manejo sostenible

CUARTA SESIN

MANEJO INTEGRAL DE RESIDUOS INDUSTRIALES JORGE EDUARDO LOAYZA PREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUMICA E INGENIERA QUMICA

XXVIII PROGRAMA DE ACTUALIZACIN Y EXAMEN DE APTITUD PROFESIONAL - 2014

CONTENIDO Recordando

Reflexin inicial

Qu son los residuos?

Cmo se generan los residuos?

Por qu preocupan los residuos?

Principios bsicos en la gestin de residuos

Minimizacin

Reaprovechamiento

Tratamiento para disposicin final

Disposicin final en rellenos de seguridad

Anlisis de casos Pilas con ncleo de carbn

RECORDANDO

REFLEXIN INICIAL

Los residuos son el resultado de la incapacidad tecnolgica para utilizar

provechosamente la totalidad de la materia y energa requerida en los procesos

productivos, y evidencia que los recursos han sido utilizados en forma incompleta,

ineficiente e inefectiva (Porter y Van de Linde, 1998)

QU SON LOS RESIDUOS?

Son materiales* generados durante el proceso de produccin, prestacin de servicios o consumo, que no son de utilidad para su generador** y que requieren una gestin integral *** que contribuya al Desarrollo Sostenible.

* Pueden ser gases, lquidos, slidos o pastosos.

** Individual o corporativo

*** Segura, social, ambiental y econmica

CLASIFICACIN DE LOS RESIDUOS (DIVERSOS CRITERIOS)

Por su origen: Residuos domsticos,

urbanos o domiciliarios.

Residuos industriales. Residuos resultantes

de la prestacin de un servicio.

Residuos institucionales. Acopio de ALU (Foto: Jorge Loayza)

CMO SE GENERA UN RESIDUO INDUSTRIAL?

El residuo industrial se genera por:

un proceso industrial ineficiente,

una falla en las condiciones de operacin del proceso,

un problema durante el almacenamiento.

CMO SE GENERA UN RESIDUO INDUSTRIAL?

un producto que luego del uso, ya no est en condiciones de cumplir las funciones para las cuales fue fabricado.

el descarte del envase que contiene un producto, luego del uso o aplicacin, en una actividad determinada.

Otros.

TIPOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES

1. Materias primas que no han reaccionado

2. Impurezas presentes en las materias primas

3. Productos no deseados

4. Materiales auxiliares agotados (se requieren en la planta pero no forman parte del producto)

5. Productos fuera de especificaciones (no cumplen con los requerimientos del cliente), caducados (vencidos), etc.

6. Materiales procedentes de labores de mantenimiento (se requieren para el funcionamiento de los equipos y maquinarias)

7. Materiales generados durante arranques y paradas (producto de cabeza o de cola).

8. Materiales procedentes de derrames, mal funcionamiento, siniestrados (deteriorados), etc.

9. Materiales procedentes de muestreos, duplicados, muestras para pruebas, etc.

10. Emisiones fugitivas.


TIPO DE RESIDUO EJEMPLO

1 Materias primas sin reaccionar Relaves mineros (minerales y reactivos)

2 Impurezas contenidas en la materia prima Escorias en coladas de hornos metalrgicos

3 Productos no deseados Cenizas procedentes de la incineracin de residuos

4 Materiales auxiliares agotados

Solventes (conteniendo impurezas) resultantes de la extraccin de aceites esenciales

5 Productos fuera de especificaciones Lminas de aluminio para fabricacin de envases con pin holes


TIPO DE RESIDUO EJEMPLO

6 Materiales procedentes de labores de mantenimiento

Aceites lubricantes usados (ALU) resultante del cambio de aceite de maquinarias

7 Materiales generados en arranques y paradas

Restos de pinturas en lneas en tuberas de dosificacin

8 Materiales generados por fugas, derrames, otros

Material particulado regado durante el transporte

9 Materiales procedentes de almacenamiento inadecuado

Plaguicidas contaminados con combustibles durante su almacenamiento

10 Emisiones fugitivas Prdidas de solventes con elevada presin de vapor

TALLER - TIPOS DE RESIDUOS INDUSTRIALES

TIPO EJEMPLO PROCESO O PRODUCTO

(ETAPA)

1 Materias primas sin reaccionar

2 Impurezas contenidas en la materia prima

3 Productos no deseados

4 Materiales auxiliares agotados

5 Productos fuera de especificaciones

6 Materiales usados o generados en el mantenimiento

7 Materiales generados en arranques y paradas

8 Materiales generados por accidentes

9 Materiales procedentes de almacenamiento inadecuado

10 Emisiones fugitivas

Otro (..)


Por su peligrosidad:

Residuos no peligrosos.

Residuos peligrosos

Bateras usadas plomo-cido


Por su estado de agregacin: Residuos gaseosos

(emisiones) Residuos lquidos (efluentes) Residuos slidos Borras o lodos

Borras en el almacenamiento de hidrocarburos


Por su posibilidad de generacin:

Residuos evitables.

Residuos minimizables.

Residuos inevitables.

Neumticos fuera de uso (NFU) o Neumticos desechados


Por su posibilidad de ser aprovechados: Residuos

aprovechables.

Residuos no aprovechables.

Residuos aprovechables energticamente.

Hojuelas de PET

1


Por su peligrosidad:

Residuos con peligros fsicos.

Residuos con peligros para la salud.

Residuos con peligros para el medio ambiente.

BIFENILOS POLICLORADOS (PCB)

PELIGROS FSICOS SEGN EL SGA

EXPLOSIVO

CORROSIVO PARA LOS METALES

INFLAMABLE

COMBURENTE GAS A PRESIN

19

PELIGROS PARA LA SALUD HUMANA SEGN EL SGA

CMR Y STOT IRRITACIN / SENSIBILIZACIN

CORROSIN CUTNEA TOXICIDAD AGUDA

20

CMR CARCINOGENIC, MUTAGENIC, TOXIC TO REPRODUCTION STOT SPECIFIC TARGET ORGAN TOXICITY

CMR Y STOT

21

PELIGROS PARA EL AMBIENTE SEGN EL SGA

PELIGROSO PARA EL MEDIO AMBIENTE

INCLUYE PRODUCTOS PELIGROSOS PARA

LA CAPA DE OZONO

Plaguicidas obsoletos en Yemen antes de ser eliminados. Los plaguicidas son compuestos txicos, ya que estn destinados a combatir plagas.

Fuente: www.fao.org

RESIDUOS ESPECIALES

RAEE (RESIDUOS DE APARATOS ELCTRICOS Y

ELECTRNICOS)

POR QU PREOCUPAN LOS RESIDUOS INDUSTRIALES?

Incendio en un depsito de neumticos fuera de uso (NFU)

LOS RESIDUOS PREOCUPAN PORQUE

pueden ser la causa de accidentes (por ejemplo, incendios),

ocupan espacio (costo de oportunidad del espacio),

contaminan el ambiente (aire, agua, suelo)

deterioran el paisaje,

requieren ser gestionados,

PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA PRESENCIA DE RESIDUOS

Los residuos y su gestin inadecuada, son la causa de: Prdidas econmicas para la empresa relacionadas,

por ejemplo, con los costos de la ineficiencia (gasto en la gestin de residuos).

Problemas ambientales (contaminacin, prdida de la calidad de los recursos, deterioro del paisaje, calentamiento global, otros).

Desviacin de los recursos econmicos del gobierno para la solucin de problemas ambientales, generados por los residuos industriales.

CASO: ENVASES USADOS DE PLAGUICIDAS

Envases de Roundup de Monsanto (Glifosato, herbicida)

Empresa que fabrica el envase

Empresa que fabricante el contenido del envase

Envasadora del producto

Distribuidora del producto

Usuario del producto

Gremio empresarial (CCL-Campo Limpio)

Consumidor del producto agroindustrial

QUIN ES EL RESPONSABLE DE LOS ENVASES USADOS DE PLAGUICIDAS?

PRINCIPIOS UTILIZADOS EN LA GESTIN DE RESIDUOS

PRINCIPIOS TICOS

Principio tico 1 (PE1):

En la gestin de los residuos debe utilizarse el mismo nivel de tecnologa que se us en la produccin de los productos (o bienes) y generaron residuos o que, tras su uso, se transformaron en residuos.


Principio tico 2 (PE2):

No debera transferirse a las generaciones futuras la solucin de los problemas ambientales derivados de la existencia de los residuos, cada generacin debera asumir la solucin de los problemas ambientales por ella ocasionados.


PRINCIPIOS BSICOS:

Principio Bsico 1 (PB1): Quin contamina, paga, principio que le otorga la responsabilidad de la gestin y carga los costos de descontaminacin y tratamiento final al generador (o poseedor) de los residuos.

(*) Este principio ha orientado la legislacin ambiental en muchos pases.


Principio Bsico 2 (PB2): Considerar el Ciclo de Vida (Control desde la cuna hasta la tumba), que implica la regulacin completa del ciclo de los residuos, desde su generacin hasta que el residuo pierde las caractersticas de peligrosidad.

(*) En el caso de las infraestructuras para disposicin final (incluye los almacenamientos subterrneos), la obligacin del control y la responsabilidad se prolongan ms all de la clausura de las instalaciones, dependiendo de la naturaleza de los residuos El periodo de tiempo deber ser consignado en el Estudio de Impacto Ambiental para la construccin de la instalacin.


Principio Bsico 3 (PB3): Considerar el Control desde la cuna hasta la cuna, para aquellos residuos que tienen la posibilidad de ser reaprovechados.

APLICACIN DEL CICLO DE LA CUNA A LA CUNA

POLIMERIZACIN

CONFORMADO (ELABORACIN DE ENVASES)

ENVASADO

REUTILIZACIN

DIRECTA

RECUPERACIN

INCINERACIN

RELLENO SANITARIO

PEAD (ENVASE)

Fuente: Jorge Loayza, 2014

RECICLAJE

ENVASE

ENVASE COMO RESIDUO DE POST

CONSUMO

MATERIA PRIMA

(ETILENO)

PRODUCTO (POLIETILENO)

PRODUCTO X

ENVASADO CONSUMO

GAS DE SNTESIS

MONMEROS

HIDROCARBUROS

ENERGA

ETILENO

PRODUCTO

X

Principio Bsico 4 (PB4): Jerarquizacin en las opciones de manejo de los residuos:


LO MS DESEADO

LO MENOS DESEADO

MINIMIZACIN

VALORIZACIN

TRATAMIENTO

DISPOSICIN FINAL

JERARQUA EN LA GESTIN DE RESIDUOS

QU HACER CON LOS RESIDUOS INDUSTRIALES?

El QU HACER con los residuos se basa en el concepto de la minimizacin.

MINIMIZACIN implica que la menor cantidad de residuos llegue al ambiente.

MINIMIZACIN significa reduccin. MINIMIZACIN significa valorizacin o reaprovechamiento. MINIMIZACIN significa tratamiento.

MINIMIZACION DE RESIDUOS INDUSTRIALES

REDUCCIN EN EL ORIGEN

REDUCCIN DEL RESIDUO CUANDO YA HA SIDO GENERADO

CAMBIOS EN EL PROCESO

CAMBIOS EN EL PRODUCTO

CAMBIOS EN LAS PRACTICAS OPERATIVAS

CAMBIOS TECNOLGICOS

CAMBIOS EN LAS MATERIAS PRIMAS

Y/O INSUMOS

REUTILIZACIN RECUPERACIN

RECICLAJE

BOLSA DE RESIDUOS

EXTERNA INTERNA

Fuente: De Andrs. 1997. Elaboracin: Loayza Jorge.2004.

MINIMIZACIN DE RESIDUOS EN LA FUENTE DE GENERACIN

REAPROVECHAMIENTO O VALORIZACIN DE RESIDUOS

REAPROVECHAMIENTO DE RESIDUOS QUMICOS PELIGROSOS

Reaprovechamiento (cuando los residuos qumicos peligrosos

ya se han generado)

Internamente (dentro de la planta)

Externamente (por terceros Bolsa de Residuos)

Reuso Recuperacin Reciclaje

Caso: Envases de plaguicidas, los cuales son considerados

residuos peligrosos

Caso: Recuperacin de colorantes desde aguas

residuales

Caso: Envases de vidrio conteniendo reactivos

qumicos peligrosos

Caso: Recuperacin del aceite base lubricante

BOLSA DE RESIDUOS

BOLSA DE RESIDUOS

La Bolsa de Residuos es un instrumento de informacin cuyo propsito es mejorar el desempeo ambiental de las empresas a travs de la transaccin de residuos utilizables por quienes los requieran como materia prima o insumo.

La Bolsa de Residuos cumple un papel de facilitador de la informacin del mercado y busca contactar

tanto a empresas generadoras de residuos, a empresas demandantes de residuos y a empresas de servicios

ambientales para que realicen transacciones de residuos o brinden servicios ambientales.

TRATAMIENTO DE RESIDUOS

TRATAMIENTO DE RESIDUOS PREVIOS A LA DISPOSICIN FINAL

Objetivo: Disminuir la cantidad: peso y volumen. Transformar en compuestos qumicos con un menor

nivel de peligrosidad. Tratar residuos resultantes del tratamiento de

residuos. Aislar al residuo peligroso para evitar su migracin

va: Encapsulamiento Vitrificacin Cementacin

TRATAMIENTOS PARA LA DISPOSICIN FINAL

TRATAMIENTOS (PREVIOS A LA DISPOSICIN FINAL)

Destructivos (cambian la estructura del agente)

No destructivos (no cambian la estructura del agente,

o impiden su migracin)

Fsicos (Por ejemplo:

secado)

Qumicos (Por ejemplo, foto-

catlisis)

Trmicos (Por ejemplo: incineracin)

Biolgicos (Por ejemplo, rizo-

remediacin)

Inmovilizadores (Por ejemplo: estabilizacin)

Luego, los productos pueden ir a un relleno sanitario Luego, van a un relleno de seguridad

TRATAMIENTOS FSICOS PARA RESIDUOS TIPO DE

TRATAMIENTO BREVE DESCRIPCIN APLICACIN

STRIPPING

Despojamiento con aire o con vapor con la finalidad de arrastrar el componente voltil

Remediacin de suelos conteniendo COV (Compuestos Orgnicos Voltiles) o COSM (compuestos orgnicos

semivoltiles)

ABSORCIN Los componentes lquidos o gaseosos ocupan

los espacios vacos del absorbente hasta saturacin

Eliminacin de compuestos rgano clorados de emisiones de incineradoras de residuos

ADSORCIN Los componentes lquidos o gaseosos se

adhieren a la superficie del adsorbente hasta saturacin

Captura de COV mediante la adsorcin sobre carbn activado

SEDIMENTACIN Asentamiento de compuestos slidos

dependiendo de su velocidad de cada o sedimentacin

Separacin de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales

CENTRIFUGACIN Aumenta la diferencia de densidades por

medio de la aceleracin centrfuga Separacin de lquidos oleosos en el tratamiento de aguas

residuales de refineras

DESTILACIN Separacin de los componentes de una

mezcla por su volatilidad y por sus diferentes puntos de ebullicin

Recuperacin de solventes agotados en diversas industrias (por ejemplo, en industrias farmacuticas)

EVAPORACIN Separacin de una fase lquida de una

solucin con elevado porcentaje de slidos Secado de lodos procedentes de torres de lavado de gases

CRISTALIZACIN Separacin de sales desde una solucin acuosa Recuperacin de sulfatos metlicos de las industrias de

tratamientos superficiales (por ejemplo, en las industrial metal-mecnicas de cromado)

FILTRACIN Retencin de compuestos mediante un medio

filtrante adecuado Retencin de sales de metales pesados en baos agotados en

industrias de recubrimientos metlicos

SMOSIS INVERSA Separacin del solvente de una solucin

utilizando una membrana y concentrando las sales

Purificacin de aguas desde soluciones salinas diluidas

ELECTRODILISIS Separacin de compuestos inicos usando una

membrana semipermeable Electroneutralizacin del acetato de sodio

FILTROS DE CARBN ACTIVADO PARA LA CAPTURA DE H2S

TRATAMIENTOS QUMICOS PARA RESIDUOS TIPO DE

TRATAMIENTO BREVE DESCRIPCIN APLICACIN

NEUTRALIZACIN QUMICA

Ajuste del pH hasta neutralidad Regulacin del pH utilizando residuos cidos para

soluciones bsicas o residuos alcalinos, para soluciones cidas, segn sea el caso

REDUCCIN Disminucin del estado de oxidacin

del componente peligroso Tratamiento de soluciones conteniendo cido

crmico con bisulfito de sodio

OXIDACIN Aumento del estado de oxidacin del

componente peligroso Detoxificacin de efluentes cianurados utilizando

perxido de hidrgeno

PRECIPITACIN QUMICA

Adicin de un agente que favorezca la precipitacin del componente

peligroso

Utilizacin de hidrxido de calcio para la precipitacin de metales pesados

HIDRLISIS Proceso que permite la solubilizacin de los componentes peligrosos para

facilitar otros tratamientos

Descomposicin de molculas orgnicas usando cidos o bases dbiles

DECLORACIN

(O DECLORINACIN)

Eliminacin del cloro de compuestos orgnicos mediante el tratamiento

con metales fundidos

Transformacin de PCB mediante tratamiento con sodio fundido

INTERCAMBIO INICO

Se establecen enlaces qumicos reversibles, entre las resinas de intercambio y los componentes

inicos de los residuos

Tratamiento de metales pesados presentes en soluciones electrolticas agotadas

FOTOCATLISIS Utilizacin de un catalizador activado

por radiacin UV

Destruccin de fenoles presentes en aguas residuales o residuos de plaguicidas en aguas de

lavado de tanques o recipientes de almacenamiento con TiO2

FOTOCATLISIS

TIPO DE TRATAMIENTO OPCIONES APLICACIN

Aerobio

Lagunas de oxidacin Aguas residuales conteniendo

residuos txicos en bajas concentraciones

Sistema de lodos activados

Aguas residuales conteniendo residuos txicos en bajas

concentraciones

Anaerobio

Filtros percoladores Aguas residuales conteniendo


Digestin anaerobia Aguas residuales conteniendo


Lagunas anaerobias Aguas residuales conteniendo


Facultativo Lagunas facultativas Aguas residuales conteniendo


TRATAMIENTO BIOLGICO DE RESIDUOS LQUIDOS

TRATAMIENTOS BIOLGICOS

Tratamiento ex situ (o landfarming)

Tratamiento in situ (o biorremediacin in situ)

TRATAMIENTOS TRMICOS

TIPO DE HORNO BREVE DESCRIPCIN APLICACIN

Esttico de inyeccin

Constituido por una cmara de combustin en donde se

destruyen los residuos sin recuperacin de calor

Se utiliza tanto para gases contaminantes como para

lquidos (por ejemplo, solventes halogenados)

Piroltico Constituido por dos cmaras,

con adicin de un combustible auxiliar

Recomendado para lodos y pastas de procesos

electrolticos

Rotatorio

Formado por un cilindro metlico recubierto

interiormente por ladrillos refractarios

Usado para borras (residuos asflticos)

HORNO ROTATORIO

INCINERACIN CON SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES

HORNO ROTATORIO

HORNO ROTATORIO CON CMARA DE POST COMBUSTIN

TRATAMIENTOS TRMICOS AVANZADOS

TIPO DE EQUIPO BREVE DESCRIPCIN APLICACIN

Reactor de antorcha de plasma (o arco de

plasma)

La energa elctrica del arco consigue la ionizacin del

gas, lo cual eleva considerablemente la

temperatura

Recomendable para todo tipo de residuo peligroso

Reactor de microondas

Microondas que generan un plasma electrnico y

elevadas temperaturas

Tratamiento de derivados halogenados

Reactor infrarrojo Absorcin de radiacin infrarroja por parte del

residuo

Destruccin de neumticos fuera de uso (o desechados)

REACTOR DE ANTORCHA DE PLASMA

Convertidor de plasma de la compaa. Fuente: Startech.

CONVERTIDOR DE PLASMA

Sistema Hermtico de Alimentacin

de Residuos

GCP

GCP

Gas GCP (Gas Convertido por

Plasma)

Residuo slido combinados qumicamente inerte, no txico e insoluble

Presin Atmosfrica

Sustancia con Base de Carbn:

Disociado

y Gasificado

Silicato Molten : Metales (Fe, Al,, Cu, etc.) Vidrio (Silicato de Sodio) Otros (Slice; SiO2)

40,000o F

Zona de Plasma (6,000o - 16,000o F)

ESTABILIZACIN DE RESIDUOS PELIGROSOS

TIPO DE TRATAMIENTO OPCIONES APLICACIN

Fijacin qumica Tambin conocida como

inertizacin Se basa en la precipitacin qumica de metales

pesados en la forma de hidrxidos

Encapsulado

Confinamiento

Construccin de una barrera exterior que envuelve la masa de los residuos (chapas

metlicas, de hormign o estructuras en base a polmeros)

Encapsulado con productos orgnicos

Recomendable para lodos resultantes de procesos electrolticos, utilizando termoplsticos

Encapsulado con productos inorgnicos

Adicin de componentes vitrificantes (formadoras de vidrio) al residuo, recomendado para cenizas

volantes provenientes de incineradoras

Solidificacin Se le considera como un

pretratamiento Los residuos adquieren caractersticas mecnicas

que mejoran sus posibilidades de manejo

ENCAPSULADO

Sarcfago de residuos peligrosos

Fuente: BEFESA

CEMENTACIN

DISPOSICIN FINAL

Nivel fretico

Revestimiento secundario

Sistema de recoleccin de

lixiviados

Pozo de monitoreo Pozo de

monitoreo

Capa anterior como proteccin del

revestimiento y recogida de lixiviados

Relleno de seguridad

Control del funcionamiento

Cobertura vegetal

Respiraderos

ETAPAS DEL CICLO DE VIDA DE UN RELLENO DE SEGURIDAD

Huaycoloro II (Petramas)

DEPSITO DE SEGURIDAD

CASO: PLAGUICIDAS OBSOLETOS

Plaguicidas caducados (aquellos que ya excedieron su fecha de vencimiento).

Plaguicidas prohibidos (aquellos que ya no se producen debido a su peligrosidad).

Plaguicidas siniestrados (aquellos que han sido deteriorados por un accidente, por ejemplo un incendio). Plaguicidas obsoletos en Yemen. Fuente: www.fao.org

www.fao.org

QU HACER CON LOS PLAGUICIDAS OBSOLETOS?

Incineracin a elevadas temperaturas en equipos con sistemas de depuracin de gases.

La incineracin permite reducir la masa y el volumen de residuos peligrosos que no tienen otra forma de gestin.

Planta incineradora de residuos peligrosos. Mosquera. Colombia.

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CASO: LOVE CANAL

Fuente: www.emagazine.com

LOVE CANAL

ANLISIS DE CASOS

REAPROVECHAMIENTO DE RESIDUOS

CASO: ACEITE LUBRICANTE USADO

GENERACIN DEL ACEITE LUBRICANTE USADO

Los aceites lubricantes son productos de consumo masivo de uso particular, por empresas de transporte y por el sector industrial.

El aceite lubricante usado se genera en estaciones de servicio y talleres de mantenimiento de vehculos, as como en plantas industriales, un porcentaje menor lo constituyen los usuarios individuales.

La vida til de un aceite de automvil se estima en 5000 km.

Los aceites lubricantes usados son considerados como residuos inevitables.

COMPOSICIN DE LOS ACEITES LUBRICANTES USADOS

Los aceites lubricantes usados (ALU) son una mezcla compleja que contiene: Aceite base (permanece inalterado) Aditivos degradados. Metales pesados cromo, cadmio, zinc, otros, que son

el resultado del desgaste del motor o del material de la mquina que lubric.

Compuestos de azufre (de los combustibles usados en los motores).

Compuestos clorados (resultado de la reaccin de los componentes de los aditivos con los componentes del combustible).

Holln (de los combustibles usados en los motores). Otros (impurezas mecnicas).

EXTRACCIN CON PROPANO LQUIDO

Fuente: www.sigaus.es

CASO: NEUMTICOS FUERA DE USO

QU ES UN RESIDUO? (REFLEXIN FINAL)

Vertedero de residuos industriales . Miln.

manejo sostenible

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