VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES GENERADOS POR LA COMPAÑÍA PINTUCO S.A. ANA MARÍA DUQUE CORREA MARTHA ISABEL POSADA POSADA

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1 VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES GENERADOS POR LA COMPAÑÍA PINTUCO S.A. ANA MARÍA DUQUE CORREA MARTHA ISABEL POSADA POSADA Valorización de Residuos CARLOS FERNANDO CADAVID Abril 3 ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA INGENIERÍA AMBIENTAL ENVIGADO 2004

2 1. PROBLEMÁTICA DE LA GENERACIÓN DE RESIDUOS DE SOLVENTES El uso de solventes es uno de los mayores contribuyentes de la contaminación del agua y del aire, y es una fuente de residuos peligrosos. Los dos riesgos principales asociados con los solventes son su toxicidad e inflamabilidad. La exposición a los solventes puede producir diversos efectos negativos para la salud, y estos efectos, además de producir enfermedades, aumentan el riesgo de accidentes. Existe una gran variedad de industrias que usan solventes en sus procesos, entre ellas se encuentran: Industria de pintura y similares, limpieza de metales, pesticidas, farmacéutica, imprentas, galvanoplastia, laboratorios analíticos, empresas de tipo manufacturero, químico o metalmecánico. Cuando se implementa un programa de prevención de la contaminación para reducir los residuos de solventes la primera alternativa debe ser reducir o eliminar el uso de solventes en la fuente. La reducción en la fuente disminuye la liberación de contaminantes y residuos, y el costo asociado con esas liberaciones. La segunda opción es reciclar o reusar dichos residuos, generalmente mediante regeneración y recuperación en procesos tales como destilación, no obstante, consideraciones de tipo más bien económico que técnico hacen a veces desistir de su uso. Esto conlleva a la utilización de estos residuos como combustible alternativo. Sin embargo, tales usos requieren de una evaluación cuidadosa, y las características del residuo deben corresponder con la capacidad del proceso en el que se pretende realizar la combustión. Los productos que son reciclados para ser usados como solventes son refinados en unidades de destilación especialmente construidas, donde el solvente se separa en la forma de condensado de los componentes no volátiles, tales como resinas y pigmentos, que permanecen en el fondo del destilador. Los solventes sucios y residuos de destilación que son reciclados para ser usados como combustible, son generalmente

3 recolectados y mezclados para satisfacer especificaciones predeterminadas para dicho combustible.

4 2. CASO DE ESTUDIO La COMPAÑÍA PINTUCO S.A. es una empresa colombiana ubicada en el sector de revestimientos para la protección y decoración, dedicada a la producción de una amplia y variada gama de pinturas, esmaltes y barnices de tipo arquitectónico y decorativo, lacas y esmaltes para la industria automotriz y electrodomésticos, lacas para muebles de madera, pinturas para mantenimiento industrial, pinturas marinas, pinturas para la demarcación de tráfico y otra variedad de pinturas especializadas. La empresa cuenta con dos plantas, una de las cuales se encuentra ubicada en la ciudad de Medellín y la otra en el municipio de Rionegro (Antioquia). En las operaciones de limpieza de los equipos empleados para la fabricación de sus productos, PINTUCO emplea una cantidad considerable de solventes, generando, en consecuencia, una considerable cantidad de residuos de solventes, por lo que el análisis de la opción de minimización y valorización de dichos residuos cobra gran importancia. Este trabajo se desarrollará para la planta de Medellín.

5 3. UTILIZACIÓN DE LOS SOLVENTES EN OPERACIONES DE LIMPIEZA Y DESENGRASADO Los solventes orgánicos se usan en operaciones de limpieza y desengrasado para la remoción de grasas, aceites y otras películas orgánicas de superficies de piezas elaboradas (CONAMA, 1999). Estas operaciones se realizan antes de la aplicación de recubrimientos de protección (tales como pinturas, barnices, esmalte o galvanizado); antes del ensamblado de las piezas; antes y después de operaciones metalmecánicas (tales como soldado o tratamiento térmico); y antes del empaque (CONAMA, 1999). Los solventes también se emplean en limpieza de equipos de pintura. En general existen dos tipos de limpieza: la limpieza en frío y el desengrasado por vapor. La limpieza en frío es la operación de limpieza con solvente más simple, económica y común. El solvente generalmente es empleado a temperatura ambiente o levemente superior a ésta, y se aplica usando cepillos o mediante la inmersión de los objetos en un baño de solvente. El solvente más usado en la limpieza en frío es un aceite mineral altamente inflamable, conocido como Varsol (CONAMA, 1999). En el desgrasado por vapor se emplean hidrocarburos clorados no inflamables en forma de vapor para limpiar superficies principalmente metálicas. En comparación con la limpieza en frío, en el desgrasado por vapor se limpia más rápidamente debido al empleo de temperaturas más altas. Algunos de los solventes comúnmente usados en este tipo de aplicaciones son 1,1,1 tricloroetano, percloroetileno, tricloroetileno, Freón TF y cloruro de metileno (CONAMA, 1999).

6 4. GENERACIÓN DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES 4.1. CUANTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES En la planta de Medellín, PINTUCO emplea una mezcla de solventes alifáticos y aromáticos para las operaciones de limpieza de los equipos del proceso productivo, y genera como residuos asociados 25.5 ton / mes de solventes usados y 5 ton / mes de trapos mezclados con pinturas. En las tabla 1 y 2 se muestran los resultados de dos caracterizaciones químicas de los residuos de solventes usados, realizadas el 19 de febrero y el 25 de marzo de Tabla 1. Caracterización de los residuos de solventes usados (19/02/04) Componente Porcentaje en la Mezcla Toluol 3.50 % Xilol % Isobutil acetato 1.68 % Isobutanol 1.78 % Ucar PMA 0.78 % Butil Cellosolve 0.77 % Varsol 5.48 % Etil acetato % Isopropanol 9.64 % Butil acetato 0.97 % Materia no volátil (resinas alquídicas, 7.38 % nitrogenadas y epóxicas)

7 Tabla 2. Caracterización de los residuos de solventes usados (25/03/04) Componente Mezcla X-4085 Mezcla X-4086 Sólidos (resinas y pigmentos) % 9.55 % Toluol 5.96 % 5.10 % Xilol 2.73 % % Isobutanol 3.13 % 5.40 % Varsol % % 4.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES Los solventes usados generalmente se clasifican dentro de la categoría de RESIDUOS PELIGROSOS. Los dos riesgos principales asociados con los solventes son su toxicidad e inflamabilidad (CONAMA, 1999). La exposición a los solventes puede producir diversos efectos negativos para la salud, y estos efectos, además de producir enfermedades, aumentan el riesgo de accidentes (CONAMA, 1999). Los solventes con puntos de inflamación por debajo de 60 C se clasifican como peligrosos por su característica de inflamabilidad. (DEHNR, 1995, citado por CONAMA, 1999). Sin embargo, un solvente con elevado punto de inflamación puede convertirse en un residuo peligroso si se contamina con cualquiera de las siguientes sustancias (DEHNR, 1995, citado por CONAMA, 1999): (a) Tetracloroetileno, tricloroetileno, cloruro de metileno, 1,1,1 tricloroetano, tetracloruro de carbono, fluorocarbonos clorados, clorobenceno, 1,1,2 tricloro 1,2,2 trifluoroetano, 1,2 diclorobenceno, triclorofluorometano, cresoles, ácido cresílico y nitrobenceno (al contaminarse con cualquiera de éstos, el solvente usado puede ser clasificado como residuo peligroso por su característica de toxicidad). (b) Xileno, acetona, acetato de etilo, etilbenceno, etil éter, metil isobutil cetona, n butanol, ciclohexanona y metanol (el solvente usado puede ser clasificado como residuo peligroso por su característica de inflamabilidad).

8 (c) Tolueno, metil etil cetona, disulfuro de carbono, isobutanol y piridina (el solvente usado puede ser clasificado como residuo peligroso por sus características de inflamabilidad y toxicidad). (d) Cromo, cadmio, plomo, arsénico, bario, mercurio, plata y selenio (dependiendo de la concentración de metal pesado, el solvente usado puede ser clasificado como residuo peligroso por su característica de toxicidad). (e) Sustancias con bajo punto de inflamación (inferior a 60 C) tales como nafta, aguarrás mineral, gasolina o kerosene (en cantidades suficientes, el punto de inflamación de la mezcla puede disminuir lo suficiente para clasificar el solvente usado como residuo peligroso por su característica de inflamabilidad). La USEPA ha generado unas listas de residuos peligrosos (40 CFR ). En el caso de solventes, solventes usados, mezclas de solventes o residuos de solventes, aparecen, entre otros, los siguientes solventes más comúnmente usados: Benceno F005 Tolueno F005 Bisulfuro de carbono F005 Tricloroetileno F001, F002 Tetracloruro de carbono F001 Triclorofluorometano F002 Clorobenceno F002 Triclorotrifluoroetano (Valcleno) F002 Cresoles F004 Ácido cresílico F004 Espíritus de petróleo D001 O-Diclorobenceno F002 Etanol D001 2-Etoxietanol F005 Bicloruro de etileno D001 Isobutanol F005 Isopropanol D001 Keroseno D001 Metiletilcetona F005

9 Cloruro de metileno F001, F002 Nafta D001 Nitrobenceno F004 2-Nitrobenceno F004 Solventes del petróleo (Punto de inflamación de menos de 140 ºF (60 ºC)) D001 Piridina F005 1,1,1-Tricloroetano F001, F002 1,1,2-Tricloroetano F002 Tetracloroetileno (Percloroetileno) F001, F002 Según lo anterior, la mezcla de solventes usados generada por PINTUCO está dentro de la categoría de residuo PELIGROSO, pues en su composición se encuentran compuestos calificados dentro de este rango, y que inclusive aparecen en el listado de residuos peligrosos de la USEPA MANEJO REALIZADO POR PINTUCO DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES GENERADOS Actualmente en la planta de Medellín, de las 25.5 ton / mes de solventes utilizados generados, 7.5 ton / mes se venden y el resto (18 ton / mes) son entregados a una empresa externa (INPROQUIM LTDA.) para su recuperación. Este proceso de recuperación tiene una eficiencia de alrededor del 70 %, permitiendo recuperar entre 12 y 13 ton / mes de solvente y generando 6 ton / mes de lodos que son llevados a incineración y cuya composición se presenta en la tabla 3.

10 Tabla 3. Caracterización de los lodos obtenidos en el proceso de recuperación de solventes (25/03/04) Componente Porcentaje en los lodos Sólidos (resinas y pigmentos) % Toluol 5.93 % Xilol % Isobutil acetato 2.82 % Isobutanol 1.15 % Ucar PMA 2.04 % Butil Cellosolve 5.05 % Varsol % PINTUCO compra nuevamente los solventes recuperados a INPROQUIM, pero su costo es muy similar al de los solventes nuevos, y le representa a la empresa alrededor de $ 2800 el kilogramo de solvente. En cuanto a las 5 ton / mes de trapos mezclados con pinturas, éstos son llevados a incineración. Dado que PINTUCO entrega sus solventes usados a una empresa externa para que los recupere y luego se los venda nuevamente, PINTUCO podría analizar la viabilidad técnica, ambiental y financiera de recuperar por sí misma los solventes usados vía destilación y reciclarlos nuevamente al proceso.

11 5. ESTUDIO DE MERCADO DE LOS RESIDUOS DE SOLVENTES Teniendo en cuenta que la opción propuesta es la recuperación y reciclaje de los solventes usados al interior de la empresa, el oferente de los residuos de solventes y el demandante de los solventes recuperados están representados por la misma empresa. De esta manera, ni los residuos de solventes, ni los solventes recuperados por la empresa entrarían a formar parte del mercado DISPONIBILIDAD DEL RESIDUO Como se dijo anteriormente la planta de Medellín genera 25.5 ton / mes de residuos de solventes usados SUMINISTRO DE SOLVENTES RECUPERADOS Si la empresa desea continuar vendiendo 7.5 ton / mes de residuos de solventes y de acuerdo con la eficiencia del sistema de recuperación a instalar, la cantidad de solventes recuperados puede ser poco menos de 18 ton / mes.

12 6. BIBLIOGRAFÍA COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE (CONAMA). Guía para el Control y la Prevención de la Contaminación Industrial: Manejo de solventes. CONAMA: Santiago de Chile, Información suministrada por la COMPAÑÍA PINTUCO S.A.