FUENTES POTENCIALES DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA 1

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1 1 FUENTES POTENCIALES DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA 1 Contenido Introducción 2 Inventarios preliminares 4 Perspectivas 9 1 Este documento elaborado por Cristina Cortinas de Nava, Coordinadora Nacional Técnica del Proyecto para Habilitar a México a formular el Plan Nacional de Implementación (PNI) para dar cumplimiento al Convenio de Estocolmo, no constituye una opinión oficial y es solo la responsabilidad de la autora.

2 2 Introducción Tras la suscripción del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes (COPs), México deberá formular un Plan Nacional de Aplicación, en el cual se identifiquen las acciones a desarrollar para reducir o eliminar la liberación no intencional de tales contaminantes, entre otros, de las fuentes de la Industria Metalúrgica citadas en el Anexo C, en la Parte II y III referidas a continuación ANEXO C Categorías de Fuentes de la Parte II (Las dibenzoparadioxinas y dibenzofuranos policlorados, el hexaclorobenceno y los bifenilos policlorados se forman y se liberan de forma no intencional a partir de procesos térmicos, que comprenden materia orgánica y cloro, como resultado de una combustión incompleta o de reacciones químicas. Las siguientes categorías de fuentes industriales tienen un potencial de formación y liberación relativamente elevadas de estos productos al medio ambiente.) d) Los siguientes procesos térmicos de la industria metalúrgica: i) Producción secundaria de cobre; ii) Plantas de sinterización en la industria del hierro e industria siderúrgica. iii) Producción secundaria de aluminio; iv) Producción secundaria de zinc. Categorías de Fuentes de la Parte III (Pueden también producirse y liberarse en forma no intencionada dioxinas y furanos, hexaclorobenceno y bifenilos policlorados a partir de las siguientes categorías de fuentes.) b) Procesos térmicos de la industria metalúrgica no mencionados en la parte II. d) Combustión de combustibles fósiles en centrales termoeléctricas o calderas industriales. k) Plantas de desguace para el tratamiento de vehículos una vez acabada la vida útil. En el Convenio se plantean las medidas siguientes tendientes a reducir o eliminar la liberación de los COPs no intencionales de estas fuentes, estableciendo diferencias entre las que se incluyen en la Parte II y la Parte III, salvo que los inventarios nacionales identifiquen entre estas últimas fuentes de gran importancia que requieren atención prioritaria y a las que se puede sujetar a las medidas que aplican a la Parte II. Artículo 5 Medidas para reducir o eliminar las liberaciones derivadas de la producción no intencional Cada Parte adoptará como mínimo las siguientes medidas para reducir las liberaciones totales derivadas de fuentes antropógenas de cada uno de los productos químicos incluidos en el anexo C, con la meta de seguir reduciéndolas al mínimo y, en los casos en que sea viable, eliminarlas definitivamente:

3 3 a) Elaborará en un plazo de dos años a partir de la entrada en vigor del presente Convenio para dicha Parte, y aplicará ulteriormente, un plan de acción o, cuando proceda, un plan de acción regional o subregional como parte del plan de aplicación especificado en el artículo 7, destinado a identificar, caracterizar y combatir las liberaciones de los productos químicos incluidos en el anexo C y a facilitar la aplicación de los apartados b) a e). En el plan de acción se incluirán los elementos siguientes: i) Una evaluación de las liberaciones actuales y proyectadas, incluida la preparación y el mantenimiento de inventarios de fuentes y estimaciones de liberaciones, tomando en consideración las categorías de fuentes que se indican en el anexo C; ii) Una evaluación de la eficacia de las leyes y políticas de la Parte relativas al manejo de esas liberaciones; iii) Estrategias para cumplir las obligaciones estipuladas en el presente párrafo, teniendo en cuenta las evaluaciones mencionadas en los incisos i) y ii); iv) Medidas para promover la educación, la capacitación y la sensibilización sobre esas estrategias; v) Un examen quinquenal de las estrategias y su éxito en cuanto al cumplimiento de las obligaciones estipuladas en el presente párrafo; esos exámenes se incluirán en los informes que se presenten de conformidad con el artículo 15; vi) Un calendario para la aplicación del plan de acción, incluidas las estrategias y las medidas que se señalan en ese plan; b) Promover la aplicación de las medidas disponibles, viables y prácticas que permitan lograr rápidamente un grado realista y significativo de reducción de las liberaciones o de eliminación de fuentes; c) Promover el desarrollo y, cuando se considere oportuno, exigir la utilización de materiales, productos y procesos sustitutivos o modificados para evitar la formación y liberación de productos químicos incluidos en el anexo C, teniendo en cuenta las orientaciones generales sobre medidas de prevención y reducción de las liberaciones que figuran en el anexo C y las directrices que se adopten por decisión de la Conferencia de las Partes; d) Promover y, de conformidad con el calendario de aplicación de su plan de acción, requerir el empleo de las mejores técnicas disponibles con respecto a las nuevas fuentes dentro de las categorías de fuentes que según haya determinado una Parte justifiquen dichas medidas con arreglo a su plan de acción, centrándose especialmente en un principio en las categorías de fuentes incluidas en la parte II del anexo C. En cualquier caso, el requisito de utilización de las mejores técnicas disponibles con respecto a las nuevas fuentes de las categorías incluidas en la lista de la parte II de ese anexo se adoptarán gradualmente lo antes posible, pero a más tardar cuatro años después de la entrada en vigor del Convenio para esa Parte. Con respecto a las categorías identificadas, las Partes promoverán la utilización de las mejores prácticas ambientales. Al aplicar las mejores técnicas disponibles y las mejores prácticas ambientales, las Partes deberán tener en cuenta las directrices generales sobre medidas de prevención y reducción de las liberaciones que figuran en dicho anexo y las directrices sobre mejores técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales que se adopten por decisión de la Conferencia de las Partes; e) Promover, de conformidad con su plan de acción, el empleo de las mejores técnicas disponibles y las mejores prácticas ambientales: i) Con respecto a las fuentes existentes dentro de las categorías de fuentes incluidas en la parte II del anexo C y dentro de las categorías de fuentes como las que figuran en la parte III de dicho anexo; y ii) Con respecto a las nuevas fuentes, dentro de categorías de fuentes como las incluidas en la parte III del anexo C a las que una Parte no se haya referido en el marco del apartado d). Al aplicar las mejores técnicas disponibles y las mejores prácticas ambientales las Partes tendrán en cuenta las directrices generales sobre medidas de prevención y reducción de las liberaciones que figuran en el anexo C y las directrices sobre mejores técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales que se adopten por decisión de la Conferencia de las Partes; f) A los fines del presente párrafo y del anexo C: i) Por mejores técnicas disponibles se entiende la etapa más eficaz y avanzada en el desarrollo de actividades y sus métodos de operación que indican la idoneidad práctica de técnicas específicas para proporcionar en principio la base de la limitación de las liberaciones destinada a evitar y, cuando no sea viable, reducir en general las liberaciones de los productos químicos incluidos en la parte I del anexo C y

4 4 sus efectos en el medio ambiente en su conjunto. A este respecto: ii) Técnicas incluye tanto la tecnología utilizada como el modo en que la instalación es diseñada, construida, mantenida, operada y desmantelada; iii) Disponibles son aquellas técnicas que resultan accesibles al operador y que se han desarrollado a una escala que permite su aplicación en el sector industrial pertinente en condiciones económica y técnicamente viables, teniendo en consideración los costos y las ventajas; iv) Por mejores se entiende más eficaces para lograr un alto grado general de protección del medio ambiente en su conjunto; v) Por mejores prácticas ambientales se entiende la aplicación de la combinación más adecuada de medidas y estrategias de control ambiental; vi) Por nueva fuente se entiende cualquier fuente cuya construcción o modificación sustancial se haya comenzado por lo menos un año después de la fecha de: a. Entrada en vigor del presente Convenio para la Parte interesada; o b. Entrada en vigor para la Parte interesada de una enmienda del anexo C en virtud de la cual la fuente quede sometida a las disposiciones del presente Convenio exclusivamente en virtud de esa enmienda. g) Una Parte podrá utilizar valores de límite de liberación o pautas de comportamiento para cumplir sus compromisos de aplicar las mejores técnicas disponibles con arreglo al presente párrafo. El presente documento tiene como propósito revisar los avances logrados en la caracterización de las posibles fuentes de emisión no intencional de COPs en el Sector Metalúrgico de México. Inventarios preliminares El Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental (CENICA), del Instituto Nacional de Ecología (INE) de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat), realizó un inventario preliminar de fuentes de la Industria Metalúrgica que liberan de manera no intencional dioxinas y furanos, para lo cual empleó la metodología desarrollada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), conocida como Toolkit, la cual comparó con los factores de emisión estimados para las mismas fuentes por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos. El CENICA informa que la industria del hierro y el acero, así como la producción de metales no ferrosos constituyen actividades que consumen altas cantidades de energía y materiales. Estas actividades son clasificadas por el Toolkit-PNUMA dentro del subcapítulo 6.2 Categoría principal 2 Producción de materiales ferrosos y no ferrosos. A su vez, el inventario de la EPA la cataloga dentro de las Fuentes de PCDD/F en la fundición y refinación de metales. La EPA, en su inventario de emisiones, clasifica las fuentes de PCDD/F en la industria metalúrgica de acuerdo al tipo de proceso y grupo de materiales producidos (metales ferrosos, no ferrosos, hierro, etc). En él, se menciona que esta rama de la industria produce cantidades considerables de gases de salida y residuos, además de que los materiales secundarios y la proporción de la reutilización y reciclado de los residuos sólidos constituyen una gran parte de las actividades en ella. Para los procesos de fundición/refinación primaria de metales no ferrosos no se brindan factores de emisión,

5 5 ello considerando la falta de datos que permitan una aproximación válida (no obstante se menciona la posible existencia de emisiones). En lo que concierne a los procesos de fundición/refinación secundarios de ese mismo tipo de materiales, la EPA los define como la recuperación de metales no ferrosos y limaduras de chatarra y escoria nuevas y usadas. También agrega al respecto que los principales metales producto de esta actividad, en términos de volumen y valor de los cargamentos, son el aluminio, el cobre, el plomo, el zinc y los metales preciosos. Aunado a ello, se menciona que dada la posible presencia de impurezas orgánicas (como plásticos, pinturas y solventes) en la chatarra y la escoria de metales, además de la utilización en algunos procesos de fundición/refinación de secundarios de sales químicas como (cloruro de sodio, cloruro de potasio y otras), el proceso de combustión de dichos materiales puede provocar la emisión de PCDD/F al medio ambiente. Para brindar sus factores de emisión, la EPA realiza una división de las actividades por tipo de metal. Sin embargo, estos factores de emisión no fueron considerados en el cálculo de las emisiones de PCDD/F en el inventario mexicano. Esto último será abordado posteriormente. El Toolkit-PNUMA coincide con la EPA en el aspecto de mencionar que la industria siderometalúrgica es extraordinariamente intensiva en materiales, basándose en diversas materias primas como minerales, chatarra, carbón (las cuales en varios casos poseen una gran carga de aceites y plásticos) y aditivos y chatarra, consumiendo una gran cantidad de energía. De acuerdo a ese documento, las emisiones son generalmente hacia la atmósfera, no obstante la posible existencia de emisiones importantes hacia los residuos. Siendo el objetivo de los procesos el obtener el metal buscado en forma pura, los minerales y concentrados que contienen metales distintos del objetivo primario tienden a concentrarse en los residuos de los procesos, los cuales sirven de materia prima en otros procesos de recuperación de metales (procesos secundarios). Para el cálculo de las emisiones, el método del PNUMA recurre a la división de los procesos por tipo de producto buscado, (sinterización del mineral de hierro, producción de coque, plantas de producción de hierro y acero, producción de cobre, producción de aluminio, producción de plomo, producción de zinc, producción de bronce y latón, producción de magnesio y producción de otros metales ferrosos y no ferrosos), lo cual implica generalmente una división por proceso también. Como se mencionó en el párrafo anterior, para la evaluación de las emisiones en México solo se consideró a la industria siderúrgica (y solo los volúmenes producidos dentro de los procesos secundarios). En los procesos de fabricación de acero el PNUMA señala grandes emisiones (de más de la mitad de la masa de entrada) producto de la transformación de los insumos en gases de salida y desechos o productos secundarios sólidos. A manera de soporte, el instrumental brinda una descripción detallada de las diferentes técnicas y tecnologías de fabricación de acero (altos hornos, horno de arco eléctrico, reducción del fundido y la reducción directa). La evaluación de las emisiones en México dentro del Inventario EPA-México se realizó bajo la dificultad de obtener datos válidos sobre los volúmenes de producción y cantidades y tipo de materiales consumidos por la industria metalúrgica. Esto constituyó un obstáculo difícil a sortear y que representa una fuente de incertidumbre bastante alta

6 6 en la evaluación. Es por esta razón que el cálculo de las emisiones de PCDD/F sólo se refiere a la industria de producción del acero a partir de procesos secundarios, es decir, de la utilización de chatarra como materia prima (de la cuál se posee información un poco más amplia). De acuerdo a ese reporte, las tecnologías de producción de acero utilizadas en México son la de altos hornos en las grandes compañías siderúrgicas y la de hornos de arco eléctrico para las industrias más pequeñas. México es el segundo productor de acero en América Latina (detrás de Brasil) y el quinceavo a nivel mundial. A partir de la cantidad de chatarra importada al país, y aún cuando no se tienen estimaciones sobre su producción nacional ni del porcentaje de chatarra que se utiliza como materia prima en el proceso de obtención del acero, se consideró que el total de ese volumen es utilizado en la industria siderúrgica. Contrario a la práctica en el resto de las actividades analizadas en ese inventario, el factor de emisión se tomó de un reporte ajeno al inventario de la EPA, igual a 0.57 μg TEQ/Ton de chatarra, proveniente de un estudio en Alemania. El cuadro siguiente muestra los valores de emisión para los años 1995 y 2000 en México. Estimación de la emisión de PCDD/F en México por producción de acero (proceso secundario) Año EPA-México Emisión (g TEQ/año) PNUMA-Aire Emisión (g TEQ/año) PNUMA-Resid. Emisión (g TEQ/año) PNUMA Total Emisión (g TEQ/año) Para la evaluación de las emisiones en México con el método PNUMA, se consideró únicamente a los hornos de arco eléctrico (HAE), dado que de acuerdo al Toolkit, los altos hornos no utilizan chatarra como materia prima. Luego que no se posee información acerca de las prácticas de manejo de la chatarra en la producción del acero, se supondrá que se recibe sucia (es decir contaminada por pinturas, plásticos lubricantes u otros compuestos orgánicos) lo cual puede dar como resultado elevadas emisiones de PCDD/F y otros compuestos dado el proceso de precalentamiento de la chatarra que requiere este tipo de fabricación. A pesar de lo anterior, debido a que el factor de emisión brindado por el PNUMA se basa en la masa de acero líquido producido (ver Tabla 5.2) (valor que se proporciona en el inventario EPA-México para 1995 y 1999, y considerando este último igual para el año 2000) se observó más apto el factor brindado para la clase 2, dado que la chatarra no es el único material utilizado como materia prima, también se utiliza el hierro virgen (el volumen utilizado de este último fue supuesto como el más importante, luego de la diferencia existente entre el volumen producido de acero y el volumen de chatarra importada, además de considerar que la recuperación de chatarra para su reuso no representa un porcentaje importante en el país). Además, se juzga que los hornos de producción en el país cuentan con SCCA. Por todo lo expuesto previamente, y haciendo uso de las cifras de producción de acero manejadas en el inventario EPA-México (8.70 millones de toneladas para 1995 y 10.05

7 7 millones de toneladas para el año 2000), se obtuvo un valor, superior en poco más de treinta y siete veces, distinto a la emisión hacia la atmósfera calculada por la EPA. Sumado a lo anterior, y a diferencia de la evaluación en el inventario EPA-México, se obtuvieron también valores de emisión muy importantes hacia los residuos, los cuales representan un aumento aún mayor en comparación a los valores de la metodología EPA (de alrededor de ciento ochenta y seis veces más). Estos valores se presentan en el cuadro siguiente. Factores de emisión de la industria del acero (PNUMA, 2001) Factores de emisión (μg TEQ/Ton acero Clasificación líquido) Atm Agua Tierra Prod Resid 1. Chatarra sucia (aceites de corte, contaminación general), precalentamiento de 10 ND NA NA 15 la chatarra, controles limitados. 2. Chatarra limpia/hierro virgen, postcombustión y filtro de tela 3 ND NA NA Chatarra limpia/hierro virgen, HAE diseñados para bajas emisiones de PCDD/F, 0.1 ND NA NA 15 Hornos HOB 4. Altos hornos con CCA 0.01 ND ND ND ND La imagen comparativa entre los tres valores encontrados (EPA-México, PNUMA- Atmósfera y PNUMA-Residuos) para el año 2000 se presenta en la figura siguiente. A pesar de este esfuerzo por comparar las emisiones, resulta imposible establecer una relación directa entre los datos expuestos a partir del método de la EPA y los obtenidos por el método del PNUMA. Esto debido a la diferencia entre los factores que integraron cada cálculo de las emisiones. Y aún cuando la diferencia existente entre las bases de los factores de emisión (toneladas de chatarra consumidas ó toneladas de acero producido) podría ser anulada si se tuviera la información completa sobre los volúmenes consumidos o producidos (dependiendo de cada factor), este no es el caso, por lo que el cálculo se limitó a proporcionar un estimado de la emisión anual con un grado de confianza bajo.

8 8 Estimación de la emisión de PCDD/F en México por producción de acero (proceso secundario), comparación de los dos métodos g TEQ EPA-México PNUMA - Atm PNUMA - Res. Año Observaciones del CENICA El sector industrial metalúrgico es uno de los más fuertes y representativos del país. Como se menciona en este documento, México es uno de los más importantes productores de minerales y metales a nivel mundial. Por lo anterior expuesto se considera que la estimación de emisiones de PCDD/F en México difícilmente alcanza a cubrir una pequeña parte de la realidad de las actividades de esta rama industrial en el país. Es muy importante, para su correcta y completa evaluación, el obtener datos e información acerca de los niveles y volúmenes de producción y consumo (formal e informal). Falta incluir datos acerca de metales muy importantes (aluminio, plomo, cobre, bronce, magnesio, coque, etc.) cuya producción es considerada susceptible de emitir contaminantes al medio ambiente. Respecto a la cuantificación del acero producido manejada en el Inventario EPA- México (y por lo tanto también en este documento), esta solo incluye el aluminio utilizado en el proceso secundario y proveniente de la chatarra importada. A este respecto es necesario aclarar varios aspectos de la información manejada: a) Se consideró que el total de la chatarra importada se utilizaba para la recuperación del acero. Esto implica el considerar que las otras actividades de producción y recuperación de metales no utilizan chatarra. b) Al ser solo la chatarra utilizada de importación, no se considera la cantidad de chatarra nacional utilizada, no se menciona que porcentaje equivale entre una y otra.

9 9 c) Hace falta información sobre el número de plantas dedicadas a la extracción y recuperación de acero, en procesos primarios y secundarios (chatarra). Su tecnología, sus procesos de CCA y capacidad de actividades. d) Más importante aún es la falta de información acerca de las actividades informales en este rubro, pues al no poseer sistemas de CCA pueden ser una fuente de emisiones más importante que las compañías establecidas. Al realizar el cálculo basándose únicamente en la cantidad de chatarra utilizada (proceso secundario) se despreció las posibles emisiones debidas a procesos primarios de producción. Esto mismo aplica para todos los metales no considerados dentro del estudio mexicano. En el inventario EPA-México se utilizó un factor de emisión originario de un estudio diferente al inventario de emisiones de PCDD/F de la EPA. Esto significa la aplicación de un criterio diferente al que se venía utilizando en todo el reporte. El factor en cuestión es producto de estudios realizados en Alemania (de los cuales no se brindan características, solo se menciona que fueron realizados en situaciones de prueba), incluidos dentro de un estudio preliminar elaborado por un consultor para la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte. Este factor no se encuentra citado en el borrador del inventario de la EPA. El factor de emisión en el cálculo del inventario en el presente documento fue tomado como si los hornos de producción del acero a partir de la chatarra si poseyeran un tratamiento bien controlado de esta y un mínimo control de emisiones (Clase 2, Cuadro 22 del Toolkit-PNUMA, 2001). Perspectivas Las múltiples observaciones realizadas por el CENICA en relación con su estudio preliminar de las emisiones no intencionales potenciales de la Industria Metalúrgica de México, indican que: Es imprescindible repetir el estudio realizado por el CENICA partiendo inicialmente de la determinación del número, distribución geográfica y características de las diferentes plantas que la integran y que pudieran estar sujetas al cumplimiento de las disposiciones del Convenio de Estocolmo. Es preciso recabar la información proporcionada por las empresas de este Sector a la Semarnat, a través de la Cédula de Operación Anual (COA), sus reportes de emisiones atmosféricas, sus informes relacionados con la generación y el manejo de sus residuos peligrosos, así como con las descargas de aguas residuales. A partir de esos elementos de información podrá determinarse la acción a desarrollar como parte del Plan Nacional de Aplicación del Convenio de

10 10 Estocolmo a este respecto, tomando en cuenta la importancia del Sector reflejada en la figura siguiente. Distribución de la emisión de PCDD/F en México en el año 2000 Industria Cementera Ladrilleras Quema de llantas Industria Metalúrgica Quema de biogas Incendios en depósitos a cielo abierto Pulpa y papel PVC-VCM Incendios Forestales Incendios Agrícolas Quema dom. de basura Incineración de Residuos Biol.- Infecc. Incineración de Residuos Industriales