EMISIONES DE DIOXIDO DE AZUFRE Y ACIDO SULFURICO EN UNA PLANTA PRODUCTORA DE SULFATO DE ALUMINIO Y AFECTACION DE LA POBLACION

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1 EMISIONES DE DIOXIDO DE AZUFRE Y ACIDO SULFURICO EN UNA PLANTA PRODUCTORA DE SULFATO DE ALUMINIO Y AFECTACION DE LA POBLACION Miguel A. RUIZ BRIONES*, Martín RABELERO VELASCO, Laura E. ORTEGA ROSALES, Carlos PELAYO ORTIZ, Lilia F. SANCHEZ MORENO, Teresita AVALOS MUNGUIA Víctor GONZALEZ ALVAREZ Departamento de Ingeniería Química. Centro Universitario de Ciencias Eactas e Ingenierías (CUCEI). Universidad de Guadalajara Boulevard Marcelino García Barragán N 45. Guadalajara, Jalisco, MEXICO Teléfono: (33) marbriones@ahoo.com RESUMEN Las contingencias asociadas con materiales peligrosos hacen vulnerable a la población ante la falta de información oportuna. El de Junio de 005, 37 niños maestras del Jardín de Niños Francisco Medina Ascencio en la Colonia Miravalle, manifiestan problemas de intoicación por eposición a un gases peligrosos. Personal de Ecoguardias del H. Ato. de Guadalajara elementos de la Unidad Estatal de Protección Civil realian una investigación concluen que la empresa SIDESA situada a 000 metros del plantel dedicada a la manufactura de sulfato de aluminio fue la responsable de emitir nubes de ácido sulfúrico afectando al Jardín de Niños. A través de evaluación del proceso simulación con modelos de dispersión del comportamiento de dióido de aufre neblinas de ácido sulfúrico, se obtuvieron resultados que una ve presentados a las autoridades, las mismas deciden retirar la clausura parcial que por más de 5 días fue objeto la planta. Con estos resultados, se conclue la necesidad de contar con autoridades con maor capacidad técnica para la adecuada toma de decisiones salvaguardar a la población en caso de siniestros de alta magnitud. INTRODUCCION El de Junio de 005 a las 0:0 horas, 37 niños maestras del Jardín de Niños Lic. Francisco Medina Ascencio en la Colonia Miravalle, una de las onas más conflictivas por problemas de polución atmosférica en la Zona Metropolitana de Guadalajara (ZMG), resultan afectados por la eposición a gases tóicos. Personal de Protección Civil Bomberos, así como Ecoguardias del H. Ato. de Guadalajara, personal de la Unidad Estatal de Protección Civil acuden al referido plantel para atención a los menores. Una ve atendidos los mismos, proceden a realiar una investigación de la posible fuente de emisión. Vecinos entrevistados a través de los diferentes medios, manifiestan confusión sobre la naturalea del producto químico que afectó a alumnos docentes. Las autoridades al recorrer las industrias en la ona, deciden sin contar con resultados de monitoreo (Rui Briones col., ) /o evidencia técnica jurídicamente válida, que estableca certidumbre respecto a la identidad del material, que la empresa

2 SIDESA dedicada a la manufactura de sulfato de aluminio al reaccionar hidróido de aluminio con ácido sulfúrico, fue la responsable de emitir a través de los venteos de los reactores, nubes de ácido sulfúrico ; por lo cual se procedió a la clausura parcial de la empresa (Periódico La Jornada, Periódico El Sol de Méico), así como actas de infracción fundamentadas tanto en el Reglamento Municipal de Ecología del municipio de Guadalajara, como la Le de Protección Civil del Estado de Jalisco. Figura. Alumnos atendidos por personal de la Unidad Estatal de Protección Civil Jalisco (UEPCJ) El proceso de manufactura de la planta SIDESA consiste en cargar agua en reactores, adicionar hidróido de aluminio, con agitación finalmente dosificar ácido sulfúrico al 98%, el cual por la eotermia, alcana temperaturas de apro. 00 C se produce sulfato de aluminio. Los reactores se encuentran equipados con venteos (chimeneas) que conducen fundamentalmente agua arrastres en forma de neblina de ácido sulfúrico. Figura. Reactor de Producción de sulfato de aluminio Figura 3. Venteo de reactores con plataforma de monitoreo El proceso de dispersión de materiales en la atmósfera es complejo, lo cual ha llevado a establecer simplificaciones de la ecuación fundamental de difusión de un gas:

3 () K K K dt dc + + = Donde: K, K, K : Coeficientes de difusividad La evaluación de los coeficientes de difusividad es difícil por lo cual Gifford, 960; establece simplificaciones a los coeficientes aproimarlos bajo el concepto de coeficientes de dispersión ; los cuales son función de la distancia a favor del viento el tipo de estabilidad atmosférica. Dicha simplificación se refleja en la gran maoría de la paquetería comercialmente disponible para evaluación del proceso de dispersión de materiales peligrosos. Una aproimación a la resolución de la ecuación () considera el caso de una emisión continua a una altura efectiva H r sobre el nivel del piso, para lo cual la resolución considerando el tipo de estabilidad atmosférica considerada sus correspondientes coeficientes de dispersión es (De Vaull, G.E., King, J.A., Lant, R.J. and Fontaine, D.J., 995; Hanna, S.R. and Drivas, P.J., 996; Hanna, S.R. and Britter, R.E., 00): () u Q,) (, C Hr Hr m e e e + = + π Donde: C (,,) : Concentración a nivel de piso, g/m 3 Q m : Flujo de material a partir de la fuente de emisión, g / seg H r : Altura efectiva de la fuente de emisión, m : Coeficiente de dispersión horiontal, m : Coeficiente de dispersión vertical, m u : Velocidad del viento en el lugar, m/seg La concentración a nivel de piso se presenta cuando = 0, así: (3) u Q,) (, C Hr m e = π El objetivo del presente trabajo es establecer la factibilidad de riesgo hacia la población civil por las actividades desarrolladas por la empresa SIDESA; simular obtener resultados del día de Junio de 005 en relación a emisiones de neblinas de ácido sulfúrico; determinar técnicamente, la responsabilidad de la 3

4 empresa en la intoicación del alumnado maestras del Jardín de Niños Lic. Francisco Medina Ascencio presentar los resultados a las autoridades, a efectos de que se estableca una resolución jurídica en relación a las clausuras parciales impuestas. METODOLOGÍA Los flujos de emisión a partir del reactor de producción de sulfato de aluminio se realiaron por medición directa en el venteo en base a las normas oficiales NOM 039SEMARNAT993, Norma Oficial Meicana que establece los nieles máimos permisibles de emisión a la atmósfera de bióido trióido de aufre neblinas de ácido sulfúrico, en plantas productoras de Acido Sulfúrico NOM 043SEMARNAT993, Norma Oficial Meicana que establece los niveles máimos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fuentes fijas. Las evaluaciones se realiaron por un laboratorio de pruebas acreditado ante EMA (Entidad Meicana de Acreditación), de tal forma que los resultados obtenidos tengan valide jurídica. Los materiales que se sospecha están involucrados en el evento son ácido sulfúrico (TLVTWA = mg/m 3 e IDLH = 5 mg/m 3 ), dióido de aufre (TLVTWA = ppm e IDLH = 00 ppm), cuos efectos a la generalidad de la población en afectación de la piel, vías respiratorias altas dificultades para respirar en el peor caso, la muerte. Los datos meteorológicos registrados el día del evento tales como: dirección del viento, su magnitud, temperatura % HR; fueron proporcionados por el Instituto de Astronomía Meteorología de la Universidad de Guadalajara validados por los datos de la estación Miravalle de la Red de Monitoreo Atmosférico de la Secretaría del Medio Ambiente para el Desarrollo Sustentable (SEMADES) del Gobierno del Estado de Jalisco. Se realió una revisión completa de los procesos productivos de SIDESA, durante 5 días para caracteriar, de manera más confiable el escenario de emisión. A partir de la información meteorológica de la fuente de emisión, se procedió a realiar evaluaciones cada 0 minutos dentro del horario de las 9:00 a las 3:00 horas, utiliando el paquete ALOHA (Areal Locations Of Haardous Atmospheres, Environmental Protection Agenc, EPA and National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA, USA; ( sobre todo por su mejor precisión en comparación otros paquete disponibles (Rui Briones col., 004). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados obtenidos a partir de modelos de dispersión utiliando el paquete ALOHA, son presentados en las Tabla corresponden al reactor utiliado para la producción por batches de Sulfato de Aluminio, recipiente operando a presión atmosférica a una temperatura promedio de 00 C; la duración promedio del batch es de.5 horas el equipo cuenta con un venteo (chimenea) que conduce fundamentalmente vapor de agua arrastres de dióido de aufre ácido sulfúrico con una altura a partir del nivel de piso de 8.53 metros. Los flujos 4

5 de emisión de acuerdo a los resultados de monitoreo fueron : Dióido de aufre = 0.09 kg /hr ácido sulfúrico = 0.46 kg/hr. Las estabilidades atmosféricas manejadas: Estabilidad clase C : Atmósfera Ligeramente Inestable. Característica que toma en cuenta las condiciones ambientales prevalecientes en la ubicación del proecto ( Guadalajara, Jalisco; Velocidad del Viento Promedio de.3 m/seg con vientos predominantes SSE). Estabilidad clase F : Atmósfera Estable. Condiciones meteorológicas más críticas que conducen a obtener las máimas concentraciones que para efectos de evaluación es el caso etremo. Las condiciones meteorológicas en el sitio del proecto son: Guadalajara, Jalisco; Velocidad del Viento Promedio de.3 m/seg con vientos predominantes SSE. Los perfiles de concentración se evaluaron, para establecer para fijar la ona de riesgo la ona de amortiguamiento, tomando como referencia la guía para Análisis de Riesgo Ambiental establecida por el Instituto Nacional de Ecología ( la cual presenta una: Zona de Riesgo Concentración equivalente al IDLH (Concentración inmediatamente peligrosa a la vida la salud) Zona de Amortiguamiento Concentración del TLVTWA (Valor límite de umbral a tiempo promedio ponderado): TABLA RESULTADOS OBTENIDOS POR ALOHA DIOXIDO DE AZUFRE Y ACIDO SULFURICO Material Concentración Estabilidad Radio afectación, mts Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 Dióido de aufre ppm TLV 8 F 00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH F 00 Trióido de Aufre ppm TLV 8 C 00 Trióido de Aufre ppm TLV 8 F 00 Trióido de Aufre 00 ppm IDLH C 00 Trióido de Aufre 00 ppm IDLH F 00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 F 00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH F 00 Los resultados obtenidos al evaluar cada 0 minutos con las condiciones atmosféricas prevalecientes el de Junio de 005 en un horario de las 0:00 horas a las 3:00 horas obtenidos por el Software ALOHA, son presentados en las Tablas 3, para Dióido de Aufre Acido Sulfúrico, respectivamente. Las estabilidades atmosféricas dependen fundamentalmente de las condiciones prevalecientes en el período de evaluación. Los criterios para fijar la ona de riesgo la ona de amortiguamiento, se basan en la guía para Análisis de Riesgo Ambiental establecida por el Instituto Nacional de Ecología ( la cual presenta una: Zona de Riesgo Concentración equivalente al IDLH 5

6 (Concentración inmediatamente peligrosa a la vida la salud) Zona de Amortiguamiento Concentración del TLVTWA (Valor límite de umbral a tiempo promedio ponderado). Los resultados presentados en las Tablas, 3 muestran que los resultados de los perímetros de afectación no rebasan los 00 metros, lo cual nos indica que las emisiones generadas durante el proceso de manufactura de sulfato de aluminio, no superan el perímetro de la planta. Las mediciones realiadas utiliando GPS (Global Position Sstem) con el software ARC VIEW, localian al jardín de niños a apro. 000 metros en línea recta de la instalación industrial, tal como muestra la Figura 4. Planta Potabiliadora de agua No. SIAPA Planta SIDESA N Jardín de Niños Lic. Francisco Medina Asencio 000 m Unidad Habitacional José Clemente Oroco Infonavit Miravalle Figura 4. Vista Aérea del escenario de emisión 6

7 TABLA RESULTADOS HORARIOS DE DISPERSION DE DIOXIDO DE AZUFRE OBTENIDOS POR ALOHA Hora Material Concentración Estabilidad Radio afectación, mts 0:00 Dióido de aufre ppm TLV 8 B 00 0:00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH B 00 0:0 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 0:0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 0:0 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 0:0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 0:30 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 0:30 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 0:40 Dióido de aufre ppm TLV 8 B 00 0:40 Dióido de aufre 00 ppm IDLH B 00 0:50 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 0:50 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 :00 Dióido de aufre ppm TLV 8 B 00 :00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH B 00 :0 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :0 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :30 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :30 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :40 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 :40 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 :50 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 :50 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 :00 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 :00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 :0 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :0 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 :0 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 :30 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :30 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :40 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :40 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 :50 Dióido de aufre ppm TLV 8 D 00 :50 Dióido de aufre 00 ppm IDLH D 00 3:00 Dióido de aufre ppm TLV 8 C 00 3:00 Dióido de aufre 00 ppm IDLH C 00 7

8 TABLA 3 RESULTADOS HORARIOS DE DISPERSION DE ACIDO SULFURICO OBTENIDOS POR ALOHA Hora Material Concentración Estabilidad Radio afectación, mts 0:00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 B 00 0:00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH B 00 0:0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 0:0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 0:0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 0:0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 0:30 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 0:30 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 0:40 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 B 00 0:40 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH B 00 0:50 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 0:50 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 :00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :30 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :30 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :40 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 :40 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 :50 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 :50 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 :00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 :00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 :0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :0 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 :0 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 :30 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :30 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :40 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :40 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 :50 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 D 00 :50 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH D 00 3:00 Acido Sulfúrico mg/m 3 TLV 8 C 00 3:00 Acido Sulfúrico 5 mg/m 3 IDLH C 00 Debe destacarse también que justamente enfrente del jardín de niños, divido únicamente por un andador de 6 metros se localia una escuela primaria, la cual el día del evento, sus estudiantes no manifestaron los efectos de la eposición, así como los vecinos del núcleo habitacional con edificios departamentales cua altura es de aproimadamente metros, tal como muestran las Figuras

9 Figura 5. Jardín de Niños andador Figura 6. Edificios vecinos Los resultados de esta evaluación fueron presentados 30 días después del incidente, ante las autoridades de Ecología Medio Ambiente del H. Ato. de Guadalajara, como también ante la Unidad Estatal de Protección Civil del Estado (UEPCJ) procediendo las mismas a retirar los correspondientes sellos de clausura cancelar las correspondientes actas. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos liberaron a la empresa SIDESA de sanciones ante las autoridades municipales, estatales federales. Los procesos de liberación de materiales peligrosos a la atmósfera por parte de las autoridades deben manejarse con sustento técnico jurídico, a que señalamientos sin esta base; se traducen en problemas jurídicos demandas de parte de las empresas, que finalmente afectan las finanas públicas con el consecuente pago de ellas por parte de la ciudadanía. De vital importancia resulta, el contar con autoridades que tengan la capacidad técnica para dictaminar este tipo de eventos, a que un adecuado proceso de toma de decisiones, puede significar preservar la integridad de la población civil o en su defecto, tener afectaciones importantes de la misma; lo cual puede redundar en cifras tan drásticas como las que se presentaron el de Abril de 99 con las eplosiones por hidrocarburos en el Sector Reforma de la Zona Metropolitana de Guadalajara. REFERENCIAS PERIODICO LA JORNADA ; Profepa, a punto de certificar como limpia a empresa contaminante ; 8 de Junio de 005 9

10 PERIODICO EL SOL DE MEXICO ; Intoicados 36 niños 3 maestras en kinder tapatío ; 6 de Junio de 005 De Vaull, G.E., King, J.A., Lant, R.J. and Fontaine, D.J. (995). Understanding Atmospheric Dispersion of Accidental Releases; Center for Chemical Process Safet, AIChE, New York, NY, USA. Hanna, Steven R. and Drivas, Peter J. (996). Guidelines for use of Vapor Cloud Dispersion Models; Center for Chemical Process Safet, Second Edition. AIChE, New York, NY, USA. Hanna, Steven R. and Britter, Re E. (00). Wind Flow and Vapor Cloud Dispersion at Industrial and Urban Sites; Center for Chemical Process Safet, AIChE, New York, NY, USA. Rui Briones, M.A. col. (004). Estudio comparativo de dispersión atmosférica de emisiones controladas de metil isobutil cetona (MIBK). Memorias del 5 Encuentro Nacional AMIDIQ. Puerto Vallarta, Jalisco ISBN Rui Briones, M.A. col. (005). Manejo de emergencia en transportación por la liberación de amoníaco en una arteria vial de la Zona Metropolitana de Guadalajara (ZMG). Memorias del 6 Encuentro Nacional AMIDIQ. Acapulco, Guerrero 0