puede esperarse, la incineracion de residuos radiactivos
requiere consideraciones inicas no aplicables a otros residuos comunes.
La seguridad es de primera importancia. El manejo, almacenaje y la alimentacion del material, debe ser controlada con cuidado. Los centros donde se almacena el material contaminado deben de contar con exhaustivos sistemas de ventilacion los cuales cuentan con filtros de aire de alta eficiencia (HEPA, alta eficiencia en particulas de aire).
Los sistemas de descarga deben ser disefiados especificamente, para evitar la
posibilidad de escapes de gases calientes de! incinerador cuando la puerta de carga de éste esta abierta. Estos deben estar provistos con una serie de compuertas de aire para aisiar el gas del incinerador bajo todas las condiciones de operacion.
Se debe tener cuidado con 1a puerta de alimentacion, puesto que llega a existir la posibilidad de acumulacién de gases de combustion , causados por la incineracion incompleta de residuos que contengan solventes u otro material que puedan causar
explosion.
Las cenizas y residuos de material radiactivo de bajo nivel contenido en al gas de combustion debe ser manejado con sumo cuidado, este no puede ser desalojado de manera comun al ambiente.
Estos incineradores cuentan con una camara de combustion, como se muestra en el esquema de la figura 3.15 B, en la cual es incinerado el material contaminado; un sistema de lavado de gases, en e} cual se je quita la acidez a los gases que hayan adquirido en el
proceso de incineracién, este lavado se hace mediante aspersores con una solucion caustica,
esta solucion es enfriada, filtrada y posteriormente reincorporada al sistema; filtros de aire HEPA, en donde se retienen residuos solidos y se limpian los gases de combustion, estos dos ultimos equipos son utilizados para la disminucion de contaminantes, posteriormente
estos gases son liberados al ambiente con un nivel de contaminacion minima.
Los incineradores para residuos radiactivos, se clasifican de acuerdo a su aplicacion
a)Incineradores de residuos institucionales
b)Incineradores de residuos de plantas nucleares
FIGURA 3.15 B
; of “ 3 (#0) cP
1) Compuerta de aire 2) Camara de combustién 3) Camara de gases 4) Lavado de gases
5) Filtro HEPA 6) Entrada de combustible 7) Aislante refractario
BSS
w
A) Entrada de residuos B) Solidos residuales C) Gases contaminantes D) Gases con contaminacién minima
6!
C) Incinerador de hogar agitado
Este incinerador cuenta con un hogar en forma de vasija circular de 26m de
diametro por 4.6m de altura, con agitadores rotatorios. Estos agitadores mueven los residuos hasta que se incineran en su totalidad, los gases de combustion que contienen cenizas y residuos pasan a un segundo quemador donde se terminan de incinerar estos residuos sdlidos, los gases de combustion producidos son tratados por una serie de
lavadores de gases donde se separara el residuo sdlido de los gases y finalmente éstos pasan a unos filtros de alta eficiencia (HEPA), como se muestra en la figura 3.15C. Este incinerador tiene una capacidad de 70 kg/h, teniendo una reduccion a 5kg/h de residuos.
FIGURA 3.15 C
* fs =I yA 4
1) Hogar 2) Agitad 3) Quemador Us 4)Lavadores [Gas, sdlido] 5) Filtros A) Entrada de residuos
B) Salida de gases con contaminacién minima
=
62
D) Incinerador con exceso de aire
También conocido con el nombre de incinerador de tambor, figura 3.15 D. Estos incineradores estan disefados para quemar residuos sOlidos radiactivos con una expulsion de gases al ambiente sin contaminacién. Las temperaturas alcanzadas por el incinerador son de 1093 — 1204°C.
FIGURA 3.15 D INCINERADOR DE TAMBOR
Fultro \ HEPA
te | 5 : Extractores
bee
Incinerador Lodo
El incinerador esta constituido-por una camara de combustién o tambor donde se le suministra aire tangencialmente provocando una turbulencia y dando un efecto de ciclén en
el proceso de combustidn, este aire tiene suficiente presién para transportar todo el gas de combustién hacia los procesos de purificacion.
Los gases de combustion pasan por un lavado de gases de solucién caustica, donde
los gases son enfriados y neutralizados, y la mayoria de las particulas sdlidas en los gases (cenizas) son removidas. El separador de particulas remueve las particulas sdlidas suspendidas en el gas.
El filtro HEPA es necesatio para completar esencialmente 1a remocién de particulas solidas suspendidas en los gases, sin embargo, éste pierde eficiencia rapidamente con la humedad de los gases circulantes adquirida en el proceso, en este caso el filtro de Zeolita se ocupa para remover humedad particularmente los residuos céusticos en el gas.
La solucion liquida caustica proviene del tanque de aspersién donde se colecta en un tanque para su posterior recirculacién. El liquido pasa por un filtro vertical con mayor efectividad de remocion de particulas sdlidas en forma de fango. El intercambiador de calor es proveido de la solucion caustica limpia. Alimentando asi los aspersores del lavado de gases en el sistema.
63
El residuo solido generado de los gases en forma de lodo y como cenizas en el filtro HEPA son un décimo del volumen det residuo original, y en el cenicero una produccion de ceniza de 5% del volumen original.
E) Incinerador de horno rotatorio
Este incinerador se ha probado a nivel faboratorio, con una capacidad de 40 kg/h con residuos municipales, teniendo una reduccién a 2 kg/h de residuos Cuenta con una
camara principal rotatoria en forma de tambor. Este tambor es alimentado por uno de sus costados, trabajando a temperaturas de 600 a 800° C, tos gases de combustion son expulsados por la parte superior y las cenizas por la parte inferior de éste, los gases pasan a una segunda camara que se encuentra fija, a una temperatura de 1000°C, después estos gases se tratan en lavadores de gases, separadores de particulas y por filtros HEPA. Como se muestra en la figura 3.15 E.
Descripcion del sistema
Los homos rotatorios se usan desde 1920. Aj principio se utilizaron en la industria como un método para el secado de sdlidos. En 1950 comenzaron a emplearse los hornos rotatorios para la incineraci6n de residuos municipales. A partir de éstos, se han desarrollado disefios con aplicacién a residuos industriales y peligrosos.
El homo rotatorio se utiliza en si, como una camara de combustion primaria, el
horno es una coraza cilindrica de metal recubierta de material refractario inclinado ligeramente desde el final de la alineacion de solidos del horno hasta el final de la descarga.
Debido a la rotacién de la coraza y a la pendiente los residuos se transportan a través
del horno, mejorando el mezclado de! residuo con el aire. La velocidad de rotacién controla el tiempo de residencia de los residuos dentro del horno. La porcién de combustible del residuo se volatiliza conforme los sélidos avanzan a lo largo del homo. Mejorando el mezclado y con el alto tiempo de residencia se producen cenizas no peligrosas.
Los hornos rotatorios tienen, por lo general, uno o dos quemadores auxiliares, los
cuales precalientan el horno hasta la temperatura minima de operacién y proporcionan calor adicional para mantener Ja temperatura durante la operacién. El combustible empleado en fos quemadores auxiliares puede ser gas natural, propano, aceite combustible o residuos liquidos de alto poder calorifico.
Se fabrican dos tipos de hornos rotatorios a corriente y contracorriente. En el primero el quemador se localiza en la entrada de aire al final del horno. La direccién de la inyeccion de la mezcla aire — combustible es la misma que la del flujo de gas y de sdlidos.
64
En el disefio a contracorriente, el quemador se ubica en fa entrada de aire al final del
horno, pero Ja direccién de la inyeccién de la mezcla aire — combustible y del flujo de gas es opuesta al flujo de residuos sélidos. Este disefio permite un mayor control en Ios dos extremos del horno. La turbulencia provocada por la inyeccién de fa mezcla aire — combustibie en el extremo de la descarga de solidos mejora el proceso de combustion en la camara de combustion secundaria.
La relacion L/D (largo/diametro) del horno varia en un ambito de 2 a 10 y la velocidad rotacional es de 1 a 5 ft/min medidas desde Ja periferia del homo El tiempo de residencia y la temperatura requeridos para la combustion dependen completamente del Tesiduo. Las temperaturas tipicas se encuentran en un ambito de 800 a 1000 °C (1500 a
1900°F). Los tiempos de residencia para solidos van de 30 minutos a 2 horas dependiendo de las dimensiones det horno y de la velocidad de rotacién, mientras que el tiempo de
residencia del gas varia de 1 a 5 segundos dependiendo del volumen del homo y del exceso de aire utilizado.
El calor liberado en los hornos rotatorios “varia de 20.000 a 25.000 Brw/ft* h. Las capacidades tipicas de alimentacion de residuos son de 2000 Ib/h a 12.000 Ib/h para residuos s6lidos y de 50 a 300 gal/h para residuos liquidos.
Debido a que la porcién combustible del residuo se volatiliza. Los gases formados dejan el horno y entran a la camara de combustion secundaria que esta equipada con uno o mas quemadores auxiliares que mantienen Ja temperatura arriba de 1200°C (2200°F).
La camara de combustién secundaria es un recipiente estacionario, recubierto de material refractario, del 30 a 60% del tamafio del horno rotatorio dependiendo del volumen de aire y de los tiempos de retencidn requeridos Esta camara esta equipada con baffles internos 0 sopladores de aire adicional que maximizan la turbulencia y aseguran el mezciado completo de los gases volatiles y el aire de combustién. El tiempo de retencion tipico para esta camara es de 2 segundos como minimo a 1200°C (2200°F).
Los gases calientes que se encuentran en la camara de combustion secundaria pasan al sistema de recuperacién de energia 0 al sistema de control de contaminantes.
Las cenizas en la descarga del horno y las provenientes del dispositivo de control de contaminantes se recolectan y se enfrian en un contenedor.
Las ventajas del sistema de incineracion por homnos rotatorios son:
1.Una gran variedad de residuos peligrosos liquidos y sdlidos se pueden incinerar.
2.Los residuos liquidos y sélidos se pueden tratar por separado o en combinacion. 3.Algunos materiales se pueden incinerar fundiéndolos.
4.E} sistema puede adaptarse a una amplia variedad de mecanismos de alimentacion
nN
om
5.La alta turbulencia y exposicion de los residuos sdlidos al aire son caracteristicas de este sistema.
6.La remocion de cenizas se reatiza en forma continua sin interferir con la combustion.
7.No existen partes moviles dentro del horno. 8.El sistema es adaptable para gran variedad de sistemas de control de contaminantes atmosfeéricos.
9.E! tiempo de residencia de Jos componentes no volatiles se puede controlar por el ajuste de la velocidad rotacional de! horno.
10.Los residuos se pueden alimentar directamente en ¢l horno sin necesidad de precalentamiento o mezclado.
11.Se pueden operar a temperaturas en exceso de 1400°C (2500°F) lo que permite la
destruccion de componentes toxicos que son dificiles de degradar térmicamente. 12.E] control de la velocidad rotacional del horno permite un rango de operacién
maximo a minimo del 50%.
Las desventajas que presentan este tipo de sistemas son:
1. El costo de instalacion es alto.
2. Se requieren cuidados en la operacion para prevenir dafios en el refractario. 3. Los hornos rotatorios frecuentemente operan con altos niveles de exceso de aire.
4, La eficiencia térmica es relativamente baja debido al exceso de aire. 5. El secado de residuos lodos o fundidos puede provocar la formacion de escoria
FIGURA 3.16 E DIAGRAMA DE FLUJO DE UN SISTEMA DE
HORNO ROTATIVO
66
3.16 Molienda:
Los términos trituracién y molienda normalmente estan asociados con el significado de subdividir, en mayor o menor cuantia, pero ninguno de los dos términos se utiliza sdlo
con un significado preciso, aunque, en general, moler significa una mayor subdivision.
Los residuos generados son los mismos solidos que se esparcen por algiin motivo en el iugar donde se lleve a cabo esta operacién, como lo muestra el esquema de la fig 3.16. Asi también, en el momento de su limpieza se generan lodos por el lavado de Jos equipos.
FIGURA 3.16
0-40 9 0
(Aliment
| Liq dea Q) ainato— ntti G) Pout moids 8) Sd est
67
3.17 Prensado:
El prensado o exprimide es la separacion de liquido de un sistema de dos fases sdlido-liquido, mediante la compresién en condiciones que permiten que el liquido escape al mismo tiempo que se retiene el sdlido entre las superficies de compresion. El prensado se distingue de la filtracion en que la presion se aplica mediante el movimiento de las paredes
de retencion en lugar de usar bombeo dei material a un espacio fijo.
El prensado tiene la misma finalidad que la filtracién: separar fases liquidas y solidas de una mezcla mecanica de las dos, la fig 3.17 muestra dicho proceso. En el exprimido la mezcla no se puede bombear pues el material a veces es completamente solido El prensado es mas conveniente que la filtracion cuando se desea una extraccion
mas completa del liquido del desecho.
En esta operacion unitaria se generan liquidos residuales como consecuencia de que el producto deseado es el sdlido prensado.
FIGURA 3.17
oI
0 |
<f) Aimentos Ly
® Sdlides ® Liquide de proceso
68
3.18 Reaccidn:
La reaccion quimica es una operacion que interviene en casi todos los procesos quimicos Los equipos empleados en esta operacion son los llamados reactores, que son
recipientes de metal donde se mezclan los reactivos para que reaccionen quimicamente y se
obtenga el producto deseado diferente quimicamente a los componente alimentados.
Los reactores pueden contener en su interior otras materias quimicas llamadas catalizadores para acelerar o retardar las reacciones que se efectuen dependiendo del proceso que se esté Ilevando a cabo, en este caso los equipos se Ilaman reactores cataliticos,
los catalizadores no intervienen quimicamente en la reaccion.
Las reacciones quimicas, dependiendo de la alimentacion y en dado caso del catalizador, se efectuan en reactores homogéneos y heterogéneos, y estos pueden estar
agitados o enchaquetados para controlar !a temperatura de reaccién. Asi, las materias primas que son alimentadas pueden estar en fase gaseosa 0 liquida.
Esta operacidan unitaria es una de las que mas genera desechos 0 residuos, como lo
muestra la fig. 3.18; en el caso de los reactores cataliticos, un desecho es el catalizador gastado, y asi también sedimentos y lodos dentro de los reactores que se purgan; cuando el
equipo entra a mantenimiento y limpieza se generan liquidos residuales con alto contenido de sustancias no deseadas.
FIGURA 3.18
REACTOR CON CATALIZADOR REACTOR CON AGITADOR
aN oO
oO
o
oO
0000
<> Reactivos <@> Catalizador gastado <> Liquides de tavado
<@> Productos <@> Lodes (iquido residual)
69
3.19 Secado:
Esta operacion unitaria tiene como objeto eliminar la humedad residual que contienen los productos sdlidos, para hacerios asi mas aceptables para su comercializacion
o su empleo posterior. Incluso se utiliza para separar los solidos de una disolucion por medio det secado por atomizacion.
En el caso del secado de los sdlidos, se utilizan generalmente secadores rotatorios por los cuales pasa a contracorriente aire caliente humidificandose y enfriandose a través del equipo. En los procesos por etapas, el equipo empleado es el secador de charolas, el
material hamedo es colocado en bandejas o charolas de una cierta area, se le pasa aire caliente por encima con lo cual a un determinado tiempo el material es secado al grado
deseado. La figura 3.19 muestra los procesos descritos
Dependiendo del proceso que se esté realizando y del producto que se desee, los residuos generados pueden ser s6lidos o liquidos residuales en el caso del secado por
atomizaci6n, 0 sdlidos y lodos en el caso de otro tipo de secadores.
FIGURA 3.19
&> <> Alimento
<2> Salida de gas humedo frio <> Entrada de gas caliente
& Producto seco POR SECADORES Gases ROTATORIOS <>
Lodos y sdlidos
4 <> Alimento liquido
POR T @ Producto grueso ETAPAS . .
2 & Salida de aire
> Producto
> Sdlidos de <A> proceso
70
3.20 Sedimentacion:
La sedimentacién implica el asentamiento por gravedad de las particulas solidas suspendidas en un liquido, Puede dividirse en dos clases: sedimentacion de materiales
arenosos y sedimentacion de limos.
Por lo general, el término sedimentacién supone la eliminacién de la mayor parte del liquido o el agua del limo después del asentamiento de éste, en la fig. 3 20 se representa
en forma esquematica. Asi mismo, dependiendo del proceso que se esté Hevando a cabo y del producto deseado se generaran sdlidos residuales como son los sedimentos 0 liquidos residuales en el caso que ef sedimento sea primordial en el proceso.
FIGURA 3.20
) tigidresital gio ni
Loins) Sts
3.21 Tedido:
En el proceso de tefido, los colorantes basicos deben ser retenidos por el grupo carbdxilo, los colorantes acidos por el grupo amino y constituir asi una formacion de laca relativamente sencilla. La agitacion es necesaria para conseguir una penetracion uniforme. Ademas de los mecanismos para mover el liquido, las maquinas de tefiido deben de estar provistas de medios de calefaccién para que el proceso se efectite a altas temperaturas
La fig, 3.21 muestra el proceso que tiene como residuos, liquidas residuales y lodos que se sedimentan en el fondo de los tanques.
FIGURA 3.21
) Aimentacin
Pigmentos
@ Lodes Q Producto
@ Liguido residual
3.22 Tratamiento de aguas:
E] tratamiento primario consiste en hacer pasar las aguas por una pantalla que filtra los solidos y desperdicios de gran tamafio. Después pasan a tanques de sedimentacion en
donde los sélidos que se encuentran en suspension son eliminados. Si el agua no recibe tratamiento secundario pasa a un tratamiento a base de cloro antes de ser reintegrada en el
sistema de aguas naturales, como se representa en forma esquemiatica en la fig. 3 22. El tratamiento primario separa aproximadamente un 60% de los solidos suspendidos y un 35%
de la DBO.
E! tratamiento secundario se basa en la descomposicién aerdbica de los materiales organicos. El tipo mas comin de tratamiento secundario se conoce como método de lodos activados. En este método los desperdicios que se obtienen del tratamiento primario pasan a través de un tanque de aereacion en donde el aire sopia a través de estos materiales; esta aereacion provoca un crecimiento rapido de bacterias aerdébicas que se alimentan de desperdicios organicos en e] agua. Las bacterias forman una masa que es el lodo activado,
el liquido se descarga después de haber sido clorinado y los lodos retenidos y regresados al tanque de aereacion. Después del tratamiento secundario, se han eliminado 90% de los
sdlidos suspendidos y un 90% del DBO.
Cuando se termina el tratamiento secundario, el agua puede llevar sustancias como sales de fosforo y nitrogeno que promueven el crecimiento de algas, ademas, puede haber sustancias que no se pueden expulsar por el tratamiento secundario como metales pesados y otros productos quimicos, esto lleva a su eliminacion con el tratamiento terciario. Los residuos correspondientes son los lodos en las diferentes etapas de tratamiento de agua.
FIGURA 3.22
< Alimento <} Choro
<2 Sélidos graniles <@> Agua tratada <A>Solidos > Gases
<> Sedimentos <> Lodos <> Lodos de reactor
} Aire comprimido
Teenologias de innovacién.
No existe una definicién oficial para distinguir entre las diferentes etapas del desarrollo de una tecnologia alternativa de tratamiento, sin embargo, por lo general se aceptan las siguientes definiciones funcionales, segun (EPA /540/9-91/002) que se basa en:
Aplicabitidad Programa del tratamiento
Demostracion del tratamiento
Requerimientos de disefio y operaciones
Monitoreo de zonas saturadas
Registro correcto
Requerimientos especiales para residuos reactivos
Requerimientos especiales para residuos incompatibles Requerimientos especiales para residuos peligrosos
Tecnologia disponible (o existente) .- es aquella tecnologia de tratamiento que se ha comprobado totalmente en usos comerciales y que cuenta con suficiente informacion disponible sobre su funcionamiento y costo, como son, la incinerizacion en homo rotatorio
y el proceso de solidificacion/estabilizacién.
Tecnologia de innovacién .- en estas tecnologias la informacion sobre su funcionamiento y costos es incompleta, lo que impide su uso rutinario en el tratamiento de residuos peligrosos. Una tecnologia de innovacién puede requerir pruebas en campo adicionales antes de considerarse aprobada para su comercializacion.
Tecnologia emergente.- son las tecnologias que requieren pruebas de laboratorio o
en plata piloto para demostrar la viabilidad técnica del proceso.
a Vitrificacién In situ
- Descripcién de la tecnologia
En el proceso de vitrificacion in situ (VIS), se utiliza energia eléctrica para calentar y fandir los residuos contaminados, formando una estructura cristalina estable. Se usan
cuatro electrodos insertados en tierra para crear una corriente y calentar el residuo hasta una temperatura superior al punto de fusién tipico de éste (1600° - 2000°C), (EPA/540/9-
91/002).
Debido a la baja conductividad eléctrica de la tierra, la estructura cristalina se
deposita entre los electrodos y como entre ellos fluye la corriente, el suelo adyacente se calienta hasta temperaturas mayores a las de fusiGn tipica del suelo. Los contaminantes organicos dentro del compuesto fundido se volatilizan y se destruyen por pirdlisis, los productos de ésta alcanzan la superficie de la zona vitrificada, donde ocurre la combustion
74
en presencia de oxigeno. Los contaminantes inorganicos no volatiles se disuelven y se
incorporan al compuesto fundido. El producto resultante no contiene residuos organicos
Un sombrerete a vacio en la chimenea recolecta los gases para su tratamiento antes
de liberarse a la atmosfera. El sistema de tratamiento del gas se disefia de acuerdo a las condiciones de manejo y puede incluir un sistema de lavadores hiamedos, intercambiadores de calor con sistema de enfriamiento, un calentador, un filtro y/o carb6én activado. (EPA/540/9-91/002).
Esta tecnologia se utiliza para la destruccion, remocién de todos los grupos de contaminantes, radiactivos, inorganicos y organicos. Asi como mezclas de residuos.
La vitrificacion puede aplicarse al tratamiento de la mayoria de los tipos de suelo. Existen dos factores limitantes que son: el contenido de humedad (la humedad excesiva
incrementa significativamente los costos) y la presencia de materiales que formen cristales (por ejemplo silicén y oxidos de aluminio). Si el suelo se encuentra demasiado himedo
puede secarse y si no existe suficiente cantidad de materiales que formen cristales puede agregarse un compuesto findente. (EPA/540/9-91/002).
~ Ventajas y desventajas
Dentro de las ventajas que presenta esta tecnologia se encuentran’ (EPA/S40/9-
91/002).
1. La capacidad de destruir, remover todos los contaminantes. 2. La reduccién del volumen del residuo. 3. No se requiere de excavacion, lo cual disminuye el costo del proyecto.
Las desventajas que limitan el uso de la tecnologia son: (EPA/540/9-91/002).
1. El gas de escape requiere de tratamiento con carbén activado, limpiadores himedos y otros dispositivos de control de contaminantes.
2. EI proyecto de vitrificacién necesita incluir el limpiado del material, ya que los contaminantes pueden Hegar a la periferia del compuesto fundido. Esto
incrementa el costo. 3. Los elementos formadores de cristal deben tener la concentracion adecuada
para asegurar la estabilidad quimica del producto. 4. La concentracion del material organico en el residuo debe ser menor al 10% en
peso para que pueda acoplarse al equipo existente de salida de gas.
- Caracteristicas del residuo que afecta al funcionamiento.
1. La humedad del suelo debe tratarse antes de la vitrificacion, io cual afecta el costo.
2. El costo de electricidad es un factor importante para determinar Ja viabilidad de la tecnologia.
Q Desorcién térmica
- Descripcidn de fa tecnologia
La tecnologia de desorcion térmica consiste en una gran variedad de procesos para vaporizar componentes volatiles y semi-volatiles provenientes de lodos y suelos. El proceso esta disefiado para permitir 1a combustion de los contaminantes en la unidad primaria lo cual tiene algunas ventajas. Después de la desorcién, los componentes
organicos volatilizados se tratan en un postquemador o se condensan para su rehuso o destruccion. La seleccion del tipo de equipo de control de contaminantes necesarios para el tratamiento de los gases de salida varia dependiendo de la naturaleza de los contaminantes y de la tecnologia El control de las particulas y polvo se Heva acabo por medio de ciclones, limpiadores venturi, las pequefias cantidades de vapor acido producidas requieren limpiado y los residuos organicos pueden condensarse y/o adsorberse en unidades de carbon activado.
Existen diferentes tipos de desorcion térmica, a pesar de que no existe una definicion general para cada uno de ellos, pueden describirse con los siguientes términos. {EPA/540/9-91/002)
Desorcion con calentamiento directo Desorcién con calentamiento indirecto Extraccion de vapor in situ
~ Desorcién por calentamiento directo
Los sistemas de fuego directo utilizados como fuente de calor son los quemadores de combustible, que pueden ser internos o externos en la camara de calentamiento primaria. Las unidades que cuentan con el sistema de calentamiento interno son semejantes a los hornos rotatorios, operan a temperaturas menores a 420°C (800°F) generalmente su uso se limita al tratamiento de organicos no clorados, aunque pueden tratarse residuos clorados
utilizando una unidad de desorcién con carbon activado.
- Desorcién por calentamiento indirecto
Los sistemas de calentamiento indirecto transfieren el calor al residuo a través de una superficie metalica. En el proceso se produce un volumen bajo de gas, por lo que, la carga que entra en el sistema de control de contaminantes es baja. Los contaminantes
vaporizados se remueven de la unidad térmica utilizando gas con bajo contenido de oxigeno para prevenir la oxidacién (combustion y explosién). Estos sistemas se caracterizan por sus condiciones de operacion, una temperatura de aproximadamente 315°C
(600°F) sirve como punto de rompimiento. Los sistemas que operan a temperaturas menores se utilizan para materiales volatiles y los que operan a mayores temperaturas se aplican al tratamiento de organicos semi volatiles y PCBs. Sin embargo, los materiales semi
volatiles pueden removerse a bajas temperaturas de operacidn por el agotamiento producido por la presencia de vapor de agua y/o volatiles.
16
- Extraccion de vapor In situ
En este proceso se inyecta vapor y aire caliente dentro de la tierra Los organicos volatiles se separan del suelo y se recolectan en un anillo en la superficie. Esta tecnologia
se aplica especialmente en el caso de que el contaminante volatil se encuentre cerca de la superficie (donde la extraccion al vacio es menos efectiva). A pesar de que generalmente no es aplicable a residuos semi volatiles, pueden realizarse algunas remociones.
El vapor se inyecta a 230°C (450°F) y el aire caliente a (150°C) por medio de sondas rotatorias y una profundidad de 30 ft.
- Ventajas y desventajas del sistema
Esta tecnologia presenta algunas ventajas como son: (EPA/540/9-91/002)
1.
2.
La temperatura de operacion es menor que la temperatura de incineracion y se requiere menos combustible. Las bajas temperaturas eliminan la volatilizacion de algunos compuestos metalicos.
Los productos de la combustién incompleta se eliminan al evitar la combustion en la unidad primaria de desorcion. La tecnologia tiene la capacidad de separar y recuperar los contaminantes concentrados para un tratamiento posterior. La tierra descontaminada conserva algunos compuestos organicos y algunas de sus propiedades originales.
La tecnologia tiene algunas limitantes y requerimientos especiales de manejo como son: (EPA/540/9-9 1/002)
1 2.
MAM
La tecnologia no se aplica a contaminantes inorganicos. A pesar de que los desorbedores térmicos operan a temperaturas mucho mas bajas que Ios incineradores, algunos metales (como mercurio y arsénico) pueden volatilizarse durante el proceso. Se requiere de excavacién para las unidades. El contenido de humedad del suelo debe ser aceptable, por lo que puede
necesitar deshidratarse. EI material debe pasarse por un tamiz pata separar las particulas mayores. El tamaiio de particulas debe reducirse hasta el requerido por el equipo. E! pH debe encontrarse entre 5 y 11
- Caracteristicas del residuo que afecta el funcionamiento
1. Los principales factores que afectan el funcionamiento del proceso son la temperatura y el tiempo de residencia.
77
2. Les residuos con alto contenido de humedad incrementa considerablemente el combustible,
3. El lodo y la arcilla produce mayor carga de polvo en el equipo de control de contaminantes, especialmente en los sistemas de calentamiento directo.
4. Otro factor importante es la volatilidad del residuo original, un buen indicador de la volatilidad es el punto de ebullicion del componente puro. Casi todos los residuos peligrosos son mezclas de varios constituyentes, por lo que las caracteristicas de la mezcla determinan Ja remocion real de un componente
especifico. (EPA/540/9-91/002).
a Combustor de sal fundida
~ Descripcion de la tecnologia
Este sistema se usa en la industria metalirgica para recuperar metales, especialmente aluminio. Recientemente se ha comenzado aplicar a la destruccion de residuos organicos.
En este método la destruccién del residuo se lleva a cabo en forma simultanea con la limpieza de los subproductos de la combustion, previniendo las emisiones. Los residuos se inyectan junto con aire o aire enriquecido con oxigeno bajo Ja superficie de un lecho de carbonatos fundidos. La temperatura se mantiene en aproximadamente 900°C (1650°F) para favorecer la oxidacion rapida del residuo. Las especies halogenadas forman sales, el fosforo, el azufre, el arsénico y el silice forman sales oxigenadas como fosfato de sodio, sulfato, arsenato, silicatos y se mantienen como sales fundidas en lugar de liberarse a la
atmdsfera como gases volatiles.
~ Ventajas y desventajas del sistema
La principal ventaja de este sistema es que el material fundido actha como limpiador
al capturar los halogenos liberados durante la destruccién del residuo.
El sistema tiene, en general, las mismas desventajas que el incinerador del lecho fluidizado. Ademas, no puede aplicarse a residuos acidos porque el contacto entre el agua y
la sal fundida puede provocar una explosion.
a Reactor eléctrico
- Descripcion de la tecnologia
FE] reactor con pared fluida de alta temperatura requiere la generacion de temperaturas superiores 2 1600° C (2900°F). Es necesario evitar el contacto de la corriente de reaccién con la pared de! reactor, para ésto se utiliza una cortina de gas inerte. El gas inerte fluye radialmente en el interior de un tubo poroso y también se usa como medio de transferencia de calor.
78
El reactor se calienta eléctricamente con resistencias de carbono Debido a las
temperaturas extremas alcanzadas en la operacion, el aislamiento no consiste de ladrillo refractario sino de un campo de radiacion hecho con miltiples capas de grafito respaldadas
con carbon.
Durante la operacién, el residuo se introduce en la parte superior del reactor y cae a
través de un espacio tubular al area donde se expone a la radiacion con un densidad de potencia mayor a 1200 W/pulg” . Finalmente, los reactantes se calientan por radiacion electromagnetica .
- Ventajas y desventajas del sistema
Dentro de las ventajas de esta tecnologia se encuentran:
1. La alta densidad de energia radiante proporciona una temperatura de operacion elevada que asegura la ruptura de los enlaces, por Jo tanto, los residuos se transforman en sus constituyentes simples y se elimina la formacion de
productos intermedios. 2. La temperatura es lo suficientemente alta para destruir cualquier residuo y se
produce gas limpio, Lo que minimiza la necesidad de sistemas de limpiado. 3. Elresiduo solido queda vitrificado. 4. Lasimplicidad del disefio reduce el costo del capital y de mantenimiento.
Las desventajas que presentan estos sistemas son:
1. Los residuos sdlidos deben pasar por una malla 20 antes del proceso. 2. Elreactor sélo puede aceptar materiales sdlidos.
a Arco de plasma
EI plasma se refiere al cuarto estado de la materia cuando ésta no se puede definir como sélido, liquido o gas. El plasma se define como un flujo gaseoso conductivo cargado con particulas neutras, que tiene una carga total de aproximadamente cero.
El método mas comin para generar plasma es una descarga eléctrica a través de un gas. El gas a baja presin se utiliza como medio a través del cual pasa una corriente eléctrica. La corriente eléctrica se convierte en energia térmica por la absorcién de moléculas de gas. Las moléculas se activan, pierden electrones y forman un estado atomico ionizado. Las temperaturas del arco son superiores a 10,000° C en el centro del reactor. Cuando las moléculas o los atomos pasan de un estado de alta actividad a un nivel de
energia mas bajo se emite radiacién ultravioleta.
El arco de plasma aplicado a 1a destruccién del residuo puede entenderse como un dispositivo de conversién y transferencia de energia. La energia eléctrica que entra al
719
equipo se transforma en un plasma con una temperatura superior a 10,000 °C. Debido a que Ja actividad de los componentes del plasma disminuye, transfieren energia a los residuos
expuestos al plasma. Los residuos se rompen en atomos, se ionizan, se pirolizan, y finalmente se destruyen; en este proceso el rompimiento del residuo ocurre casi
instantaneamente y no se producen compuestos intermedios durante la recombinacion cinética.
- Ventajas y desventajas del sistema
Las ventajas del sistema son fa siguientes:
1. Un sistema de plasma tiene una energia radiactiva muy intensa, por lo tanto, es capaz de transferir calor mucho mas rapido que una flama convencional.
2. Los compuestos organicos clorados se deshidrogenan cuando se excitan con la radiacion ultravioleta que se produce en el plasma.
3. El arco de plasma es un proceso pirolitico por lo que no requiere de oxigeno. Comparando con los procesos de incineracion convencionales que necesitan excesos de aire de aproximadamente 150% para asegurar la combustion, el sistema de plasma ahora la energia requerida para calentar el exceso de aire y produce menos productos oxigenados.
4. El equipo es compacto y puede transportarse facilmente de un lugar a otro.
Las principales desventajas que presentan los sistemas de arco de plasma son las
siguientes:
1. El arco y el material refractario son un problema potencial debido a las altas
temperaturas. 2. La operacion del sistema requiere de personal aitamente capacitado.
"80
CAPITULO 4 PROCESO
4.1 INCINERACION
La incineracién es un proceso en el cual se utiliza la oxidacion térmica para
convertir los residuos organicos en materiales inorganicos. Generalmente son candidatos \para ser incinerados los residuos organicos y organicos-inorganicos. La incineracion ofrece los beneficios de reducir el volumen de los residuos, eliminar completamente los contaminantes virales y bacterias nocivas, destruye los componentes organicos toxicos
pudiendo aprovechar la energia y recuperar algunos subproductos quimicos. (KIANG, 1982)
La destruccion térmica ha sido reconocida como uno de los tratamientos preferidos
en el manejo de residuos peligrosos La incineracion es particularmente una tecnologia conveniente cuando se trata de grandes cantidades de residuos organicos peligrosos. Debido a la alta eficiencia de destruccién de la mayoria de residuos organicos con una minima cantidad de emisiones indeseables a la atmésfera, las cuales pueden controlarse. (WENTZ, 1989).
4.2 QUIMICA DE LA INCINERACION
La incineracion es la oxidacion controlada a alta temperatura de un compuesto
organico para producir diéxido de carbono y agua. Pueden producirse algunas sustancias inorganicas como acidos, sales y compuestos metalicos. (WENTZ, 1989).
Los procesos de incineracién para el manejo de residuos peligrosos son muy complejos y requieren ef control de la cinética de reaccién quimica bajo condiciones de estado no estacionario. Se llevan a cabo todos los mecanismos de transferencia de calor bajo condiciones de alta temperatura de reaccién que involucran una gran liberacién de calor. La complejidad aumenta al considerar los mecanismos de flujo que comprenden sistemas de flujo laminar y flujo turbulento. Otro factor que debe considerarse es la variacion de la composicién del residuo peligroso alimentado al sistema de incineracién.
Las reacciones quimicas que ocurren en la incineracién representan un proceso de combustién aplicado a la destruccién de sustancias indeseables. Se lleva a cabo una compleja secuencia de reacciones en la que finalmente se obtienen productos similares.
Cuando un alcano se incinera con aire, se obtienen como productos de la combustion didxido de carbono y agua. Un ejemplo de este tipo de reaccion es:
2C2Hs + 702 + 4CO2 + 6H20
Los hidrocarburos aromaticos se incineran en forma similar como se sefiala en la
siguiente reacci6n:
CH - CeHs + 902 ~ 7002+ 420
gi
La incineracién de mezclas de sustancias peligrosas como etano y tolueno principia cuando la temperatura de la mezcla de residuos y aire se eleva para permitir que la reaccion
de oxidacién ocurra espontaneamente A esta temperatura ocurre la ruptura de los enlaces entre los elementos de la mezcla reaccionante, formandose radicales libres, de esta forma se obtienen los productos de la combustion completa.
4.3 TERMODINAMICA DE LA INCINERACION
Existen dos leyes de la termodinamica directamente relacionadas con la
incineracidn. La primera ley de la termodinamica enuncia que la cantidad de energia es constante, lo que implica que la energia que entra al sistema debe ser igual a fa energia que sale de éste mas el incremento de energia que suffe el sistema. (WENTZ, 1989).
Esta primera ley establece que la energia se conserva y no hay restricciones en la forma de su transformacion. La segunda ley de la termodinamica establece que en cualquier proceso la transferencia de calor se Hevara a cabo de la regién de mayor a la de menor temperatura.
Todos los procesos de incineracién operan de acuerdo a la primera y segunda, leyes de la termodinamica. La temperatura dirige la direccion de la transferencia de calor. La velocidad de transferencia seré proporcional a la diferencia de temperaturas.
El término entalpia, se refiere a la cantidad de energia de una sustancia a cierta
temperatura, que se le suministra o se le quita a un sistema. La temperatura de incineracion puede ser calculada mediante el calor de reaccion y las propiedades de los productos generados, asi como, por la cantidad de aire en exceso dentro del incinerador.
Ei valor de calentamiento neto (NHV) de una mezcla de residuos peligrosos se puede determinar de la siguiente forma:
NH Veezcra= Siet Xi NHVi one. eseeccsaeeeteeecensenanenecereoneteee (4.1)
Pueden hacerse algunas simplificaciones de acuerdo a las siguientes suposiciones:
1.- El requerimiento estequiométrico de aire para cualquier hidrocarburo es 0.0116 air/Btu. Para residuos peligrosos normalmente la temperatura de referencia es 60°F.
por lo que el requerimiento de aire es 7.5X10°4 [b air/Btu.
2.- La capacidad calorifica del exceso de aire es 0.3 Bru/Ib°F
3.- La incineraci6n se lleva a cabo en condiciones adiabaticas.
El NHV de la mezcla de residuos queda entonces:
NHV= (1+7.5x1074 NHV) (0.3) (t-60) + (EA)(7.5x10 *(NHV)(0.3)(t-60)....... w(4.2)
Obteniendo
t=60+NHV/[(0 3)CI+EA)(7.5x10 4)(NHV)] oer ese eeeereee (4.3)
Donde: Temperatura final = t
Temperatura inicial = 60°F Calentamiento neto de la mezcla = NHV
Requerimiento de aire = 7.5X107 4 Ib air/Btu Capacidad calorifica del exceso de aire = 0.3 Btu Requerimiento estequiométrico de aire = EA lb air /lbcomb.
Utilizando esta ecuacién se puede obtener la temperatura de los residuos dentro del incinerador.
44 TRANSFERENCIA DE CALOR
Para lograr una transferencia de calor dptima en un proceso térmico, deben
cumplirse los siguientes objetivos (WENTZ, 1989).
}.Maximizacién de las velocidades de transferencia de calor, de acuerdo a los
factores econdmicos.
2. Utilizacion del intercambio de calor siempre que sea practico.
3. Minimizacion de las pérdidas de calor en los alrededores mediante aislamiento.
En la destruccién térmica de un residuo peligroso interactiian todos los procesos de transferencia de calor: conduccién, conveccion y radiacién.
Conduccion.- es la transferencia de calor de un elemento a otro debida a un gradiente de temperatura. La conduccién comprende la transferencia de energia de una molécula a otta molécula adyacente. Cuando se trata de fases liquidas o gaseosas la conduccién es reemplazada por la convecci6n.
Convecci6n.~ es la transferencia de calor que se leva a cabo por el movimiento del fluido. La conveccién natural es resultado del movimiento provocado por las variaciones en la densidad debidas a las diferencias de temperatura. En conveccion forzada, el movimiento
es inducido por algun mecanismo externo como puede ser un ventilador o una bomba.
Radiaci6n.- la transmision de calor es resultado de la transferencia entre particulas en las que no existe un contacto fisico. Pero si una diferencia de temperaturas entre ellas. Las particulas de mayor temperatura emitiran mas energia y la emitiran a mayor proporcién.
83
El mecanismo de transferencia de calor por conduccién a través de un sdlido
homogéneo puede ser expresado por:
= K A AIAN sessnssseeernsencentsssne juesssgeeesvsssceesartnessocssersso (4.4)
donde: Q = velocidad de conduccion de calor en x A = seccion transversal normal al eje de las x
- dt/dx = gradiente de temperatura k = conductividad térmica, es una propiedad fisica de cada sustancia
Las pérdidas de calor por conduccién aumentan proporcionalmente con el area de la
superficie refractaria y con la temperatura de incineracion. Estas perdidas disminuyen significativamente con el aislamiento del equipo (con lo cual se incrementa el espesor del
ladrillo refractario).
La transferencia de calor por conveccion esta relacionada con ei medio de conveccion y la geometria del sistema . La ecuacion esta dada por:
Q=WA (T2- Tt) sesssesseesnerrerseee soveenttnsnetnneinercernencesee (45)
Donde: Q = transmisién de calor por conveccién h = coeficiente de pelicula de la transferencia de calor A= superficie de transferencia de calor
Ti= temperatura ambiente T2= temperatura en la interfase
Mientras que la conduccion y conveccién se afectan por las diferencias de temperatura, el mecanismo de radiacién se incrementa con el nivel de temperatura. A
niveles bajos de temperatura, la conduccién y la conveccién tienen una mayor contribucion en la transferencia de calor, mientras que a mayores temperaturas la radiacion controlara la transferencia. Cuando una particula esta caliente la energia radiante es emitida a determinada velocidad dependiendo de la temperatura, color y textura de la particula. Las perdidas de calor por radiacién pueden expresarse por la siguiente ecuacién:
= 0.174 AE [(T2/100)* ~ (Ti/100)*]psssssccceesesecsscssesesscereeusese( 4,6)
Donde: Q = cantidad de calor transferido
€ = emitividad, depende del color y textura de la particula A= superficie de transferencia T1 = temperatura absoluta del elemento de menor temperatura
T2= temperatura absoluta del elemento de mayor temperatura
En el sistema de incineracién estan presentes los tres mecanismos de transferencia
de calor, cada uno de ellos se debe considerar en el disefio, Debe notarse también que
debido a las altas temperaturas involucradas en el proceso de incineraciOn, los mecanismos de radiacion y conduccién son mas significativos que el mecanismo de conveccion.
84
4.5 PRINCIPIOS DE DISENO
4.5 | Evolucién de las tecnologias de tratamiento térmico
La practica de la incineracion se remonta al descubrimiento del fuego y a la generacion de residuos combustibles En la figura 4.1 se ilustra un antiguo sistema tipico de incineracién. Los desechos y el aire se mezclan en un horno refractario donde los
materiales organicos se oxidan Los productos de la oxidacién se descargan a la atmésfera. Este tipo de sistema de incineracién cumplia con sus propdsitos cuando los residuos generados eran simples. Cuando los residuos tuvieron caracteristicas mas complejas y
comenzaron a tomarse en cuenta los efectos ambientales, se introdujeron equipos de control para la contaminacién del aire dentro del sistema (figura 4.2) .Con la escasez de energia y materias primas, tuvieron que integrarse sistemas para la recuperacion de subproductos y hubo que aprovecharse el calor del residuo, en la figura 4.3 se ilustra un ejemplo de estos sistemas. Actualmente un sistema de incineracién es una compleja planta de procesamiento.
FIGURA 4.1 INCINERADOR ABIERTO
INCINERADOR
COMBUSTIBLE
FUENTE: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
85
FIGURA 4.2
SISTEMA DE INCINERACION DE HIDROCARBUROS CLORADOS
GAS
TORRE DE ENFRIAMIENTO Y LIMPIEZA
EMPAQUE
AGUA COMBUSTIBLE . SOLUCION ACIDA
FUENTE: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
86
FIGURA 4.3
SISTEMA DE INCINERACION DE HIDROCARBUROS CLORADOS CON CALENTAMIENTO DEL RESIDUO Y RECUPERACION DE SUBPRODUCTOS
SOLUCION CAUSTICA
VAPOR
/ saan . CALENTADOR DE RESIDUOS RAY |
AIRE LIMPIADOR LIMPIADOR
PRIMARIO SECUNDARIO
COMBUSTIBLES
FUENTE: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
87
4.52 Consideraciones para la combustion de residuos
El disefio del incinerador se basa principalmente en el proceso de combustion. En la mayoria de los casos no se conoce la estructura quimica de los residuos, por Jo que para
realizar los calculos es necesario basarse en algunas suposiciones:
-Todo el hidrégeno presente se transforma en vapor de agua, o en agua -Todos los cloruros (0 floruros) se convierten en acido clorhidrico, HCI (0
fluorhidrico, HF) -Todo el carbono se convierte en didxido de carbono, CO2 -Todo el azufre se convierte en diéxido de azufre, SOz -Los metales alcalinos se convierten en hidroxidos -Todo el nitrégeno del residuo, combustible o aire, se encuentra como molécula
diatomica, Nz.
4.5.3 Calor de combustién
El calor de combustion es una de las propiedades fundamentales de fos materiales residuales y existen diferentes métodos para su determinacion Experimentalmente puede determinarse una bomba calorimétrica. Otra forma de determinar el calor de combustion puede ser calculado el calor de reaccion de la combustion, mediante la formacion de calor. Frecuentemente los calculos deben realizarse sin contar con datos experimentales en estos casos $e utiliza un método empirico el cual se basa en el hecho de que fa cantidad de calor liberado en la oxidacién de un amplio ambito de componentes esta relacionado con la cantidad tedrica de oxigeno requerido para la combustion.
De esta forma el calor de combustién se puede estimar por:
Hc = 6000 R Btu/Ib .. (4.7)
donde R = Requerimiento estequiométrico de oxigeno en lb de oxigeno/Ib de combustible. Este método es valido para las corrientes residuales que contengan unicamente oxigeno, carbono e hidrégeno. Aunque también se usa para estimar el calor de combustion de materiales que contengan otros elementos. Sin embargo, es necesario conocer el equilibrio termodinamico del proceso de combustién y las condiciones de
oxidacién térmica para estimar la demanda estequiométrica de oxigeno y determinar el calor de combustion.
4.5.4 Balance de materia
El balance de materia es una expresién cuantitativa de la ley de la conservacion de
ja materia: Entrada = salida + acumulacién
88
El analisis estequiométrico es un balance general de materia en el cual se considera al proceso de incineracion como una reaccion quimica ideal en la que se combinan
materiales, combustibles y aire.
Un balance de materia tipico es la incineracion del propano en aire.
CsHe + 502+ 19.13N2 - 3CO2z+ 4H20 + 19.13N2
Desarrollando esta ecuacion se obtiene la siguiente informacion:
\.La demanda estequiométrica de oxigeno: para el propano es 3.631b oxigeno/lb residuo ‘
2.La razon estequiométrica combustible aire: para el propano es 1] a 15.81 en peso
3.Productos estequiométricos de la combustion: para el propano son didxido de
carbono, vapor de agua y oxigeno
4.Analisis estequiométrico del gas en el caso del propano es:
Productos i i Ib/Ib residuo % % volumen
Na 12.17 73.18
CO2 3.00 11.48
Eo 1.64 15.34
TOTAL 16.81
4.5.5 Balance de energia
El balance de energia en la incineracién involucra el calor de combustion y la temperatura. La temperatura es una funcién de estado que representa una propiedad
instantanea de los reactivos y de los productos de la incineracién. El calor de combustién depende de la temperatura y de los residuos. En la figura 4.4 se describe un modelo para desarrollar el balance de energia
Los residuos y el aire a la temperatura de entrada Tz se enfrian hasta la temperatura de referencia Tr , a 1a cual se determina el calor de combustion. Se lleva a cabo la reaccién de oxidacién a la temperatura de referencia Tr, el calor de enfriamiento y de la oxidacion se
utiliza para obtener el calor de ios productos gaseosos a la temperatura de incineracion Ti. La ecuacion resultante queda:
As + AHc = AHr
89
Esta ecuacion se puede usar para determinada temperatura de incineracion para un determinado residuo y para estimar los requerimientos de combustible auxiliar.
FIGURA 44 BALANCE DE ENERGIA
Producto T INCINERACION
Reactivo T ENTRADA
AHT
Aus
Reactive ———_____-______ Producto
T REFERENCIA AHc T REFERENCIA
FUENTE: Kiang, Hazardous Waste Processing Technology, 1992
4.5.6 Exceso de aire
Al resolver el balance de materia se obtiene la cantidad estequiometrica de aire requerido para la combustion completa. En la practica el aire requerido para que la combustion se fleve a cabo, debe ser mayor a la cantidad estequiométrica, ya que ésta implica que el proceso se Ileve a cabo con una eficiencia del 100 % , es decir, que el aire
tenga contacto con el 100% de residuo, que todo el aire reaccione y esta reaccién ocurra instantaneamente.
Actualmente se considera que para residuos gaseosos un 5 % artiba de tos Tequerimientos estequiométricos es suficiente, pero para residuos sdlidos o lodos se
requieren un exceso de aire del 100 a 200 % de la cantidad estequiométrica .
4.5.7 Procedimiento de calculo
Para realizar el calculo de un proceso de incineracién es necesario plantear las siguientes ecuaciones.
~ ecuaciones de balance de materia
- ecuaciones de balance de energia ~ ecuaciones de equilibrio fisico - ecuaciones de equilibrio quimico
El criterio basico para el equilibrio termoquimico es minimizar la energia libre de Gibbs en el sistema, esto es:
dG=0
Se determina la temperatura y la composicion considerando todos los productos posibles cumpliendo con los balances de materia y energia obteniendo la minima energia
libre de Gibbs y la solucién optima del sistema. Existen programas de computadora para Tesolver este sistema.
Estos calculos estan basados en la suposici6n de que el proceso se encuentra en
equilibrio térmico. Sin embargo, en la practica, las reacciones de incineracién se realizan a una velocidad finita dependiendo de la temperatura y las concentraciones de las especies
reaccionantes. En la mayoria de los incineradores la velocidad de reaccién no controla la velocidad de inicineracién.
4.6 PARAMETROS DE DISENO
Los factores que se consideran en el disefio de un sistema de incineracion incluyen:
4.6.1 Temperatura
En cualquier proceso de destruccién térmica, la temperatura es probablemente el factor mas importante para la destruccién del material peligroso. La eficiencia de destrucciOn y remocion en cualquier operacién de incineracion depende de la temperatura del incinerador. La temperatura de entrada asegura 1a destruccién del residuo. La temperatura de entrada se define como la temperatura de operacion inicial en la destruccion del residuo peligroso.
4.6.2 Tiempo de residencia
El tiempo de residencia esta determinado por el volumen del incinerador para un determinado flujo. El tiempo de residencia es el tiempo que deben permanecer los
productos de la combustion incompleta a la temperatura de incineraci6n para asegurar su conversién a diéxido de carbono y agua.
91
4.6.3 Turbulencia
E] grado de turbulencia se utiliza para disminuir los requerimientos de temperatura de operacion y tiempo de residencia. La configuracién del incinerador afecta la facultad de destruccion de los residuos La seleccién de bombas, ventiladores y mamparas debe basarse en el tipo de residuo que va a ser incinerado y en las regulaciones de eficiencia de
remocion. La transferencia de calor y el flujo del fluido deben considerarse para calcular los requerimientos de turbulencia en el disefio de la unidad de destruccién térmica.
4.6.4 Presion
La mayoria de las operaciones de incineracién de residuos peligrosos se disefian para operar a presiones ligeramente negativas para reducir las posibles fugas. Sin embargo, hay sistemas que operan a presiones elevadas, en este caso se requieren disefios sellados
para evitar que existan fugas. Los sistemas presurizados requieren sellos de alta temperatura para evitar problemas en Ia operacion,
46.5 Suministro de aire
La operacion de incineracion implica la reaccion de combustién de los componentes
con aire. Normalmente el aire suministra el oxigeno necesario para asegurar la combustién completa.
4.6.6 Materiales de construccién
Los incineradores se construyen con materiales que resistan las condiciones de operacién. Estos materiales pueden ser desde acero ordinario hasta aleaciones muy sofisticadas, Es necesario definir las propiedades fisicas y quimicas de los residuos para
seleccionar adecuadamente los materiales de construcciOn que aseguren wna larga vida util alincinerador y minimicen los problemas de mantenimiento.
4.6.7 Aspectos adicionales
Hay numerosos aspectos adicionales que deben considerarse en la planeacion de la
destruccién térmica. El sistema de alimentacion debe estar apropiadamente disefiada de acuerdo al tipo de residuo peligroso.
La introduccién de los residuos sélidos al incinerador consta de cuatro etapas (figura 4.5). Los residuos se depositan en un pozo de almacenamiento donde se homogenizan los residuos procedentes de diferentes fuentes. Para el manejo de residuos peligrosos este pozo debe mantenerse a una presién negativa. Los gases pasan a través de un filtro de carbon activado que remueven los materiales organicos peligrosos. Estos gases pueden usarse también como combustible en el incinerador.
Para transportar los residuos de la tolva se utilizan grias principalmente grias monorriel, que en el caso de residuos peligrosos se operan automaticamente.
La tolva de carga se utiliza para alimentar los residuos al incinerador. Esta tolva esta conectada al homo a través de los canales de carga. La descarga del residuo dentro del homo puede hacerse por gravedad, por vibraciones o por mecanismos de pistones o reciprocantes. Debido a que el canal de carga se encuentra proximo al homo, esta expuesto
a calor extremo, por lo que frecuentemente se encuentra en contacto con el agua.
Los lodos y suspensiones residuales se bombean a través de tuberias. Los residuos Tlegan a un tanque de almacenamiento donde se mezclan antes de pasar a una estacion de
bombeo. Existe una linea de circulacion al tanque de almacenamiento (figura 4.6a) los lodos pesados se introducen al incinerador por medio de un alimentador de tornillo (figura 4.6b)
Un sistema tipico de manipulacién de residuos liquidos consta de un tanque de almacenamiento provisto de mezcladores mecanicos o neumaticos para evitar la estratificacion de los residuos. Se utiliza una bomba para transportar el residuo liquido al punto de inyeccién. Existe una linea de recirculacion para prevenir la estratificacion de los Viquidos dentro de la tuberia, figura 4.7. El inyector atomizador usado para introducir el residuo a la zona de combustion o las camaras de oxidacién, es un equipo critico. Las principales razones de la inyecci6n del liquido en forma de rocio son el rompimiento del residuo liquido en finas gotas e introducir el liquido en un lugar especifico dentro del incinerador.
Los sistemas de destruccién térmica deberan estar aislados con materiales refractarios para que operen eficientemente a altas temperaturas. La seleccion del material tefractario se basa en las propiedades a la temperatura de operacién del incinerador. Los incineradores operan con ciclos de calentamiento y enfriamiento lo que produce esfuerzos
térmicos en el material.
Las caracteristicas de abrasién y erosion de los residuos inicinerados pueden desgastar el material refractario del incinerador. Este material esta sujeto a las reacciones entre los residuos y subproductos. Por Jo que, debe ser versatil y capaz de resistir el ataque fisico y quimico.
La seleccién del material refractario apropiado ayuda a proporcionar un ambiente seguro para los empleados, ya que reduce el peligro potencial de quemaduras y exposicién al calor.
Se ha desarroliado una gran variedad de materiales refractarios para sistemas de incineracién. Los mas comunes son arcilla refractaria, alumina, silica, cromo, magnesita y otros éxidos.
3
FIGURA 4.5 SISTEMA DE MANEJO DE RESIDUOS SOLIDOS
L\
GRUA TOLVA
ZONA DE
ALMACENAJE INCINERADOR. CANAL DE ‘CARGA
FUENTE: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
94
__ FIGURA 4.6 INTRODUCCION DE LODOS Y SUSPENCIONES
| RECICLADO
--——— INCENERADOR.
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
RECICLADO
t | geCINERADOR
=
s @ ALIMENTADOR , t— DE TORNILLO
TANQUE DE ALMACENAMIENTO ®)
(A) SISTEMA DE ALIMENTACION TIPICO (B) SISTEMA DE ALIMENTACION PARA LODOS PESADOS
FUENTE: kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
FIGURA 47 SISTEMA DE MANEJO DE RESIDUOS LIQUIDOS
RECICLADO
>] wemerapor
INYECTOR
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
FUENTE: Kiang, 1982, Hazardous Waste Processing Technology
En el disefio de un incinerador debe tratarse de obtener las condiciones optimas para la combustion. El tiempo de residencia y fa turbulencia generalmente se fijan por la configuracion de la camara de combustion la temperatura y el exceso de aire se controlan durante la operacion. Los siguientes aspectos son importantes en el disefio:
- El volumen de la camara de combustion debe ser suficiente para contener el residuo y para proporcionar un tiempo de residencia adecuado a la fase gas
- La temperatura debe mantenerse alta.
- La camara de combustion debe alcanzar una turbulencia y mezclado maximos por
medio de ventiladores y quemadores.
4.7 OPERACION Y CONTROL
La operacién y control de los equipos en los procesos térmicos son esenciales para que Ja destruccién de los materiales peligrosos se Sleve a cabo bajo condiciones optimas. La turbulencia y el tiempo de residencia de la fase gas son constantes para el equipo, por lo que las variables que pueden controlarse son: (WORLD, BANK, TECNICAL, PAPER, 1989)
- Alimentacién del residuo - Exceso de aire - Temperatura - Emisiones
4.7.1 Control de la alimentacién de residuos y de emisiones
En los sistemas de incineracién y de limpiado de gas puede alcanzarse una eficiencia de 99%. Sin embargo, debe tomarse en cuenta que posiblemente algunos residuos no alcancen a quemarse por completo y escapen a través de la chimenea, el limite de estas emisiones se fija en el diseiio del equipo.
La cantidad de estos productos liberados al ambiente se controla por la cantidad y el tipo de residuos alimentados al incinerador y también por la forma en que estos se alimentan. Las caracteristicas de disefio del equipo fijan los limites maximos de velocidad
de alimentacion.
Para el control de la alimentacién es importante caracterizar los residuos tan completamente como sea posible. La informacién siguiente es esencial: (WORLD, BANK,
TECNICAL, PAPER, 1989).
- Estado fisico
- Composicion - Contenido de calor
97
- Cantidad de cenizas que pueden producirse
- Precauciones que deben tomarse en el manejo del residuo
4.7.2 Control de la temperatura
Para mantener alta la temperatura debe tratarse de. (WORLD, BANK, TECNICAL,
PAPER, 1989).
- Las capacidades calorificas de los residuos no varien considerablemente - Sies necesario, utilizar combustible auxiliar - Asegurar que el aire de combustion proporcione el oxigeno necesario para la oxidacion
térmica.
Una vez logrados estos puntos, se llevan a cabo los siguientes pasos.
- Después de haber asegurado que pueden combinarse diferentes residuos sin riesgo a una reaccién quimica o a una separacion de fases, deben mezclarse para mantener un valor calorifico constante.
- Los residuos liquidos que puedan mezclarse deben bombearse por separado al incinerador a través de un horno separado.
- Los residuos s6lidos se introducen al incinerador por periodos de tiempo para asegurar la combustién estable y un buen acceso de aire.
- Debe existir exceso de aire para asegurar la combustidn, el aire de combustion debe
tener una temperatura mayor a 1000°C. Los sistemas de recuperacién de calor se utilizan frecuentemente para precalentar el aire.
- EI arranque del equipo que implica elevar la temperatura del incinerador hasta la temperatura de operacién, debe efectuarse con combustible limpio. Los residuos deben introducirse cuando se ha alcanzado la temperatura de operacién, especialmente si contienen haldégenos, azufre, nitrogeno, fosforo o metales.
4.7.3 Alimentacion de Ios residuos al equipo
@ Alimentacion de lodos y liquidos
Las bombas y el material de la tuberias deben ser compatibles con el tipo de desecho procesado. Para la transferencia y alimentacién de suspensiones y liquidos se prefieren las bombas de desplazamiento positivo a las bombas centrifugas.
@ Atomizacién de residuos liquidos
Para que se efechie la combustién de un residuo liquido, este tiene que vaporizarse. Esto se logra atomizando el liquido para formar gotas pequefias en la zona de calentamiento del incinerador. La atomizacién de los residuos liquidos puede Ievarse a cabo de las siguientes formas:
98
- Taza rotatoria - Atomizacion a presion fluidos simples - Atomizacién con aire a baja presion dos fluidos - Atomizacion con vapor a alta presion dos fluidos
@ Atomizador de taza rotatoria
La taza rotatoria consiste en una taza abierta montada sobre una barra hueca. La taza gira rapidamente y el liquido pasa a Ja barra hueca. Una pelicula delgada del liquido se
rompe desde el borde de la taza produciendose gotas por la tension superficial. Este tipo de atomizacion se utiliza en liquidos con un alto contenido de sdlidos
« Atomizador a presion en fluidos simples
Este equipo a presion en fluido simple, el liquido forma un remolino que pasa a través de un orificio con una ranura tangencial. Presiones moderadas del liquido de 7-10 atm proporciona una buena atomizacion a Jiquido con viscosidades bajas y moderadas.
© Atomizador con aire a baja presion en dos fluidos
Los atomizadores de dos fluidos son lo mas comunes para materiales de alta
viscosidad y estos atomizadores pueden ser de baja o alta presion. En los atomizadores de baja presion se utiliza aire de sopladores con presiones de 0.03-0.3 atm para la atomizacién del liquido.
@ Atomizador a alta presién en dos fluidos
Estos atomizadores requieren de aire comprimido o vapor a presiones de 2 a 10 atm.
El consumo de aire es de 0.5 a 1.5 m? por litro de residuo y los requerimientos de vapor son de 0.2 a 0.4 kg por litro.
@ Alimentacién de sdlidos
Los sélidos pueden alimentarse neumaticamente, mecanicamente o por gravedad al incinerador. Los alimentadores pueden ser rotatorios, de tornillo, por vibracién o tipo correa y puede desarrollarse como proceso descontinuo directamente en la camara de
combustion o continuamente utilizando un alimentador tipo correa o de tornillo.
4.7.4 Equipos y servicios avxiliares
El control de los parametros anteriores sélo es posible con el equipo auxiliar apropiado como tanques de mezclado, de elmacenamiento. etc.
Todos los aspectos de la operacion deben manejarse en forma segura. Las siguientes areas requieren de una atencién especial:
@ Recepcidn de residuos
Los residuos pueden transportarse por rieles, caminos y menos comunmente por
tuberias a tanques o tambores Es necesario asegurar que el peso y el volumen del residuo se Tegistre, el residuo se transfiera del vehiculo al tanque o tambor receptor debidamente etiquetado y almacenado.
@ Laboratorio de control
El laboratorio es un aspecto importante para el control debido a que su funcidn es analizar y caracterizar los residuos, revisar la compatibilidad de estos y medir y registrar las emisiones.
@ Almacenaje y mezclado
la capacidad y el ambito de los medios de almacenamiento y mezclado determinan el limite en el cual los residuos de entrada pueden controlarse.
¢@ Pretratamiento
EI pretratamiento mas comin es la separacién del agua de lodos provenientes de refinerias y de otros residuos acuosos/organicos. Otra operacién es el secado del liquido del PCB de capacitores y transformadores.
@ Disposicion de las cenizas
La incineracién no resuelve completamente el problema de 1a disposicion del residuo por que todavia es necesario disponer la ceniza residual descargandola sobre el terreno o en el mar.
Las cenizas se pueden también aprovechar en el acondicionamiento de lodos o como auxiliar filtrante en 1a desecacion. En muchos casos, los metales no se degradan y su concentracion aumenta en las cenizas por lo que, en algunas ocasiones se mantienen en un
confinamiento controlado.
@ Instrumentacion
Algunos aspectos de control pueden complementarse con el uso de computadoras, las cuales automaticamente ajustan la entrada del material, la alimentacién de aire de combustion y de combustible auxiliar para mantener las condiciones optimas, respetar los limites de emisiones y cortar la alimentacién en caso de emergencia. Pueden utilizarse termopares de oxigeno y gas (CO y/o CO) para medir el exceso de aire y la eficiencia de
combustion, la temperatura y emisién de particulas.
100
@ Personal
Aunque la instrumentacion y las microcomputadoras pueden realizar algunas de las Funciones de un operador, hasta el equipo mas sofisticado requiere de un contro! y vigilancia cuidadosos. Los operadores deben conocer las bases de la incineracion y las
condiciones especiales para el manejo de ciertos residuos ademas de ser capaces de
responder en situaciones de emergencia.
4.7.5 Mal funcionamiento de los equipos
La base para la operacion adecuada y la prevencion del mal funcionamiento de los equipos consiste en la formulacién de sistemas comprensibles de trabajo, una clara delegacion de responsabilidad en los operadores y supervisores y un programa de
mantenimiento continuo.
101
CAPITULO 5 LEGISLACION
5.1 ORLENTACIONES Y PRINCIPIOS
El tomar decisiones para el control de los residuos peligrosos, tiene implicaciones técnicas, econdmicas y juridicas, que necesariamente deben tomarse en cuenta, en su justa
dimension, a los principios siguientes’
«@ Promover la minimizacién de la cantidad de residuos peligrosos y los riesgos inherentes a su manejo y disposicion final, basicamente, incentivando cambios hacia procesos y tecnologias cada vez mas /impios.
e Fomentar la recuperacién de material secundario, principalmente para su reciclaje o su disposicion final controlada cuando tal reciclaje no sea posible o economicamente viable.
e Asegurar una adecuada informacion de los costos ambientales en la generaci6n y
manejo de residuos. « Favorecer la participacion y coordinacion estrecha entre la autoridad regulatoria y
las empresas involucradas en el manejo y disposicion de residuos peligrosos y, en general, la participacién de la sociedad dentro de modalidades flexibles y creativas que aseguren la corresponsabilidad necesaria.
Deben orientarse las practicas para el manejo de los residuos peligrosos de acuerdo
con el paradigma que privilegia las acciones de reciclaje sobre las orientadas a tratarlos y confinarlos.
La solucion més racional es, sin duda, evitar la generacidn del residuo, por medio de la aplicacién de las llamadas tecnologias limpias que posibilitan la correccion del problema en su origen. Esta solucién puede ser adoptada en industrias nuevas o en aquéllas que sustituyen sus instalaciones productivas por otras mas modernas.
En el otro extremo de ia gama de soluciones posibles, esta el tradicional manejo que se les ‘da a los residuos peligrosos, a través de tecnologias de tratamiento y confinamiento.
En esta solucién, de costo aparentemente mas reducido, no se considera todavia el costo diferido de la rehabilitacion futura de areas que pueden contaminarse con los materiales desechados y que constituyen un pasivo ambiental para la fuente generadora del residuo
La escala de prioridades para el control de los residuos peligrosos, se ejemplifica a continuacion:
Prevencion
La prevencion de la generacion de residuos es una opcién en nuevas industrias o en el redisefio de procesos. Si se trata de una industria que intenta exportar sus productos, el empleo de tecnologias Himpias, es decir, tecnologias que posibilitan una produccién sin
102
generacion de residuos, va a facilitar su certificacion futura por el sistema de normas ISO 14000, Estas normas, muy pronto se consideraran indispensables para los productos
manufacturados de exportacién por industrias potencialmente contaminantes
Reduccién
La reduccion de la generacién se alcanza normalmente por dos vias: o bien se utilizan materias primas e insumos mas puros y adecuados que generen menos desechos, o se instalan sistemas de control de produccién que reduzcan los desperdicios innecesarios. A demas, los Programas de Calidad Total (TQM) adoptados por las industrias si bien se
orientan hacia la calidad de! producto, contribuyen también a la calidad ambiental, cuando reducen las pérdidas de materiales en la produccion.
Reciclaje
El reciclaje es otro enfoque aplicable a los residuos peligrosos generados por algunas industrias. Gracias al reciclaje de ciertos materiales contenidos en los residuos, es posible absorber por fo menos una parte de estos costos a través de la valorizacién de subproductos. Se logra asi una ganancia adicional para la empresa generadora del residuo y se reducen sus costos totales con la proteccién ambiental. En muchos casos es posible la reutilizacion interna de residuos que, después de pasar por un proceso de purificacion, pueden utilizarse como materias primas.
Tratamiento
Los tratamientos fisico-quimicos de residuos peligrosos, incluyendo la destruccién térmica, son otra posibilidad para reducir la cantidad de materiales contaminados para los
cuales no es viable aplicar las soluciones antes descritas.
Confinamiento
Finalmente, 1a solucién aparentemente mas simple y frecuentemente mas econémica, es la instrumentacién de confinamientos controlados, los cuales representan una alternativa para disponer las cenizas de los incineradores, los materiales de otros sistemas de tratamiento, asi como algunos residuos que no tienen ninguna posibilidad de reciclaje.
Otro forma de controlar los residuos peligrosos es por medio de:
Rastreo Transfronterizo de Residuos Peligrosos
La industria establecida en territorio nacional genera o emplea residuos peligrosos
103
que requieren ser manejados adecuadamente y que en algunos casos son movilizados a través de las fronteras del pais De esta manera, la industria nacional (no maquiladora) en
ocasiones exporta los residuos generados 0 incluso varias empresas mexicanas dedicadas al reciclaje o a la recuperacion de materiales secundarios importan legalmente residuos que son utilizados como materia prima en diferentes procesos industriales, mientras que los
residuos generados por la industria maquiladora o por las empresas que utilizan materia
prima introducida al pais bajo el régimen de importacién temporal (como las inscritas en el programa PITEX) tienen que ser regresados al pais de origen de la materia prima utilizada
en sus procesos de produccién.
A raiz del Plan Integral Ambiental Fronterizo (PIAF) elaborado por México y los Estados Unidos en 1990, se detecté la necesidad de desarrollar la capacidad conjunta de
ambos paises para rastrear eficientemente los movimientos transfronterizos de residuos peligrosos. En virtud de ello, las autoridades mexicanas y la Agencia de Proteccién al Ambiente de los Estados Unidos (EPA), con fundamentos en el Anexo II del Acuerdo de
la Paz, la Ley General del Equilibrio Ecolégico y la Proteccién al Ambiente y la Ley de Recuperacion y Preservacion de los Recursos Naturales, desarrollaron un sistema conocido como HAZTRAKS, acrénimo de Hazardous Waste Tracking System (Sistema de Rastreo de Residuos Peligrosos), para ser operado conjuntamente por la EPA, el INE y las Delegaciones Federales de SEMARNAP en los estados de ja frontera norte, el cual ha venido funcionando desde 1995
Debido al aumento en el niimero de maquiladoras establecidas en la frontera norte del pais y por consiguiente de los movimientos de residuos peligrosos a través de la frontera, asi como por’la necesidad de contar con informacién oportuna y confiable; la Direccion General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas y la Unidad de
Sistemas e Informatica del INE iniciaron en 1997 la revision de los procedimientos administrativos para el retorno de los residuos generados por la industria maquiladora, asi como de la calidad de la informacién sobre dichos movimientos y los medios para asegurarla, con el fin de coadyuvar en las tareas de control y seguimiento de movimientos transfronterizos de residuos peligrosos. Como resultado de dicha revisién se publicé en el Diario Oficial de la Federacion, el 4 de noviembre de 1998, el Acuerdo por el que se da a conocer el procedimiento del tramite para efectuar el retorno de residuos_peligrosos. asi como el formato oficial e instructivo de lienado; y se desarrollé el Sistema de Rastreo de
Residuos Peligrosos (SIRREP), con el propésito de asegurar la obtencién de informacion expedita y confiable sobre el retorno de residuos peligrosos de acuerdo a las necesidades especificas de las autoridades mexicanas.
Red mexicana de manejo ambiental de residuos (REMEXMAR)
La Red Mexicana de Manejo Ambiental de Residuos (REMEXMAR) es un esfuerzo nacional que facilita la coordinacion entre el sector productivo generador de residuos, el gobierno como autoridad en la materia, las instituciones académicas y organismos involucrados en actividades cientificas, tecnolégicas y de servicios relacionados con su manejo, asi como los grupos de interés social, entre otros, y es coordinada por la Direccion
104
General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas del Instituto Nacional de Ecologia.
Asimismo ha sido creada como un mecanismo para promover el fortalecimiento de
la gestion de los residuos en todo el tertitorio nacional, mediante la creacion de Nucleos Técnicos Coordinadores (NTC) en cada entidad federativa
La Remexmar tiene como objetivo general abrir vias de comunicacién entre los
diversos sectores que trabajan con relacion a los residuos para establecer contactos o vinculos que ayuden a sumar esfuerzos y magnificar los logros en torno a la prevencién,
minimizacion y control de los mismos. Con ello se busca la gestion ambiental de los residuos en el marco del desarrollo sustentable.
5.2 ASPECTOS JURIDICO —- NORMATIVOS Y CUMPLIMIENTO DE LA LEY
1, Marco regulatorio en materia de residuos industriales peligresos
El marco juridico que define las regulaciones en materia de residuos peligrosos esta sefialado en la Ley General del Equilibrio Ecologico y la Proteccién al Ambiente (LGEEPA), que entré en vigor en marzo de 1988.
Disposiciones de la LGEEPA en materia de residuos peligroses
Articulo J. "La presente Ley es reglamentaria de las disposiciones de la Constitucioén Politica de los Estados Unidos Mexicanos que se refieren a la preservacion y restauracion del equilibrio Ecolégico, asi como a la proteccién al ambiente, en el territorio nacional y las zonas sobre la que la nacion ejerce su soberania y jurisdiccion...”
Articulo 5. "Son asuntos de alcance general en la nacion o de interés de la Federacién:
XIX. La regulacién de las actividades relacionadas con materiales o residuos peligrosos";
Articulo 8. "Corresponde a la Secretaria:
VHI. Formular los criterios ecolégicos que debertn observarse en la aplicacion de la politica general de ecologia; la proteccién de la flora y fauna silvestre; el aprovechamiento de los recursos naturales; el ordenamento ecolégico general del territorio ; y la prevencién y control de la contaminacién del aire, agua y suelo; con la Participacion que en su caso corresponda a otras dependencias;
AT. Proponer al Ejecutivo Federal las disposiciones que regulen las actividades relacionadas con materiales y residuos peligrosos, en coordmacion con la Secretaria
de Salud;
105
XIV. Proponer al Lyecutivo Federal las disposiciones que regulen los efectos ecologicos de los plaguicidas, fertilizantes y sustanctas toxicas en coordinacion con las Secretarias de Agricultura y Recursos Hidrdaultcos, de Salud y de Comercio y Fomento Industrial";
Articulo 28. Queda prohibido el transporte de residuos peligrosos por via aérea.
Articulo 29. "Corresponde al Gobierno Federal, por conducto de la Secretaria, evaluar el
umpacio ambiental a que se refiere el articulo 28 de esta Ley, particularmente tratandose de las siguientes materias:
VI. Instalaciones de tratamiento, confinamiento o eliminacioén de residuos peligrosos, asi como de los residuos radiactivos, y"
Articulo 150. "La Secretaria, previa la opinion de las Secretarias de Comercio y Fomento Industrial, de Salud, de Energia, Minas e Industria Paraestatal, de Agricultura y Recursos Hidraulicos; y la Secretaria de Gobernacidn, determinard y publicara en el Diario Oficial
de ia Federacion los listados de materiales y residuos peligrosos para efecto de lo establecido en la presente ley”.
Articulo 151. "La instalacién y aperacion de sistemas para la _ recoleccion, almacenamiento, transporte, alojamiento, rehuso, tratamiento, reciclaje, memeracion y disposicion final de residuos peligrosos, requerirad de la autorizacién previa de la
Secretaria".
Articulo 152. "Los materiales y residuos que se definan como peligrosos para el equilibrio ecoloégico deberdn ser manejados con arregio a las normas técnicas ecolégicas y procedimientos que establezca la Secretaria, con la participacién de las Secretarias de Comercio y Fomento Industrial, de Salud, de Energia, Minas e Industria Paraestatal, y de Agricultura y Recursos Hidréulicos".
Articulo 153. "La importacién o exportacién de materiales o residuos peligrosos se sujetarad a las restricciones que establezca el Ejecutivo Federal. En todo caso deberan observarse las siguientes disposiciones:
I. Correspondera a la Secretaria el control y la vigilancia ecolégica de los materiales o residuos peligrosos importados o a exportarse, aplicando las medidas de seguridad que correspondan, sin perjuicio de lo que sobre este particular prevé la Ley Aduanera;
I. Unicamente podré autorizarse la importacién de materiales o residuos peligrosos para su tratamiento, reciclaje o rehuso, cuando su utilizacion sea conforme a las leyes,
reglamentos y disposiciones vigentes;
HI. No podré autorizarse la importacién de materiales o residuos peligrosos cuyo tnico objeto sea su disposicién final o simple depésito, almacenamiento o confinamiento en el territorio nacional o en las zonas donde la nacién ejerce su soberania y jurisdiccion
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IV. No podra autorizarse el transito por territorio nacional de materiales peligrosos que no satisfagan las especificaciones de uso 0 consumo conforme a las que fueron
elaborados, o cuya elaboracién, uso @ consumo se encuentren prohibidos o restringidos en el pais al que estuvieren destinados; ni podrda autorizarse dicho trdnsito de residuos peligrosos, cuando tales materiales y residuos provengan del extranyero para ser destinados a un tercer pais;
V. El otorgamiento de autorizaciones para la exportacioén de materiales 0 residuos peligrosos cuyo tinico objeto sea su disposicion final en el extranjero, quedard sujeta a
que exista consentimiento expreso del pais receptor;
VI. Los materiales y residuos peligrosos generados en los procesos de produccién, transformacion, elaboracion o reparacién en los que se haya utilizado materia prima
introducida al pais bajo el régimen de importacion temporal, inclusive los regulados en e 1 Articulo 85 de la Ley Aduanera, deberdn ser retornados al pais de procedencia dentro del plazo que para tal efecto determine la Secretaria;
VI. El otorgamiento de autorizaciones por parte de la Secretaria para la importacion o exportacion de materiales o residuos peligrosos quedard sujeio a que se garantice debidamente el cumplimiento de lo que establezca la presente Ley y las demas disposiciones aplicables, asi como la reparacion de los dafios y perjuicios que pudieran causarse tanto en el territorio nacional como en el extranjero, y
Vill. En adicion a lo que establezcan otras disposiciones aplicables, podrdan revocarse las autorizacrones que se hubieren otorgado para la importacién o exportacion de materiales o residuos peligrosos, sin perjuicio de la imposicién de la sancion o
sanciones que corresponda, en los siguientes casos:
@) Cuando por causas riesgosas, se compruebe que los materiales 0 residuos peligrosos autorizados constituyen mayor riesgo para el equilibrio ecoldégico
que el que se tuvo en cuenta para el otorgamiento de la autorizacién correspondiente;
4) Cuando la operacion de importacién o exportacién no cumpla los requisitos Sijados en la guia ecoldgica que expida la Secretaria;
¢) Cuando los materiales o residuos peligrosos ya no posean los atributos o caracteristicas conforme a les cuales fueron autorizados, y
d) Cuando se determine que la solicitud correspondiente contenga datos falsos o presentados de manera que se oculie informacién necesaria para la correcta apreciacion de la solicitud”.
En el siguiente orden jerarquico de la legislacién que se presenta en la siguiente tabla, se encuentra el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecoldgico y la Proteccion al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos, el cual plantea procedimientos
107
de registro e informacién obligatorios para todo sujeto responsable de la generaciOn, asi como los lineamientos de manejo y disposicién final, importacion y exportacion de los
mismos. Este reglamento es de observancia en todo el territorio nacional y su aplicacion compete a la Federacion a través de !a Secretaria de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca.
TABLA No. 15.- Disposiciones derivadas del reglamento de la LGEEPA en materia de residuos peligrosos.
Nivel de competen Funciones
icia : J Determinar y publicar en el Diario Oficial de la Federacién los listados de
residuos peligrosos; asi como sus autorizaciones, en los términos de Ley,
‘ UL. Expedir las Normas Oficiales Mexicanas y procedimientos para el manejo de 1 jos residuos peligrosos, con la participacién de las Secretaria de Comercio y : Fomento Industrial; de Salud, de Energia, Minas e Industria Paraestatal y de
‘Agricultura y Recursos Hidraulicos; 1 i. Controlar el Manejo de residuos peligrosos que se generan en las operaciones
'y procesos de extraccién, consumo, beneficio, y transformacién; produccion,
' iconsumo, utilizacion y de servicios; iV. Autorizar la instalacion y operacion de sistemas para la recoleccién, almacenamiento, transporte, alojamiento, rehuso, tratamiento recoleccidn, incineracion y disposicién final de los residuos peligrosos;
NV. Evaluar el impacto ambiental de los proyectos de tratamiento, confinamiento io eliminacién de residuos peligrosos; iVL. Autorizar la importacién y exportacién de residuos peligrosos, sin perjuicio
| Federal ide otras autorizaciones que corresponda otorgar a las autoridades competentes, iVIL. Fomentar y coadyuvar al establecimiento de plantas de tratamiento y
i disciplinas de comercializacién, asi como de empresas que establezcan plantas de*
reciclaje de residuos peligrosos; IVIHL. Establecer y mantener actualizado un sistema de informacién sobre la igeneracién de los residuos peligrosos, ,
. Fomentar que las asociaciones y colegios de profesionales, camaras j andustriales y de comercio y otros organismos afines, promuevan actividades que, | sorienten a sus miembros, en materia de prevencion y control de la contaminacion : ambiental originada por el manejo de ios residuos peligrosos; , : Xx. Promover la participacién social en el control de los residuos peligrosos;
XI. Fomentar en el sector productivo y promover ante las autoridades «competentes el uso de tecnologias que reduzcan 1a generacién de residuos. ipeligrosos; XY. Fomentar en el sector productivo y promover ante las autoridades’ jcompetentes el desarrollo de actividades y procedimientos que coadyuven a un
manejo seguro de los residuos peligrosos :
Estatal yiOtorgar licencias de uso del suelo municipal ‘Evaluar el impacto ambiental de las estaciones de transferencia
FUENTE: Programa para la Minimuzacion y el Manejo Integral de jos Residuos Industriales peligrosos en México. 1996-2000
108
En la siguiente escala del marco juridico, se encuentran las Normas Oficiales
Mexicanas (NOM) en materia de residuos peligrosos. (tabla No. 16)
TABLA No. 16.- NOM en materia de residuos peligrosos
‘NOM-052- Establece las caracteristicas de los residuos peligrosos, el listado de los ECOL-93 mismos y los limites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al
ambiente
‘NOM-053- Establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extraccion para ECOL-93 determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su
‘toxicidad al ambiente
‘NOM-054- Establece ‘el procedimiento para determinar la “incompatibilidad entre dos o ECOL-93 mas residuos considerados como peligrosos por la Norma Oficial Mexicana
NOM-055-ECOL-93 __. ,
INOM-055- Establece los: requisitos que deben reunir los sitios destinados al confinamiento ECOL-93 icontrolado de residuos peligrosos excepto de los radioactivos. _
INOM-056- Establece los requisitos para el disefio y construccién ‘de las obras ECOL-93 _eomplementarias de un confinamiento controlado para residuos peligrosos.
INOM-057-_ Establece Jos requisitos que “deben observarse en el diseiio, construccién y ECOL-93 _ operacién de celdas de un confinamiento controlado para residuos peligrosos
INOM~ 058- Establece los requisitos para ‘la operacion de un confinamiento controlado de ECOL-93 | residuos peligrosos.
FUENTE: Diario Offcaal de Ia Federacion del 22 de octubre de 1993
Es importante identificar ciertas limitaciones en la normalizacién en materia de Tesiduos peligrosos con el objeto de solventarlas a la brevedad, teniendo en cuenta que el ejercicio normativo representa el fundamento de una politica exitosa de manejo de residuos peligrosos.
e Hasta ahora las normas tienden a restringirse a la definicion de ios propios residuos, a pruebas para determinar su toxicidad e incompatibilidad y a ciertos requisitos para el disefio y operacion de confinamientos.
e La normatividad debe estar referenciada a la mayor parte de las cadenas posibles y
Televantes en el manejo de residuos peligrosos, incluyendo ef tratamiento térmico, el reciclaje, la recuperacion de materiales secundarios y la recuperacion de energia,
entre otros.
© Debe consolidarse un esquema normativo que considere de manera explicita la minimizacion en a generacién de residuos, y no solamente arregios tecnoldgicos al
final del tubo.
@ Debe buscarse 1a homologacién de jos listados mexicanos de los residuos peligrosos con respecto a otros listados (OCDE, Convenio de Basilea, EPA, etc.), para evitar incompatibilidades en diferentes interacciones comerciales, técnicas y de politica.
1099
e Es importante diferenciar a los residuos por su peligrosidad, tal como lo hace la
OCDE (listados rojo, ambar y verde), evitando ineficiencias en la gestion administrativa y en los sistemas de manejo, a través de un esquema de prioridades que tome en cuenta el riesgo ambiental asociado, y facilite la definicion de politicas
adecuadas
e La orientacion de la normatividad debe tomar en cuenta cambios tecnologicos que reduzcan la generacion de residuos en la fuente o propicien su rehuso o
recirculacion
e Es necesario que la normatividad contemple para cada opcion de manejo de
residuos (confinamiento, reciclaje, etc.), condiciones de tratamiento previo en teérminos de estabilizaci6n termodinamica y cinética y de neutralizacién quimica,
entre otras.
e La normatividad debe establecer criterios y procedimientos para la remediacion de sitios contaminados por diferentes tipos de residuos, como lo pueden ser metales o hidrocarburos. También debe definir criterios que establezcan niveles optimos de
remediacion, metas y objetivos.
e Es conveniente plantear una definicién adecuada de residuos especiales, los cuales, a pesar de que no tienen caracteristicas importantes de peligrosidad, requieren un
manejo especifico. Esto, dado que ja frontera entre lo que es un residuo peligroso y otro que no lo es, puede ser bastante difusa.
Convenio de Basilea
Principalmente se refiere a acatar los acuerdos, sobre movimientos transfronterizos de residuos peligrosos entre los paises miembros, asi como su reduccién. Este convenio entré en vigor el 5 de mayo de 1992. En Ja actualidad, el convenio cuenta con 64 partes contratantes, habiendo celebrando ya tres reuniones.
OCDE (Organizacién para la Cooperacién y el Desarrollo Econémico)
Ha dado iniciativas de manejo ambiental sobre residuos peligrosos. Sus principios de accién en la materia, estan reflejados en diversas directivas, sobre supervision y control
de los embarques transfronterizos de residuos, dentro de su area y fuera de ella, asi como diferentes opciones de gestién. La OCDE es una entidad intergubernamental, la cual agrupa a 27 paises industrializados. México, es miembro a partir de 1994.
16
2. Gestion institucional vigente para la regulacién de licencias y autorizaciones
El procedimiento para la autorizacion de proyectos de manejo de residuos peligrosos
se presenta en la tabla No.17 que se sintetiza a continuacion:
TABLA No. 17.- Procedimiento que debe cumplir una empresa para obtener la autorizacién de instalacién y operacién para otorgar servicio de manejo de residuos peligrosos (estacién de transferencia, recicladoras, incineradores, confinamientos
controlados, entre otras)
‘Requisito . pecificacion “Marco! legal
Carta inten ccion Indicando el alcan del: proyecto; Ley General del
‘General de Materiales, Residuos yasi como el tipo de residuo, Equilibrio ecoldgico \Actividades Riesgosas. finstalacién, area geografica dey Ia Proteccién al
influencia yy tipo de'Ambiente (Articulos administracion. S fracci6n XIX y 6
i : fracciones XU y i ee _. i GID. Pian rector del uso del suelo. Remitir copia "actualizada de ‘YaLey "de Obras
| fautorizacion de uso del uso del Publicas. : jsuelo otorgada por el Gobierno: : Estatal y/o Municipal, o ambos.
{Obtener la autorizacion previa delPresentar estudio geohidrologico NOM-055- ECOL-93 - sitio para a instalacion yde detalle del sitio propuesto, elseleccion de sitios ‘construccién de la infraestructuraicual debe estar incluido dentro depara confinamientos*
{exclusivamente parailos identificados por el INE. controlados, o la
‘confinamiento —_controlado de norma que la esiduos peligrosos). sustituye. _
‘Presentar el Proyecto Ejecutivo de Remit jos estudios, procesos,Ley General del. fa instalacién para su revision yidiagramas, planos, Equilibrio ecoldgico jautorizacion. especificaciones, guias'y la Proteccién al
imecénicas, memorias de caiculo,/Ambiente (Articulos. ‘asi como disefios y manuales de'8 fraccion XI y 9 loperacién, tomando en cuenta las:Apartado "AN
jnormas técnicas vigentes 0 los'fraccion IX). : xérminos de referencia respectivos, y debidamente compiementados icon los planos, cortes y detalies a’ rescala, de cada una de las partes)
iintegrantes del proyecto. }
M1
Cumplir con el Manifiesto dePresentar manifestacion deLey General del
Impacto Ambiental (MIA). impacto ambiental en laEquilibrio Ecolégico modalidad que sefiale lay la Proteccién al Direccién General de'Ambiente (Articulos ‘Ordenamiento Ecoldgico de28, 29, 31, 31, 33, y
Impacto Ambiental. 34).
Cumplir con el Estudio de Riesgo Anexar a la manifestacion deLey General del
‘Ambiental, Impacto Ambiental el estudio deEquilibrio Ecologico riesgo en la modalidad que sefialey {a Proteccion al ja Direccién General de‘Ambiente (Articulo ‘Ordenamiento —_ Ecoldgico :
Impacto Ambiental.
i eAcatar las condic 1 eral del ifuncionamiento en materia dela autorizacion del Equilibrio Ecolégico icontaminacién ambiental de lafuncionamiento correspondiente,'y Ja Proteccion al DGOEIA en funcién del andlisis delAmbiente (Articulo.
: proyecto ejecutivo y el resultado. 145). :
Cumplir col protocolo : lam nto de la ‘Ley pruebas. : iprevias de las instalaciones y‘General del
; ‘equipos para establecerEquilibrio Ecoldgico condicionantes, especificacionesy 1a Proteccion al y eficiencias en la operacion de la Ambiente en Materia’
estacion (Aire, residuos sdlidos yde Residuos:
i seguridad). Peligrosos (Articuto,
110). btener autorizacién para operar Apegarse a las “condicionantes/Ley General ~ dei’ MRAR. igenerales que establece laEquilibrio Ecoldgico.
normatividad ambiental eny 1a Proteccién al.
imateria de residuos peligrosos,Ambiente y su’
si como las especificas delregiamento en Proyecto. materia de residuos’
ipeligrosos. ‘ FUENTE: Programa para la Minimizactén y el Manejo integral de los ReSiduos Indusinales Peligrosos en Méuco 19962000
La base informativa para el seguimiento de los residuos peligrosos esta constituida por los siguientes siete manifiestos, cuyo manejo y sistematizacion es también
responsabilidad de Ja Direccién General de Materiales, Residuos y Actividades Riesgosas del INE:
e Para empresa generadora de residuos peligrosos. De entrega, transporte y recepcidn de residuos peligrosos. De reporte semestral de residuos peligrosos recibidos para reciclaje o tratamiento.
M2
e De reporte mensual de residuos peligrosos confinados en sitios de
disposicion final.
¢ De reporte semestral de residuos peligrosos enviados para su reciclaje, tratamiento, incineracién o confinamiento.
e Para casos de derrame de residuos peligrosos por accidente.
Para empresas generadoras eventuales de bifenilos polictorados.
A través de estos se identifican y caracterizan los residuos peligrosos generados y se informan el volumen y los medios para transportarlos, almacenarlos, reciclarlos, tratarlos o confinarlos.
3. Inspeccién y vigilancia y cumplimiento de 1a normatividad
La vigilancia al cumplimiento del marco legal y las normas en materia de residuos peligrosos es una de las tareas sustantivas de proteccion al ambiente. Los sujetos de esta vigilancia abarcan empresas industriales, comerciales y de servicios que generen, almacenen, transporten, reciclen, traten o den disposicion final a sus residuos peligrosos.
Con ef propésito de verificar el cumplimiento ambiental, los procedimientos de inspeccion se apegan a la Ley de Procedimiento Administrativo y en la Ley General del Equilibrio Ecolégico y la Proteccién al Ambiente. De acuerdo con ello, el procedimiento
administrativo de inspeccion incluye las siguientes 4 etapas:
Visita de Inspecci6n Ofrecimiento y desahogo de pruebas Emision de la resolucion correspondiente Verificacién del cumplimiento de la resoluci6on. sw
Nm
Dentro de los procedimientos de inspeccién y vigilancia industrial se verifica el caumplimiento de la normatividad en materia de residuos peligrosos, especialmente en lo que se refiere a su almacenamiento, envasado y etiquetado y a su envio a confinamientos controlados o sistemas de reciclaje autorizados. Asimismo se revisa que la empresa cuente con una bitacora donde esté registrada 1a cantidad generada mensualmente de residuos y los movimientos de entrada y salida de su area de almacenamiento asi como la presentacion de manifiestos.
Tomando en cuenta que el concepto de manejo implica al conjunto de operaciones que incluyen almacenamiento, recoleccién, transporte, rehuso, tratamiento, reciclaje, incineracién y disposicion final, aproximadamente en ¢l 90% de las visitas de inspeccion realizadas a las industrias se detectaron irregularidades en el manejo de residuos peligrosos, siendo la mayor parte de estas industrias de escala pequefia y mediana. En general, este tipo de empresas presentan limitaciones muy severas para el manejo de sus residuos peligrosos, incluso en ocasiones, no tienen siquiera conocimiento de que existen regulaciones al respecto. En las visitas de inspeccién que se realizan cotidianamente, las irregularidades mas frecuentes en materia de residuos peligrosos son:
ita
residuos.
No se cuenta con una area de almacenamiento adecuada.
Carecen de manifiestos como empresas generadoras de residuos peligrosos
No envian a confinamientos © a reciclaje sus residuos.
No llevan bitacoras de generacién mensual ni de movimientos de entrada y salida de
© Se carece de una caracterizacion adecuada de los residuos generados.
A partir de los resultados de las visitas de inspeccion, en particular cuando se verifica el cumplimiento de medidas dictadas, se tiene evidencia de que aproximadamente el 50% de las medidas correctivas ordenadas mediante resolucién administrativas son cumplidas en tiempo y forma. Vale la pena comentar que tratandose de empresas grandes
este porcentaje se incrementa hasta casi un 75%. En el caso del incumplimiento de estas
medidas se aplican sanciones mayores e incluso Ja clausura
Un caso peculiar es el de los aceites gastados, los cuales son vertidos al drenaje, en
la mayoria de los casos por pequefios generadores dispersos en el territorio nacional y ubicados principalmente en grandes zonas urbanas. Estos aceites constituyen una importante fuente de contaminacion del suelo y del agua.
Puede decirse que en general, en materia de residuos peligrosos, y particularmente en la micro, pequefia y mediana industria, existe una débil aceptacién de las
responsabilidades ambientales
En la industria maquiladora, que tiene obligacion de devolver sus residuos a los
Estados Unidos, se observa que se ha incrementado el cumplimiento de la legislacién, ya que el volumen de estos residuos repatriados es creciente, como se observa en la siguiente
tabla:
TABLA No. 18
! Toneladas —
‘ 1992 | 1993 : 1994 - 1995 : junio— I! Baja California | 1,976.00 | 12,993.00 [12,510.00 : 12,382.00 © 9,485.00 ‘Sonora a + 425.00 + 466.00 | 3.00 Chihuahua 1 627.408 17,290.243 | 1,576.007 © 775.219 (Coahuila | 210.696 1,512,063 } 380.564 , 254.09 ‘Tamaulipas 19,100.00 {7,822.18 {10,982.58 | 18,381.97 , 9,301.55
Totales parciales I 11,914.00 | 22,018.42 FUENTE: Programa para la Minimizacién y el Mango Integral de los Residuos Industriales Peligrosos on México. 1996-2000
14
126,719.88 | 33,186.54 | 19,819.47”
CONCLUSIONES.
EI analisis referido a esta investigacion nos da como resultado que los tratamientos
térmicos son la opcién mas eficaz para reducir el peso, volumen y toxicidad de los residuos, produciendo cenizas estériles y emisiones que pueden controlarse, cabe mencionar que ésto no seria posible sin una seleccion de tecnologia apropiada de acuerdo a la composicién del residuo, el estado fisico en que se encuentra y las necesidades que se tenga.
El proceso que tiene capacidad para tratar tanto residuos en estado liquido, como
solido @ gaseoso es la incineracion ya que es una tecnologia disponible que constituye una opcién que se ha comprobado totalmente en usos comerciales y que es aplicable a una gran cantidad de residuos peligrosos.
Dentro de las tecnologias disponibles que se pueden encontrar acerca de la
incineracién, el disefio de cada una, tiene como limitante el tipo de residuo que puede tratar, como e! homo rotatorio que puede tratar todos los tipos de residuos ya sea liquido, solido o gaseoso mientras que otros tipos de incineradores estan limitados a tratar unicamente un
estado o dos.
En el tratamiento de residuos peligrosos es posible utilizar una amplia variedad de tecnologias pero ninguna de ellas representa la soluci6n a todos los problemas. Para encontrar la mejor opcidn en cada caso, es necesario evaluar las ventajas y desventajas de
cada una.
Los aspectos que se evalian son principalmente técnicos, siendo el objetivo, proporcionar un panorama general de los diferentes sistemas de tratamiento, donde el proceso elegido fué el de la incineracién, sefialando asi los parametros necesarios para su disefio, operacion y control, ya que esta informacion puede servir como base para estudios mas profundos.
Toda la informacion expuesta y analizada a lo largo del trabajo, ha tenido como objetivo central, mostrar los altos costos ambientales que ha generado el auge de la industria en perjuicio de ta salud humana. Después de conocer la gran cantidad de desechos que produce la industria y 1a irresponsable manera como organiza su disposicion, no nos queda sino suponer que produccién, proceso productivo, organizacion del trabajo e innovacién tecnoldgica, fueron pensados en lo fundamental para aumentar Ja rentabilidad del capital, ignorando por tanto las condiciones de trabajo del obrero y los desequilibrios ecoldgicos que este modelo productivo crea.
Creemos también que las posibles soluciones a los problemas ambientales que engendra Ia industria, no partiran del capital sino de otros sectores de fa sociedad, afectados © comprometidos con esta urgente necesidad de saneamiento ambiental. Sdlo desde los espacios de la sociedad civil se podra presionar a las instituciones estatales para que controlen y vigilen, a fas Camaras para que legislen y al capital para que modere su
ambicion en beneficio del interés general.
Los tiempos se acortan...... No podemos dejar que el destino nos alcance........
ws
GLOSARIO
Acuifero ~
Aluviones -
APA.-
Biota -
BPC.-
CCA.-
CFE.-
CNSNS.-
DBO.-
Dispendioso.-
Ecosistema.-
EPA-
Fungicida.-
Ganga.-
HAZTRAKS.-
Herbicidas.-
INE.-
LGEEPA.-
Metabolismo.-
OCDE.-
agua en abundancia
depdsitos de sedimentos dejados por una corriente de agua cuando el caudal o la pendiente son insuficientes.
Agencia de Proteccion Ambiental
conjunto de organismos, integrado por animales y plantas de un pais.
binilopoliclorados.
Comision para la Cooperacion Ambiental de América del Norte.
Comision Federal de Electricidad.
Comision Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias
desechos biologicos organicos.
costoso, de gasto considerable.
conjunto de seres vivos en un mismo medio y de los elementos no vivos vitalmente unidos a ellos.
Agencia de Proteccién al Ambiente de los Estados Unidos.
sustancia que destruye a los hongos microscopicos.
sustancia estérit mezclada con los minerales utiles.
Sistema de Rastreo de Residuos Peligrosos.
producto quimico que destruye las malas plantas
Instituto Nacional de Ecologia
Ley General del Equilibrio Ecologico y la Proteccién al Ambiente.
transformaciones fisicas, quimicas y biologicas que se producen en los organismos vivos, como consecuencia de la entrada de diversas sustancias y de la eliminacién de productos de desecho.
Organizacién para la Cooperacién y ef Desarrollo Econémico.
116
PEMEX.-
PIAF.-
Plaguicidas.-
PROFEPA -
PRORIP.-
REMEXMAR.-
SEDUE.-
SEMARNAP -
SIRREP.-
Somero.-
Subletal.-
TLC.-
Tréficas,-
USEPA.-
VIS.-
Petroleos Mexicanos
Plan Integral Ambiental Fronterizo
sustancia que destruye los parasitos animales y vegetales de los cultivos
Programa Federal de Proteccion al Ambiente.
Programa para la Minimizacion y Manejo Integral de Residuos Industriales Peligrosos en México 1996-2000.
Red Mexicana de Manejo Ambiental de Residuos.
Secretaria de Desarrollo Urbano y Ecologia
Secretaria de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca
Sistema de Rastreo de Residuos Peligrosos
casi encima o muy inmediato a la superficie
reduccion del tiempo de vida de ciertas especies o el incremento de la
suceptibilidad a enfermedades o bien puede causar efectos mutagénicos y
teratogénicos.
Tratado de Libre Comercio.
afectacién a los nervios que presiden el funcionamiento y el desarrollo
normal de los tejidos, y degeneraci6n muscular y glandular, alteraciones cutaneas, etc.
Agencia de Proteccién Ambiental Estadounidense.
Vitrificacion In situ.
VW
BIBLIOGRAFIA.
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EDIT MARCOMBO, S.A..
DE PABLO RIVAS, JOAN CONTAMINACION Y TRATAMIENTOS
SEOANEZ CALVO, MARIANO Y EQUIPO DE COLABORADORES INGENIERIA DEL MEDIO AMBIENTE: APLICADA AL MEDIO NATURAL CONTINENTAL EDIT. MUNDI-PRENSA
SEOANEZ CALVO, MARIANO ECOLOGIA INDUSTRIAL: INGENIERIA MEDIOAMBIENTAL
APLICADA A LA INDUSTRIA Y A LA EMPRESA, MANUAL PARA RESPONSABLES MEDIOAMBIENTALES. EDIT. MUNDI-PRENSA
TCHOBANOGLOUS, GEORGE THERSEN, HILARY A. VIRGIL, SAMUEL GESTION INTEGRAL DE RESIDUOS SOLIDOS VOL 1 EDIT. MC. GRAW HILL
RIVERO SERRANO, OCTAVIO PONCIANO RODRIGUEZ, GUADALUPE
GONZALEZ MARTINEZ, SIMON LOS RECURSOS PELIGROSOS EN MEXICO PROGRAMA UNIVERSITARIO DE MEDIO AMBIENTE
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