La hora de la limpieza

Transcripción

1 Technology Review La hora de la limpieza Transformadores con PCB, amenaza medioambiental y oportunidad comercial Dirk Neupert Los aceites de transformador basados en bifenilos policlorados (PCB) estuvieron muy extendidos en la industria hasta finales de los años setenta, cuando resultaron evidentes la acumulación de los PCB en el medio ambiente y los peligros potenciales de los mismos. A partir de ese momento empezó a prohibirse su utilización, con el resultado de que, ahora, numerosos propietarios de equipos eléctricos con PCB deben enfrentarse a la ingente tarea de sustituir sus unidades a tiempo de cumplir con las fechas tope nacionales para la retirada definitiva de tan peligrosas sustancias. ABB ofrece programas de sustitución llave en mano de condensadores y transformadores rellenados con PCB que permiten a sus clientes convertir en ahorro a largo plazo los costes de sustitución de sus viejas unidades por medio de la instalación de equipos más avanzados y eficaces. L os bifenilos policlorados (PCB) son hidrocarburos clorados de uso muy extendido en la industria desde los años treinta. Estos bifenilos se componen de dos anillos de benceno unidos por un enlace carbono-carbono, con átomos de cloro que han sustituido los 10 átomos restantes de carbono o algunos de ellos. Los PCB comprenden desde sustancias líquidas oleosas hasta resinas transparentes duras, dependiendo del grado de sustitución del carbono. El valor de los PCB para las aplicaciones industriales reside en su inercia química, su estabilidad a las altas temperaturas, su no inflamabilidad, su baja presión de vapor y su alta constante dieléctrica. Como componentes de los equipos eléctricos, los PCB consiguieron penetrar en todos los ramos de la industria durante la primera mitad del siglo XX, convirtiéndose los proveedores de equipos eléctricos en grandes consumidores de PCB. Generalmente se utilizaban como refrigerantes en los transformadores (sustituyendo así la refrigeración por aire, que era complicada, cara y poco fiable) y como dieléctrico en los condensadores. Pero los PCB también se emplearon en numerosos productos, como los lubricantes, aceites de corte y compuestos para sellado de la industria de la construcción, así como para pinturas, barnices y otros tipos de revestimientos superficiales y para el papel de copias sin carbón. La fuente de peligro Muchas de las características que convierten a los PCB en ideales para las aplicaciones industriales son una fuente de problemas cuando estos se liberan en el medio ambiente, por ejemplo en caso de accidente o durante la eliminación de los transformadores defectuosos o averiados. Los efectos 52 Revista ABB 2/2002

2 1 Frecuentemente, la sustitución del aceite basta para reducir hasta los límites permitidos por la ley los niveles de contaminación de los transformadores poco afectados por el PCB. sobre las personas y el medio ambiente se hacen evidentes sobre todo después de una exposición crónica. Al igual que otros muchos carburos clorados, los PCB se combinan con los componentes orgánicos del suelo, con los sedimentos, con los tejidos biológicos y con los carbonos orgánicos disueltos en los sistemas bioacuáticos. En contacto con el medio ambiente, los PCB se descomponen lentamente, de modo que pueden llegar a perdurar durante periodos muy largos de tiempo. Se desplazan con mucha facilidad, tanto por el aire como disueltos en agua y a través del suelo. Los PCB pueden viajar largas distancias por el aire; pueden ser detectados en el aire mismo, en organismos vivos y en el agua, en estado de disolución, en regiones muy alejadas del punto en fueron liberados en el ambiente; han sido detectados, por ejemplo, en el Ártico [1]. Soluciones innovadoras para el problema de los PCB Como fabricante de transformadores más importante del mundo, ABB ha asumido su responsabilidad ante los clientes y ante el medio ambiente. Por esta razón, ABB empezó muy pronto a ocuparse del problema de los PCB para transformadores y puso a punto métodos que ayudasen a los usuarios a cumplir la legislación que se estaba instaurando. Cuando un transformador contiene solo pequeñas cantidades de PCB, generalmente Un aceite con otro nombre... basta con sustituir los aceites contaminados para alcanzar niveles de PCB inferiores a los máximos permitidos por la ley (50 ppm, o partes por millón, en muchos países). Nosotros adoptamos esta solución cuando podemos garantizar que la cantidad de residuos de PCB en los materiales orgánicos utilizados en los transformadores (por ejemplo, el papel aislante y las piezas de sujeción Es importante establecer una clara distinción entre los transformadores Askarel y los transformadores de aceite contaminados. Las sustancias líquidas que contienen PCB se conocen de forma genérica como askareles, aunque los PCB utilizados en los transformadores también son conocidos por el nombre del producto, como por ejemplo Clophen, Pyralene, Inerteen, Apirolio o Kaneclor. Los transformadores rellenados con alguno de estos líquidos se denominan transformadores Askarel (normalmente contienen entre 40 y 60% de PCB). Sin embargo, es posible detectar niveles importantes de contaminación por PCB incluso en transformadores que supuestamente han sido llenados con aceites minerales puros. Dicha contaminación puede haber sido provocada durante el proceso de fabricación (si en la planta de fabricación se producen transformadores Askarel o con aceites minerales) o durante los posteriores trabajos de mantenimiento. Estos transformadores se denominan transformadores de aceite contaminados (PCB < mg/kg en la mayoría de los casos). Revista ABB 2/

3 Technology Review 2 ABB ha creado una de las tecnologías más avanzadas y menos contaminantes de su clase para el reciclaje de transformadores contaminados por PCB. Tecnología ABB <100 C PCB PCB PCB Purga Lavado Limpieza de las hojas Granulación de la bobina Carcasa Hojas del núcleo Cobre PCB 95% Incineración Materiales recuperados de madera) sea tan pequeña que la contaminación del nuevo aceite no superará los límites legales durante el resto de la vida útil del transformador. La sustitución de los aceites con PCB se puede llevar a cabo in-situ, en las instalaciones del cliente, por medio de nuestro experimentado personal de campo, que dispone de todas las herramientas y equipos de seguridad necesarios 1. Las precauciones que se han de adoptar para la manipulación de los PCB en las instalaciones del cliente son muy estrictas, ya que es necesario garantizar la ausencia de riesgos para el personal y para el medio ambiente. Para los transformadores contaminados desde un principio por aceites con niveles altos de PCB, los denominados transformadores Askarel (véase el recuadro de la página anterior), no resulta suficiente un cambio de aceite. Eliminar de forma segura los PCB y reciclar los transformadores contaminados es una tarea ardua. La separación completa de los peligrosos PCB y de las partes metálicas reutilizables de la unidad, y la posterior destrucción de todos los materiales orgánicos impregnados de PCB, requiere una experiencia y unos conocimientos especiales. Este reto ha movido a ABB a desarrollar, en estrecha cooperación con el Ministerio de Medio Ambiente de la República Federal de Alemania, una tecnología de reciclado de transformadores con PCB que se encuentra entre las más avanzadas e inocuas de su clase. Dicha tecnología evita las altas temperaturas, usualmente requeridas por las tecnologías de la competencia, ya que el tratamiento térmico de los componentes sólidos del transformador conlleva el riesgo intrínseco de producir y liberar dioxinas, lo cual debe ser evitado en lo posible. Esta nueva tecnología de reciclaje, combinada con la experiencia de ABB como fabricante de transformadores más importante del mundo, constituye una de las principales razones por las que los clientes nos confían el reciclaje de sus residuos de PCB. Las soluciones ABB llave en mano para la sustitución de los PCB se basan en tres competencias únicas A la hora de sustituir un transformador PCB, ABB tiene la ventaja de contar con los recur- 54 Revista ABB 2/2002

4 3 Una vez desmontado el transformador, las chapas del núcleo del mismo se pueden limpiar en una máquina especial con disolventes a altas temperaturas. sos de un gran grupo, que le permiten ofrecer a los clientes una solución de sustitución llave en mano de transformadores perfectamente adaptada a sus necesidades. De este modo, los proyectos de sustitución de los PCB, que algunos propietarios de transformadores pueden en un principio considerar fuera de lugar por creer que es una inversión innecesaria, pueden convertirse en proyectos retrofit que reportarán grandes mejoras de rendimiento y una reducción de costes que les permitirán recuperar su inversión en unos pocos años. Los proyectos de ABB para la sustitución de los PCB garantizan todas estas ventajas por medio de soluciones llave en mano para las tres áreas en las que nuestra compañía dispone de amplios conocimientos y experiencia: Reciclaje de transformadores y condensadores contaminados por PCB Fabricación de transformadores de calidad para una amplia variedad de aplicaciones Consultoría de sistemas eléctricos Una tecnología de reciclaje que ha convertido los transformadores con PCB en valiosas materias primas La tecnología aplicada en las instalaciones de reciclaje que ABB tiene en Dortmund (Alemania) es la más eficaz y respetuosa con el medio ambiente que se haya creado hasta la fecha. Además de eliminar totalmente los PCB, esta tecnología permite recuperar el 95% de la masa sólida del transformador, que se puede reutilizar como materia prima secundaria de máxima calidad 2. La primera fase del proceso de descontaminación consiste en extraer los líquidos con PCB para su posterior destrucción a altas temperaturas en instalaciones especiales de la industria química. (A diferencia de los componentes sólidos, los líquidos con PCB se eliminan más eficaz y económicamente por medio del tratamiento térmico. Los humos de escape de las incineradoras de residuos peligrosos son sometidos a diversos procedimientos químicos y físicos que prácticamente garantizan la no existencia de emisiones tóxicas, como son las dioxinas y los furanos.) A continuación, y en el interior de cabinas estancas se procede a lavar las superficies internas del transformador con un disolvente que elimina el PCB. (El disolvente puede ser reutilizado después de una destilación). Tras la limpieza aún quedan residuos de PCB en las piezas de sujeción de madera, en el aislamiento de papel de las bobinas y entre las chapas metálicas del núcleo del transformador. Posteriormente se desmonta el núcleo y con una máquina especial se limpian las chapas metálicas con disolvente a alta temperatura 3. A continuación es necesario separar el cobre de los enrollamientos de papel Revista ABB 2/

5 Technology Review 4 Las bobinas del transformador se granulan para poder separar el cobre del papel aislante. Los restos de papel (izquierda) se compactan y se destruyen; mientras que los restos de cobre (derecha) no contienen PCB y pueden ser reciclados. 95 % de los materiales sólidos de un transformador contaminado; la contaminación media de los materiales recuperados está en torno a 2 ppm, muy por debajo de los límites permitidos [2] (visite también aislante, lo que se realiza mediante la de madera, mientras que los restos de cobre granulación de las bobinas; los restos de están exentos de PCB 4. papel resultantes se compactan y destruyen Como ya hemos comentado anteriormente, este método permite recuperar hasta junto con el aceite con PCB y los residuos el Legislación aplicable La Unión Europea exige eliminar antes del año 2010 los productos, incluidos los transformadores, cuya concentración de PCB supere los 50 mg/kg. Algunos países europeos, como los países ribereños del Mar del Norte, han fijado fechas límite más tempranas, como el año También se aplican normas muy estrictas sobre el uso, manipulación y transporte de sustancias líquidas y residuos contaminados con PCB. Ya existen legislaciones similares sobre la materia en otros países industrializados, como EE UU, Canadá y Japón; muchos otros países ya han dado los primeros pasos para crear una normativa que les permita controlar la manipulación de los PCB. Otros países, sin embargo, aún no han iniciado programa alguno para la eliminación de estos compuestos. La campaña para acabar completamente con los PCB ha recibido un nuevo impulso con la aprobación, en 2001, del Tratado Convención POP de Estocolmo sobre sustancias orgánicas contaminantes y persistentes, que exige la supresión total de los PCB antes de El tratado deberá ser ratificado por 50 países, lo que se espera suceda en un plazo de cinco años, para adquirir rango de ley a escala internacional. Se sabe que las sustancias POP (persistent organic pollutants) son extremadamente estables y se acumulan en los tejidos biológicos, con todo el riesgo de enfermedad y contaminación ambiental que esto conlleva; los PCB son una de las 12 sustancias a que se refiere la Convención de Estocolmo. Transformadores de calidad para una amplia gama de aplicaciones Las soluciones ABB de sustitución llave en mano se sustentan también en los conocimientos y experiencia en el desarrollo y fabricación de transformadores que nuestra compañía ha acumulado a lo largo de casi un siglo. En consonancia con el importante papel que desempeñan en la industria, los transformadores ABB se construyen para alcanzar la calidad y los exigentes niveles de rendimiento y seguridad que añaden valor real a las actividades de los clientes. Se trata de una gran variedad de productos, entre los que se cuentan los transformadores rellenos con líquidos para 25 MVA y 72 kv y los transformadores de tipo seco para 30 MVA y 41,5 kv, así como transformadores especiales para numerosas aplicaciones industriales. Esto nos permite ofrecer proyectos retrofit o de renovación ajustados a las necesidades de nuestros clientes, con la solución técnica idónea para cada problema (consulte Consultoría de sistemas eléctricos: máximo aprovechamiento de los activos en un mercado competitivo Las compañías industriales, las centrales eléctricas y los productores independientes de energía y de servicios públicos tienen que competir en un mercado cada vez más duro. En esta situación es imprescindible maximizar la fiabilidad, el rendimiento y la eficacia de los sistemas. 56 Revista ABB 2/2002

6 Aquí, allí y en todas partes Entre 1929 y 1989, la producción mundial de PCB ascendió a 1,5 millones de toneladas (sin incluir la Unión Soviética, cuyos datos no están disponibles), con un promedio de unas toneladas al año. Incluso después de que EE UU prohibiera en 1976 la fabricación, venta y distribución de PCB, excepto para sistemas completamente cerrados, la producción mundial se estabilizó en la importante cifra de toneladas al año entre 1980 y 1984, y de toneladas anuales entre los años 1984 y Aunque muchos países interrumpieron la fabricación a mediados de los setenta, los PCB siguen siendo un gran foco de preocupación. La razón principal es la gran cantidad de PCB que se sigue utilizando, ya que los transformadores tienen una larga vida útil y, además, numerosos países permiten a los usuarios incumplir las restricciones legales, al menos durante un periodo de tiempo limitado, siempre que los PCB se encuentren confinados. Otros problemas son los stocks de PCB en espera de eliminación y los PCB que se pueden detectar en el suelo, en concentraciones relativamente altas. Además, existen indicios de que la producción de PCB no ha sido interrumpida en todos los países. Aunque ya se ha destruido de forma segura e inofensiva parte de la producción total, todavía existe una parte en uso y otra a la espera de ser eliminada; una proporción considerable ha sido expulsada al medio ambiente, donde crea problemas cuya solución es mucho más difícil y costosa que eliminar los PCB antes de que puedan entrar en contacto con el medio ambiente. El análisis del sistema, el primer paso hacia una solución que genere una ventaja competitiva en el mercado energético, es la base del programa ABB de sustitución llave en mano. ABB Electric Systems Consulting ( acumula una gran experiencia en esta área, ya que ha realizado análisis y ofrecido recomendaciones para sistemas eléctricos en todo el mundo. Este tipo de asesoramiento permite a los clientes extraer el máximo beneficio del valor real de sus activos; además permite evaluar las instalaciones nuevas y renovar las antiguas por medio de soluciones llave en mano, paquetes de mantenimiento a largo plazo y estrategias creativas de financiación. Un programa completo de servicios medioambientales Además de las soluciones llave en mano para el reciclado de equipos contaminados con PCB, ABB ofrece muchos otros servicios para la protección medioambiental. Entre estos servicios se encuentran la descontaminación y renovación de los edificios de instalaciones industriales, la eliminación de residuos industriales de otros tipos, la limpieza de fábricas, los servicios de consultoría y los servicios para la reutilización de activos industriales. Entre los proyectos de referencia se encuentran el desmantelamiento de una planta de proceso de transformadores con PCB y el cierre definitivo de los sistemas hidráulicos contaminados por PCB, instalados en un teatro estatal en Alemania. Las soluciones ABB de sustitución llave en mano de equipos contaminados con PCB están hechas a la medida del cliente y son capaces de convertir lo que el cliente podría considerar una inversión innecesaria en un proyecto que mejorará el rendimiento y reducirá los costes, permitiendo recuperar la inversión en unos pocos años. En resumen, lo que hasta ahora se percibía como una amenaza medioambiental ya puede considerarse como una oportunidad comercial para el futuro. Autor Dr. Dirk Neupert ABB Transformatoren GmbH Environmental Services DE Dortmund Alemania dirk.neupert@de.abb.com Bibliografía [1] United Nations Environment Program (UNEP): Inventory of worldwide PCB destruction capacity, Ginebra, [2] D. Neupert: The ABB technology safe and eco-friendly recycling of electrical equipment contaminated with PCBs. First Continental Conference for Africa on Environmentally Sound Management of Unwanted Stockpiles of Hazardous Waste and their Prevention. Rabat, Marruecos, Revista ABB 2/