Taller sobre Políticas Públicas para Mitigar Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales

Transcripción

1 Taller sobre Políticas Públicas para Mitigar Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales Guanajuato, Guanajuato México Septiembre 4 al 6, Sesión IV. Experiencias y alternativas tecnológicas "Experiencias en Medición de Emisiones en Hornos para Manufactura Artesanal de Ladrillos en México" Pablo Maíz, GAMATEK Citar como: Maíz, P. (2012). Experiencias en Medición de Emisiones en Hornos para Manufactura Artesanal de Ladrillos en México. En: INE Memorias del Taller sobre políticas públicas para Mitigar Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales (Sesión IV. Experiencias y alternativas tecnológicas ). Guanajuato, México Septiembre 4-6, [diapositivas de PowerPoint-PDF]. Instituto Nacional de Ecología. Disponible en: Fecha de acceso: Septiembre 17, 2012.

2 Experiencias en Medición de Emisiones en Hornos para Manufactura Artesanal de Ladrillos en México Presentado en el Taller sobre Polí=cas Públicas para Reducir Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales Hotel Misión Guanajuato Guanajuato, Guanajuato, México 5 de Sep4embre de 2012 Presentado por: Pablo Maíz (Gamatek) pablo_maiz@gamatek.com.mx

3 Antecedentes Datos es=mados para México 2004 Producción Artesanal de Ladrillos (fuente: Inventario de PCDD/F México 2004 Revisión 2012) Producción Artesanal de Ladrillos en x 10 6 Piezas/año Número de Establecimientos Establecimientos Promedio de Hornos por Establecimiento 1,3 Hornos/Establecimiento Número de Hornos de Producción Artesanal Hornos Producción per cápita 47 Piezas/Hab/año Peso Promedio de Ladrillo 3,63 ± 0,2 kg/pieza Hornos Fijos ~ 45 % Hornos de Campaña ~ 55 %

4 Experiencias en Medición de Factores de Emisión al Aire Fecha Lugar Tipo de Horno Factor de Emisión al Aire Noviembre 2008 Salamanca, GTO Fijo PCDD/F Noviembre 2008 León, GTO Campaña PCDD/F Febrero 2012 Tepetzalá, AGS Fijo 4po MK2 PM 2,5 Carbono Negro en PM 2,5 GEI Febrero 2012 Tepetzalá, AGS Campaña PM 2,5 Carbono Negro en PM 2,5 GEI

5 Experiencias en Medición de Factores de Emisión al Aire Noviembre del 2008 Factor de Emisión al Aire de PCDD/F Par4cipantes: CENICA INE Joint Research Centre Ins4tuto de Ecología del Gobierno del Estado de Guanajuato Krakow University Gamatek Salamanca, Guanajuato Horno Fijo Producción = Ladrillos Tamaño de Ladrillo = 14 cm x 28 cm x 7 cm Peso de Ladrillo Cocido = 3,84 kg Combus4bles: Combustóleo = L Leña = 100 kg Gas LP = 15 kg Tipo de Quemador = Inyección con vapor de agua Duración Total de Lote = 54 h Sistema de Muestreo: Método integral de enriquecimiento. Bajo volumen. Muestreo adaptando el USEPA NSPS RM 23. Sin control de extracción de muestra isociné4co. Con monitoreo de carbono gaseoso total simultáneo con toma de muestra co colocada.

6

7 Experiencias en Medición de Factores de Emisión al Aire Noviembre del 2008 Factor de Emisión al Aire de PCDD/F Par4cipantes: CENICA INE Joint Research Centre Ins4tuto de Ecología del Gobierno del Estado de Guanajuato Krakow University Gamatek León, Guanajuato Horno de Campaña Producción = Ladrillos Tamaño de Ladrillo = 14 cm x 28 cm x 7 cm Peso de Ladrillo Cocido = 3,42 kg Combus4bles: Leña = kg Gas LP = 15 kg Duración Total de Lote = 81 h Sistema de Muestreo: Método integral de enriquecimiento. Bajo volumen. Muestreo adaptando el USEPA NSPS RM 23. Sin control de extracción de muestra isociné4co. Con monitoreo de carbono gaseoso total simultáneo con toma de muestra co colocada.

8

9 Experiencias en Medición de Factores de Emisión al Aire Febrero del 2012 Factor de Emisión al Aire de PM 2,5, Carbono Negro en PM 2,5 y GEI (1) Par4cipantes: CENICA INE Clean Air Task Force Familia Esparza Universidad Autónoma Metropolitana Cuajimalpa Gamatek MCE2 Municipio de Tepetzalá, Aguascalientes Horno Fijo MK 2 Producción = Ladrillos Tamaño de Ladrillo = 13,2 cm x 26,7 cm x 7,2 cm Peso de Ladrillo Cocido = 3,64 kg Combus4bles: Leña = kg Duración Total de Lote = 50,4 h Sistema de Muestreo: Método integral de enriquecimiento. Bajo volumen. Muestreo de PM 2,5 en Aire Ambiente basado en US 40CFR50 Appendix L, October 17, 2006 (Método de Referencia Designado RFPS Federal Register Vol. 67, page 15567, April 2nd, 2002 BGI Incorporated Model PQ200 Air Sampler with Very Sharp Cut Cyclone). Con monitoreo de carbono gaseoso total simultáneo en la salida del aire muestreado.. 1. Maiz P DETERMINACION DE FACTORES DE EMISION AL AIRE EN HORNOS ARTESANALES DE LADRILLO. En: Cardenas, B., P. Maiz, C. Marquez, J.L. Munguía, F. Angeles, E. Baum and L.Molina. Determining Emissions of Black carbon, greenhouse gases and other pollutants from artisanal brick production in Mexico, Prepared by Instituto Nacional de Ecología, Universidad Autonoma Metropolitana Cuajimalpa, Gamatek, S.A de C.V., Clean Air Task Force and MCE2. Full report in preparation and expected in mid October 2012

10 Experiencias en Medición de Emisiones en Hornos para Manufactura Artesanal de Ladrillos en México Taller sobre Polí4cas Públicas para Reducir Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales Hotel Misión Guanajuato, Guanajuato, Guanajuato, México. 5 de Sep4embre de Presentado por: Pablo Maíz (Gamatek)

11 Experiencias en Medición de Factores de Emisión al Aire Febrero del 2012 Factor de Emisión al Aire de PM 2,5, Carbono Negro en PM 2,5 y GEI (1) Par4cipantes: CENICA Clean Air Task Force Familia Esparza Universidad Autónoma Metropolitana Cuajimalpa Gamatek MCE2 Municipio de Tepetzalá, Aguascalientes Horno de Campaña Producción = Ladrillos Tamaño de Ladrillo = 12,9 cm x 26 cm x 7 cm Peso de Ladrillo Cocido = 3,76 kg Combus4bles: Leña = kg Duración Total de Lote = 43,1 h Sistema de Muestreo: Método integral de enriquecimiento. Bajo volumen. Muestreo de PM 2,5 en Aire Ambiente basado en US 40CFR50 Appendix L, October 17, 2006 (Método de Referencia Designado RFPS Federal Register Vol. 67, page 15567, April 2nd, 2002 BGI Incorporated Model PQ200 Air Sampler with Very Sharp Cut Cyclone). Con monitoreo de carbono gaseoso total simultáneo en la salida del aire muestreado. 1. Maiz P DETERMINACION DE FACTORES DE EMISION AL AIRE EN HORNOS ARTESANALES DE LADRILLO. En: Cardenas, B., P. Maiz, C. Marquez, J.L. Munguía, F. Angeles, E. Baum and L.Molina. Determining Emissions of Black carbon, greenhouse gases and other pollutants from artisanal brick production in Mexico. Prepared by Instituto Nacional de Ecología, Universidad Autonoma Metropolitana Cuajimalpa, Gamatek, S.A de C.V., Clean Air Task Force and MCE2. Full report in preparation and expected in mid October 2012

12

13 Resumen de Resultados Contaminante Factores de Emisión al Aire de PCDD/F Horno Fijo Salamanca, Gto Horno de Campaña León, Gto Unidades PCDD/F ng I EQT DF /Mg de Ladrillo Cocido

14 Resumen de Resultados Contaminante Factores de Emisión al Aire de PCDD/F Horno Fijo Salamanca, Gto Horno de Campaña León, Gto Unidades PCDD/F ng I EQT DF /Mg de Ladrillo Cocido Instrumental Normalizado del PNUMA Edición 2.1 (Dic 2005) Factor de Emisión por Defecto = 200 ng I EQT DF /Mg de Ladrillo Cocido Para Hornos sin control de polvo y/o mediante uso de combus4ble deficientes, contaminados

15 Resumen de Resultados Contaminante Factores de Emisión al Aire de PCDD/F Horno Fijo Salamanca, Gto Horno de Campaña León, Gto Unidades PCDD/F ng I EQT DF /Mg de Ladrillo Cocido Contaminante Factores de Emisión al Aire de PM 2,5, Carbono Negro en PM 2,5 y GEI (1) Horno Fijo =po MK2 Tepetzalá, Ags Horno de Campaña Tepetzalá, Ags PM 2, Unidades Carbono Negro en PM 2,5 * 2,63 12,02 GEI pendiente pendiente g/mg de Ladrillo Cocido Resultado obtenido con una sola técnica de análisis para CN (Aethalometer SootScan Model OT21 Transmissometer). Pendiente cálculo con técnica de análisis por Thermal Op4cal Reflectance (DRI). 1. Maiz P DETERMINACION DE FACTORES DE EMISION AL AIRE EN HORNOS ARTESANALES DE LADRILLO. En: Cardenas, B., P. Maiz, C. Marquez, J.L. Munguía, F. Angeles, E. Baum and L.Molina. Determining Emissions of Black carbon, greenhouse gases and other pollutants from artisanal brick production in Mexico, Prepared by Instituto Nacional de Ecología, Universidad Autonoma Metropolitana Cuajimalpa, Gamatek, S.A de C.V., Clean Air Task Force and MCE2. Full report in preparation and expected in mid October 2012.

16 Protocolo Normalizado para Determinación de Factores de Emisión al Aire Dada la diversidad de diseños y prác4cas de manufactura, combus4bles, caracterís4cas de las liberaciones, analitos a muestrear, entre otras variables, la elaboración de un Protocolo Normalizado resulta crucial: Caracterís=cas de las Liberaciones Variación en 4empo (liberaciones discon4nuas procesos batch) Analitos en dis4ntas fases Parsculas condensables Diversos Analitos Liberaciones de área/superficie (no conducidas) Muestreo integral para periodos de 4empo prolongados Humedad en gases y altas concentraciones de parsculas

17 Métodos de Medición de Factores de Emisión al Aire (2) Método de Emisiones Totales Se determina el volumen total de gases emanados mediante medición de la velocidad de los gases en forma con4nua o en intervalos cortos de 4empo Uso de disposi4vos de medición de velocidad sensibles a bajas velocidades (p.e. menor a 1 m/s) y con intervalo de medición amplio (p.e. 0,2 a 15 m/s; debido a las variaciones en 4empo) Se determina la concentración promedio de los analitos buscados en el gas emi4do. Se calcula la masa total emi4da del analito en el periodo completo de producción y se divide entre la masa total de Ladrillos Producidos Aplicable a Hornos en los que el total de sus emanaciones son conducidas Deben exis4r condiciones adecuadas para muestreo (instalaciones y condiciones de flujo) Requiere monitoreo de velocidad de gases en forma con4nua o en intervalos cortos de 4empo, durante toda la quema Gran diversidad de Métodos de Referencia Normalizados disponibles Para Parsculas (o analitos contenidos en Parsculas) se requiere de planeación y definición adecuada del obje4vo del Protocolo (p.e. Parsculas Primarias Filtrables o Condensables?)

18 Métodos de Medición de Factores de Emisión al Aire Método de Emisiones Parciales Masa Analito Volumen de Gases Se muestrea el analito u4lizando algún Método de Referencia Normalizado para medición en Aire Ambiente o de Emisiones Conducidas (adaptado) El muestreo se hace sobre la Pluma de gases emi4dos Aplicable a cualquier 4po de Horno (incluyendo Hornos Industriales con4nuos) Se requiere de instalaciones alrededor del Horno que permitan seguir la Pluma y ubicar el muestreador en una zona adecuada A la salida del tren de muestreo, una vez que elementos del tren capturaron los analitos de interés (cuando son sólidos o líquidos), parte del gas muestreado es desviado y analizado en sistemas de monitoreo con4nuo de CO 2, CO y COT. La concentración del Carbono Total Gaseoso se determina con los análisis de CO 2, CO y COT. Cuando el analito deseado es gaseoso, por ejemplo, CH 4, N 2 O, etcétera, se incluyen analizadores instrumentales para estos analitos El sistema de muestreo se ubica y man4ene en una zona de la Pluma en donde la concentración de CO 2 se encuentre dentro del intervalo de calibración del analizador En el cálculo del contenido de Carbono Total Gaseoso se elimina el fondo (aire ambiente) La liberaciones totales de Carbono Total Gaseoso del Horno se es4man por Balance de Materia (combus4bles y decarbonatación). Factor de Emisión Factor de Emisión Masa Analito Masa C GASEOSO Masa C GASEOSO Masa Ladrillo Masa Analito Masa Ladrillos Masa Analito No. Ladrillos Masa C GASEOSO Volumen de Gases Masa Ladrillos No. Ladrillos

19 Métodos de Medición de Factores de Emisión al Aire Método de Emisiones Parciales Sistema de Muestreo usado en Tepetzalá, Aguascalientes

20 Aspectos Relevantes de un Protocolo de Pruebas Planear el muestreo

21 Aspectos Relevantes de un Protocolo de Pruebas Contar con la gente adecuada! Experiencias en Medición de Emisiones en Hornos para Manufactura Artesanal de Ladrillos en México Taller sobre Polí4cas Públicas para Reducir Impacto Ambiental de Ladrilleras Artesanales Hotel Misión Guanajuato, Guanajuato, Guanajuato, México. 5 de Sep4embre de Presentado por: Pablo Maíz (Gamatek)

22 Aspectos Relevantes de un Protocolo de Pruebas Logís4ca y planeación Suministro de insumos y alimentos Seguridad Jornadas de trabajo a base de turnos Suministro con4nuo y estable de energía eléctrica Muestreo de Ladrillos Crudos y Cocidos Selección, iden4ficación y ubicación de Ladrillos Muestra en el entramado del Horno Medición del Contenido de Carbono en Ladrillos Crudos y Cocidos Manejo adecuado de métricos en Base Seca y Base Húmeda Conteo de Ladrillos Cocidos producidos con calidad de venta y reproceso Medición subje4va de calidad de venta y reproceso vs medición de propiedades mecánicas y químicas Balance de Materia para Carbono liberado a la atmósfera (precaución con pérdida de materia de Ladrillos muestra por rompimiento) Procedimientos de adecuado muestreo y análisis de Combus4bles (Homogéneos y Heterogéneos) Almacenamiento hermé4co y refrigerado de muestras (evitar pérdida/ganancia de Humedad) Uso de Método de Emisiones Parciales o Totales Fase de Analitos (sólido, líquido y/o gas) Definición del alcance para Analitos contenidos en Parsculas (Filtrables o Condensables; Primarias o Secundarias Artefacto) Uso de Métodos de Referencia Normalizados Calibración y trazabilidad Definir Periodo de Fuego y Periodo de Cocción (cuando acaba?) Fondo de Carbono Gaseoso Total

23 Gracias