Capítulo 1 Antecedentes

Transcripción

1 Capítulo 1 Antecedentes 1.1 Compuestos orgánicos volátiles (COVs). Los compuestos orgánicos volátiles, también llamados gases orgánicos son emitidos por ciertos materiales líquidos y sólidos, estos incluyen una gran variedad de químicos que tienen efectos a la salud a corto y largo plazo, las concentraciones en sistemas cerrados regularmente son 10 veces mas altas que en sistemas abiertos, ejemplos de COVs son los siguientes: pinturas, lacas, productos de limpieza, pesticidas, marcadores permanentes, productos para la oficina, soluciones para impresión de fotografías entre otros. Los Químicos orgánicos son ampliamente utilizados en el mantenimiento del hogar, pinturas, barnices, desinfectantes, desengrasantes, cosméticos; los combustibles son elaborados por químicos orgánicos, todos estos productos pueden desprender compuestos orgánicos mientras son utilizados y en algunos casos mientras son almacenados. Los Compuestos Orgánicos Volátiles son las sustancias químicas constituidas por hidrocarburos volátiles que participan en reacciones fotoquímicas en la atmósfera contribuyendo en la formación de Ozono. Se entiende por compuestos orgánicos volátiles aquellos compuestos orgánicos que tienen un punto de ebullición normal menor a 100 ºC y/o una presión de vapor mayor a 1 mmhg a 25 ºC Otra definición dice que los compuestos orgánicos volátiles son aquellos que se caracterizan por un valor del coeficiente adimensional de Henry superior a 0, Tecnologías para el control de los COVs. Aunque las emisiones de vapores pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, lo que mas interesa a la industria es controlar los COVs. Las tecnologías básicas para controlar dichos compuestos son la oxidación (térmica y analítica), la adsorción, las membranas, la condensación y la absorción con excepción de la combustión. Todas estas son técnicas para prevenir la contaminación, que se muestran en la Tabla 1. 4

2 Tabla 1. Tecnologías de Control para los Compuestos Orgánicos Volátiles Tecnología (eficiencia de Ventajas Desventajas la recuperación/destrucción) Incineración Catalítica Alta eficiencia en la destrucción. No se recuperan sustancias orgánicas. Adsorción (50-95%) Efectiva para recuperar solventes. No es Selectiva. Bajo costo de capital. Restricción de humedad con carbón activado. Membranas (90-99%) Efectiva para recuperar compuestos Exige un tratamiento volátiles menos densos. previo cuidadoso No necesita regeneración. para lograr una vida larga. Menor selectividad. Condensación (50-90%) Efectiva para la recuperación del Aplicabilidad limitaproducto. da; se utiliza para tratamiento previo. Absorción (>90%) Efectiva para la recuperación de Aplicabilidad producto, particular, vapores orgánicos. limitada. Fuente: adaptado del documento de la EPA titulado Control Technologies for Hazardous Air Pollutans (EPA/625/6-91/014), Chemical Engineering, Junio de Generación de COVs Generación en laboratorios. Con pocas excepciones, los laboratorios deben cumplir con los reglamentos sobre aire, agua y desechos peligrosos que se diseñaron claramente para las instalaciones industriales que utilizan una escala mucho mayor de productos químicos. Los reglamentos enfocados a volúmenes específicos de contaminantes favorecen a los laboratorios; aquellos que controlan la concentración sin tomar en consideración el volumen, representan un problema potencial de cumplimiento para los mismos. La estructura reglamentaría presenta una clara ventaja para los laboratorios en áreas en las que se producen descargas al aire. Por lo general, las descargas menores a 10 toneladas por año de COVs de una instalación no están reguladas. Pocas, o tal vez ninguna instalación de laboratorio emite 1 tonelada de COVs. Esto por supuesto, deja a los laboratorios un incentivo no muy claro para reducir o eliminar las emisiones al aire, excepto en aquellos casos en el que el material pueda recuperarse o utilizarse de nuevo de una manera efectiva y eficiente. Sin embargo, existen formas evidentes para que los laboratorios reduzcan la contaminación del aire, de las cuales, la mas clara es evitar la costumbre de evaporar solventes en un sistema abierto, en particular, en campanas 5

3 de extracción, la reducción a escala de los procesos del laboratorio siempre producirá una reducción de las descargas al aire En la fabricación de automotores. Las emisiones al aire en los procesos de fabricación de automotores se relacionan sobre todo en el recubrimiento de los automotores (pintura), con las operaciones de la estación central generadora (calderas) y el fundido del metal. Estas fuentes cumplen con rigurosas normas de emisiones y, cuando sea posible, estas se abaten por medios muy avanzados. Las emisiones provenientes de las operaciones de recubrimiento han sido un importante objetivo de la reducción en la fuente por mucho tiempo debido al alto costo de los recubrimientos para automotores y las estrictas normas de emisiones para los compuestos orgánicos volátiles. La tecnología de pintura ha alcanzado grandes avances en los últimos veinte años; ha mejorado en gran medida las eficiencias de transferencia y ha reducido las emisiones de COVs, estos avances se han logrado recurriendo a recubrimientos de altos sólidos, recubrimientos transportados por el agua y recubrimientos en polvo, en combinación con equipos y procesos de alta eficiencia de transferencia. Muchas de las instalaciones de la General Motors han modificado las calderas para que funcionen con gas natural en lugar de carbón, lo que ha resultado benéfico tanto para la economía como para el medio ambiente Terminado de muebles de madera. El ingreso principal está formado por los propios recubrimientos. Tales como se mencionó antes, la aplicación de recubrimientos produce emisiones al aire, compuestos de vapores orgánicos y partículas de exceso de rocío y de secado. La base de datos de la industria de la pintura de Estados Unidos (United States Paint Industry Data Base) indica que en, 1989, los fabricantes de muebles y accesorios de madera consumieron 270 millones de libras de solvente. La Tabla 2 presenta el desglose de los solventes por peso En la fabricación de medicamentos. En la fabricación de formulaciones, muchas empresas farmacéuticas han reformulado o se encuentran en proceso para reformular muchas soluciones para granulación y recubrimiento a fin de eliminar los solventes clorados, la acetona y el metanol, y ya han reducido de manera considerable las emisiones de cloroformo y de otros solventes clorados, dependerá de que estos proyectos de investigación sobre formulaciones se terminen y reciban la aprobación correspondiente de la FDA. Sobra mencionar que la puesta en marcha de todo esto implicará grandes costos de capital. 6

4 Tabla 2. Uso de Solventes en la Industria de los Muebles de Madera, Solvente millones de libras porcentaje Hidrocarburos alifáticos Tolueno* Xilenos* Otros compuestos aromáticos Alcohol butìlico Alcohol etìlco Alcohol isopropìlico Otros alcoholes Acetona Metil Etil Cetona* 15 6 Metil Isobutil Cetona* Etilacetato Butilacetato Total *contaminantes peligrosos del aire (HAP por sus siglas en ingles) En los materiales para recubrimiento. Los desechos generados en el procesos de pintura pueden incluir emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y articulados, sobrantes de pinturas y recubrimientos, latas de pinturas vacías, cepillos y rodillos desechables, solventes y adelgazadores sucios empleados para limpiar el equipo, filtros sucios provenientes de las cabinas de pintura con filtro seco y sedimentos de pintura de las cabinas con lavado de agua y el peligro de los desechos generados depende de la concentración del solvente que permanezca en el desecho y de la presencia de metales pesados como el plomo y los compuestos de cromo que se utilizan en la formulación de pinturas. En las operaciones de remoción de pintura, los desechos pueden incluir abrasivos gastados, emisiones aéreas de polvo, productos de la combustión o solventes; baños de remoción agotados; y aguas de enjuague contaminadas, Con las técnicas de remoción en seco, la mayor inquietud radica en las emisiones de polvo, así como en los posibles compuestos, plomo y cromo de la pintura desprendida. El principal motivo de preocupación es la relación con las técnicas húmedas es el cloruro de metileno y los compuestos fenólicos que se usan en la remoción en frío, así como la dificultad en el manejo y el tratamiento del agua de enjuague contaminada. 7

5 1.3.6 En la industria de la fabricación de productos de metal. Son cinco las operaciones comunes en el procesamiento de las piezas metálicas en las que se presentan fuentes de contaminación: (1) remoción, (2) limpieza, (3) pintura, (4) tratamiento de superficies inorgánicas y (5) terminados de superficies inorgánicas, las primeras 3 operaciones son fuentes de COVs y de compuestos que destruyen la capa de Ozono, mientras que las dos ultimas son fuentes de ácidos y metales, en la actualidad, la mayoría de las compañías cumplen con los reglamentos mediante sistemas de control de punto final de descarga o sistemas de adición. Mas de 2900 instalaciones de fabricación de productos de metal produjeron una cantidad total de lb de descargas de sustancias químicas que deben notificarse en todo el País (EUA) en la Tabla 3 se incluyen las sustancias químicas descargadas en cantidades superiores a 1 millón de libras, son 22 compuestos constituyen el 94% del total de sustancias químicas descargadas. Tabla 3. Lista de Sustancias Químicas Sustancia Cantidad (lb/año) Ésteres de Glicol ,1,1- tricloroetano* Xileno (isómeros mezclados) Alcohol n-butilico Metil-etil cetona Acido Sulfurico Tolueno Tricloroetileno Ácido Hidrocloridrico Compuestos de Zinc Acetona Diclorometano Ácido nitrico Metil Isobutil cetona Niquel Freón 113* Tetracloroetileno Zinc (humo o polvo) Cromo Cobre Compuestos de Cromo Glicol etileno *contaminantes peligrosos del aire (HAP) y productos químicos 33/50. 8