2010_informe_ladrilleras

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA, UNIDAD IZTAPALAPA

INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA

INFORME FINAL

“Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: eficiencia energética y calidad del aire”

(Segunda Etapa)

Convenio No. 110071 Versión actualizada junio 2012 Citar: Cárdenas B., Aréchiga, U., Munguía J.L., Márquez C., Campos, A. 2012. Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire: segunda etapa. Informe Final del Convenio de Colaboración INE/ADA-110071. Versión Actualizada Junio 2012. Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa y el Instituto Nacional de Ecología. México D.F. 54 pp.

Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire: segunda etapa-2010

2

CRÉDITOS

Por la Universidad Autónoma Metropolitana – Iztapalapa (UAMI) Ing. Uriel Aréchiga; Responsable técnico. M. en C. José Luis Munguía Guillen; Responsable de la caracterización térmica y eficiencia energética en los hornos. Generación de informe. M. en C. Claudia Márquez Estrada; Generación de informe. Por el Instituto Nacional de Ecología (INE) Por parte del Instituto Nacional de Ecología la coordinación y seguimiento de este estudio así como la liberación técnica de los informes parciales y finales estuvo a cargo de la Dra. Beatriz Cárdenas González, Directora de Investigación Experimental en Contaminación Atmosférica, DGCENICA. Contó con la colaboración del M.I. Arturo Alberto Campos Ramos Jefe de Departamento de Determinación Gravimétrica y Morfológica de Partículas, DGCENICA y del Tec. Felipe Ángeles García, Jefe del Departamento de Estudios de exposicion personal y microambiental. AGRADECIMIENTOS Ladrilleros de los hornos analizados:

Manuel Morales (Salamanca)

Filiberto Medina (Juventino Rosas)

Carlos Frías (El Refugio, León) Jeffrey Rottler (Instituto Tierra y Cal) Roberto Márquez (ICATIS) Juan Carlos Piña Victoria (UAM-I) Instituto Estatal de Ecología de Guanajuato

- Claudia Bárcenas Blancarte - David Robledo Beanes - Julia Serrano


3

Contenido RESUMEN EJECUTIVO 4

1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 9 1.1. Producción de ladrillo a nivel nacional ........................................................ 10

2. ANTECEDENTES ........................................................................................... 11 3. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 12 4. OBJETIVOS .................................................................................................... 13 5. METODOLOGÍA ............................................................................................. 14

5.1 Muestreo de partículas ................................................................................. 14

5.1.1. Determinación Gravimétrica .................................................................. 15

5.1.2. Caracterización Morfoquímica .............................................................. 15

5.1.3. Características de los sitios .................................................................. 15

5.2 Caracterización del proceso de combustión en los hornos ladrilleros .......... 17

5.2.1. Perfiles de temperatura ......................................................................... 17

5.2.2. Análisis termogravimétrico y termodiferencial ....................................... 18

5.2.3. Determinación del calor de combustión de los combustibles usados

durante la quema de ladrillos ............................................................................. 18

5.2.4. Balance de materiales .......................................................................... 18

5.3 Mejoras tecnológicas en las ladrilleras artesanales ..................................... 18

5.4 Gases de efecto invernadero en las ladrilleras artesanales ......................... 19

5.5 Análisis de cuestionarios aplicados en campo ............................................. 19

6. RESULTADOS ............................................................................................... 20 6.1 Concentraciones de partículas suspendidas en aire ambiente .................... 20

6.2 Caracterización del proceso de combustión de los hornos ladrilleros .......... 25

6.3 Mejoras tecnológicas viables en las ladrilleras ............................................ 28

6.4 Reducción de emisiones de GEI en ladrilleras ............................................. 35

6.5 Cuestionario para aplicación en campo ....................................................... 45

7. CONCLUSIONES ........................................................................................... 46 8. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 48

ANEXO 1. Encuesta para su aplicación en ladrilleras……………………………….53


4

RESUMEN EJECUTIVO Introducción Desde el año 2007 y durante los últimos años, el Instituto Nacional de Ecología en colaboración con otras instituciones como la Universidad de Montana – Misoula, la Universidad de Washington en Seatle, el Molina Center for Energy and the Environment, el Instituto de Ecología del Estado de Guanajuato, la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, y la empresa Gamatek S.A. de C.V; llevaron a cabo mediciones para caracterizar las emisiones de diversos contaminantes (partículas, metales pesados, hidrocarburos aromático policíclicos, dioxinas y furanos, bióxido de carbono), emitidos durante el proceso de cocción de ladrillos con combustibles como biomasa, madera y combustóleo; de igual forma se determinó el perfil de temperatura de estos procesos de cocción [14,18,27,30]. En el 2009, el INE en colaboración con la UAM-I llevo a cabo el proyecto “Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire” [19]. El presente estudio es una continuación de este trabajo y tiene como objetivo continuar con la generación de información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo a partir de la caracterización de las emisiones de contaminantes y de eficiencia energética de dos tipos de hornos ladrilleros representativos de algunas regiones del país, diferentes a los evaluados en la primer etapa, así como la identificación de mejoras tecnológicas que pudieran tener un menor impacto ambiental. En nuestro país, uno de los problemas ambientales más comunes en ciudades grandes y medianas es la mala calidad del aire causada por un inadecuado control y prevención de las emisiones a la atmósfera por los diferentes tipos de fuentes de emisiones presentes en ellas. En algunas ciudades una de estas fuentes son las ladrilleras artesanales, que emiten además de gases y partículas producto de la combustión de combustibles y materias primas, contaminantes tóxicos. Siendo una actividad de competencia estatal y municipal, actualmente no se tienen datos precisos sobre las ladrilleras en nuestro país incluyendo el número de ellas, ubicación, producción y el tipo de combustible que utilizan, en este proyecto se estima que estas ascienden a 16,953 hornos, aunque existe una incertidumbre considerable no solo en el número sino también en la actividad ladrillera. Así, en la mayoría de los estados solo se cuenta con listados no siempre actualizados. Aunado a lo anterior, las ubicaciones de los hornos ladrilleros prácticamente se encuentran en las cercanías de las principales cabeceras municipales del país, con el fin de proveer de ladrillos de manera inmediata a los centros de materiales para la construcción, existiendo en muy pocos estados regulaciones al respecto. Una de las líneas de investigación del INE es generar información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo, a partir de la caracterización de las emisiones de contaminantes y de eficiencia energética, el objetivo de este trabajo es generar esa información en dos tipos de hornos ladrilleros representativos de dos diferentes regiones del país, los cuales funcionen con tecnologías diferentes a los evaluados durante 2009, identificando a


5

la par, mejoras tecnológicas que pudieran tener un menor impacto ambiental y mitigar los efectos de esta actividad en la salud humana. Metodología

Con el fin de recabar mayor información se continuó con el muestreo manual de partículas PM10 y PM2.5; iniciado en 2009 en colaboración con el IEE (muestreos integrados de 24 horas cada 6 días), para determinar los niveles ambientales de éstas, en zonas habitacionales cercanas a las ladrilleras y potencialmente impactadas por su actividad en las comunidades de Abasolo, El Refugio, León y El Valladito, León; dando continuidad a las mediciones realizadas en 2008 y 2009 en las ladrilleras artesanales.

Se caracterizó el proceso de combustión de tres hornos ladrilleros, dos tradicionales y uno mejorado, a partir de la determinación de perfiles de temperatura durante el proceso de cocción de ladrillos así como de la eficiencia energética con el fin de complementar las mediciones realizadas en 2008 y 2009.

Se llevó a cabo la revisión bibliográfica de las diferentes tecnologías utilizadas en nuestro país y en el extranjero para la producción artesanal y tecnificada de ladrillo, con el fin de identificar opciones que mejoren los procesos utilizados actualmente en México y la calidad de vida de los trabajadores, esto a través de la integración de una matriz comparativa.

En seguimiento al trabajo realizado en 2009 en el que se estimaron las emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI) de ladrilleras artesanales en Guajanuato, en el presente estudio se estimaron las emisiones de GEI generadas por las ladrilleras artesanales a nivel nacional, utilizando una actividad promedio, datos de población, así como los factores de emisión medidos en el estudio de caso realizado por el INE durante 2008. A partir de esta estimación de línea base, se realizó una estimación de la reducción de emisiones de GEI por mejora tecnológica en el proceso de cocción del ladrillo y por tipo de combustible.

Paralelamente se diseñó un cuestionario con el fin de recabar datos con menor incertidumbre que permitan evaluar la actividad de esta fuente, incluyendo el desempeño de los hornos, los materiales utilizados y el desarrollo del trabajo en las ladrilleras artesanales.


6

Resultados De la determinación de partículas suspendidas en las comunidades potencialmente impactadas por las emisiones de ladrilleras se observó lo siguiente: en la cabecera municipal de Abasolo, Guanajuato, las concentraciones promedio de PM10, en un sitio potencialmente impactado por emisiones de ladrilleras (sitio “PTAR”) se registraron niveles de partículas PM10 promedio de 93 µg/m3, sobrepasando la norma anual ambiental NOM-025-SSA1-1993 de 50 µg/m3, muy por arriba a los registrados “Hospital” y “CCA”, con 44 y 41 µg/m3, respectivamente; mostrando con ello la influencia de la actividad ladrillera que se ubica a menos de 500 m del sitio de muestreo. En la comunidad de El Refugio, León-Guanajuato, se presentaron eventos de concentración de PM10 de 24 horas de muestreo de hasta 120 µg/m3, la concentración promedio de abril de 2009 a junio de 2010 de 64 µg/m3, lo que muestra una influencia de la zona ladrillera que se encuentra a 300 metros del sitio de muestreo. Mientras que en la comunidad de El Valladito, León-Guanajuato las concentraciones de partículas medidas PM10 y PM2.5, no sobrepasaron la norma ambiental de 24 horas. En general para partículas PM2.5, se observa en el período de muestreo de cada sitio, que los promedios oscilan entre 24 y 32 µg/m3, por ello se prevé una concentración mayor a la norma anual. En cuanto a la caracterización del proceso de combustión en los hornos ladrilleros se determinó que el horno con una mayor eficiencia de quemado fue el de Salamanca (horno fijo que utiliza como combustible combustóleo), dada la homogeneidad en el proceso, con uno de los tiempos más bajos en alimentación de combustible, una eficiencia energética de1.42 MJ/Kg de ladrillo cocido, buena calidad del producto y temperaturas de cocción adecuadas). Por su parte el horno de Juventino Rosas,Gto (horno semi-fijo que utiliza como combustible gas) no pudo ser considerado en la evaluación debido a su baja eficiencia por la presencia de condiciones meteorológicas desfavorables (requiriendo 0.83 MJ/Kg de ladrillo cocido, mala calidad del producto, temperaturas de cocción muy bajas). El horno de León (horno de campaña que utiliza como combustible madera) requiere una mayor cantidad de energía para completar su proceso de cocción, requiriendo 1.41 MJ/Kg de ladrillo cocido, calidad del producto regular, temperaturas de cocción regulares) y el horno de San Miguel de Allende (horno MK2 que utiliza como combustible madera y aceite) y que sólo fue evaluado en su etapa decuradoen el cual se requirieren 2.67 MJ/Kg de ladrillo cocido. calidad del producto buena, temperaturas de cocción adecuadas). A partir de la revisión bibliográfica y la comparación de hornos, se elaboró una matriz comparativa de las tecnologías identificadas considerando los criterios como: el estatus de la tecnología, la zona de implementación, la capacidad del horno, el tipo de combustible utilizado, el tipo de alimentación del combustible, la energía consumida en MJ por kilogramo de ladrillo cocido, si permite o no recuperar calor para ser utilizado en la etapa de precalentamiento ó secado, la magnitud de emisiones a la atmósfera, calidad del producto obtenido, tiempo de cocción del ladrillo por lote, inversión, costo de construcción y de mantenimiento;


7

se observó que es necesario el introducir tecnologías más eficientes como podrían ser los hornos vertical VSBK o el horno MK2, ya que debido a su proceso de quemado o cocción continuo de largos períodos, se lleva a cabo el menor uso de combustibles y la reducción de emisiones por la eficiencia en el consumo de los combustibles, además una menor perdida de energía durante el proceso de cocción por su diseño; esto daría como resultado una menor producción de emisiones de contaminantes y un impacto positivo en la salud de la población de los ladrilleros y de las comunidades circunvecinas. En cuanto a la estimación de emisiones de gases de efecto invernadero a nivel nacional por la actividad ladrillera en México se estimó una emisión de 6.62 millones de toneladas de CO2eq para 2006, que con respecto al Inventario Nacional de Emisiones de GEI, equivale a un 1.09% de las emisiones nacionales; esto basándose en los factores de emisión medidos en 2008 por el INE, el número de ladrilleras estimadas y un peso promedio de 3.63 ± 0.2 Kg por ladrillo. En cuanto a la estimación utilizando los valores factores de emisión de IPCC las emisiones equivalen a aproximadamente el 0.6% a nivel nacional. Con los valores reportados de eficiencia energética para hornos tipo MK2, se estimó que un cambio en el uso de otros hornos como lo es el MK2 podría disminuir hasta en un 50% las emisiones de contaminantes a la atmósfera de acuerdo a la información disponible hasta el momento equivaliendo a mitigar 261,010 toneladas de CO2eq para el caso de estudio que fue el Estado de Guanajuato; además que tan solo un cambio en el uso de dosificadores podría beneficiar durante la quema obteniendo una mayor eficiencia en la combustión y con ello un ahorro de combustible, y menores emisiones a la atmósfera hasta en un 20%, mitigando 108,883 toneladas de CO2eq para el caso de estudio que fue el Estado de Guanajuato. De la revisión de encuestas se generó una nueva propuesta de encuesta para la determinación de la eficiencia de operación de un horno ladrillero, se espera determinar el porcentaje específico de cada costo realizado en las ladrilleras. Poniendo especial énfasis en determinar y clasificar los tipos de combustibles utilizados y determinar cuáles son los combustibles más apropiados; resultando que a un menor precio con un alto calor de combustión, hagan más rentable la actividad ladrillera.


8

Conclusiones Con base en las mediciones de partículas suspendidas en sitios cercanos a la actividad ladrillera, se determinó que existen impactos muy locales por esta fuente en cuanto a partículas, esto no se pudo confirmar del todo por la falta de datos meteorológicos en los sitios. Sin embargo se observaron eventos que rebasan la norma ambiental diaria para PM10 y PM2.5 de 120 y 65 µg/m3, respectivamente; además de sobrepasar en los sitios más cercanos a las ladrilleras la norma anual de 50 y 15 µg/m3 concentración. La caracterización del proceso de combustión en los hornos ladrilleros evaluados mostro que el horno fijo que utiliza como combustible combustóleo es el de mayor eficiencia energética durante el proceso de cocción ya que su consumo de energía por kilogramo de ladrillo cocido fue de 1.42 MJ, además de alcanzar temperaturas óptimas para la cocción de los ladrillos obteniendo una buena calidad de los mismos; en comparación los hornos de campaña y que utilizan combustibles como la madera y el cual no alcanzo temperaturas óptimas para la cocción afectando con ello la calidad de los ladrillos obtenidos, y la cantidad de combustible consumido, aun cuando el consume energético fue de 1.41 MJ / Kg de ladrillo cocido. Respecto al horno (MK2) evaluado este no pudo compararse por estar aun en el proceso de curado, por lo que se recomienda realizar más mediciones en este horno para obtener una evaluación comparable. Se integró una matriz con las características de los diferentes hornos ladrilleros tradicionales y mejorados, a partir de la cual se identificaron como opciones a implementarse en México por tratarse de tecnologías más eficientes los hornos vertical VSBK y el MK2, por su proceso de quemado o cocción continuo de largos períodos, el menor uso de combustibles, la reducción de emisiones por la eficiencia en la combustión de los combustibles, además una menor perdida de energía durante el proceso de cocción por su diseño; lo que daría como resultado una menor producción de contaminantes y un impacto positivo en la salud de la población de los ladrilleros y de las comunidades circunvecinas. Se estimó que la actividad ladrillera contribuye con aproximadamente el 1.09% de las emisiones de bióxido de carbono a nivel nacional en México. Se observó que un cambio de tecnología en las ladrilleras artesanales favorecen hasta en un 50% en la reducción de contaminantes a la atmósfera. Se desarrolló una encuesta en la cual se incluyen puntos críticos que permiten contar con información más precisa sobre la actividad ladrillera y poder estimar su contribución y opciones de mitigación. Se concluyó también que el desarrollar estudios completos en las ladrilleras en diferentes puntos de la república, ayudará a evaluar de forma cuantitativa los problemas tanto de tecnología como de trabajo a partir de conocer la eficiencia en los hornos estudiados y de los productos obtenidos.


9

1. INTRODUCCIÓN

En nuestro país, uno de los problemas ambientales más comunes en ciudades grandes y medianas es la mala calidad del aire causada por un inadecuado control y prevención de las emisiones a la atmósfera por los diferentes tipos de fuentes de emisiones presentes en ellas. Entre los diferentes tipos de emisiones se encuentran: emisiones que proceden de fuentes móviles (sector del transporte). Las más importantes, junto al bióxido de carbono (CO2), son los óxidos de nitrógeno (NOx), el monóxido de carbono (CO), los hidrocarburos (HC), que pueden ser compuestos orgánicos volátiles y no volátiles, las partículas de hollín y derivados de precursores de HC y NOx como consecuencia de una foto-oxidación, el ozono (O3). Emisiones que proceden de fuentes fijas y de área (industria, hogares, agricultura y vertederos); las más importantes, junto con el CO2 son el bióxido de azufre (SO2), los NOx, los HC, las partículas de hollín y los metales pesados, los clorofluorocarbonos (CFC) y el metano (CH4). Un ejemplo de fuentes de emisión para las cuales no existen límites de emisión y que en algunos casos se encuentran dentro de las zonas urbanas o semiurbanas son las ladrilleras artesanales, las cuales actualmente son consideradas dentro de los inventarios de emisiones, sin embargo debido a que son procesos aislados y no existe una regulación en cuanto a su establecimiento en sitios específicos, las emisiones producidas por la fabricación artesanal de ladrillo, se vuelven un ejemplo de emisiones sin control, la fabricación de ladrillo es una operación doméstica lo que hace que sus emisiones sean catalogadas como fuentes de área, propiciando la exposición directa a los contaminantes generados, tanto a los productores como a los que viven en sus alrededores. La fabricación de ladrillo para la construcción puede ser de tipo tecnificada o bien artesanal, siendo una actividad de la que dependen miles de familias, pero cuyo impacto ambiental a la salud de la población y a los ecosistemas en general no se ha estudiado a fondo. El proceso de elaboración y cocido artesanal de ladrillo, contribuyen al deterioro del medio ambiente, por el alto nivel de emisiones contaminantes a la atmósfera, por el uso de materiales combustibles contaminantes y por una combustión deficiente. Ejemplos de los materiales combustibles más utilizados para el calentamiento de los hornos son la madera, diesel y combustóleo, aunque es posible que también se utilicen otros materiales como basura o solventes gastados, cáscara de coco, olote y aglomerados. La materia prima para la elaboración del ladrillo, es tomada con frecuencia de los cauces de los ríos y arroyos sin ningún control, siendo también aprovechadas las tierras y arcillas de los lugares donde decidan asentarse los ladrilleros, sin importar si se trata de un banco de materiales adecuados, ya que no existe un estudio de impacto ambiental. La actividad de elaboración artesanal de ladrillo se ha desarrollado por costumbre con las mismas etapas de producción: preparación de la pasta, moldeo, secado y cocción en hornos ladrilleros, contaminando con todo esto la atmósfera, cuerpos de agua y suelos.


10

Siendo una actividad de competencia estatal y municipal, no se tienen datos precisos sobre las ladrilleras en nuestro país incluyendo el número de ellas, ubicación, producción y el tipo de combustible que utilizan. Así, en la mayoría de los estados solo se cuenta con listados no siempre actualizados. Aunado a lo anterior, las ubicaciones de los hornos ladrilleros prácticamente se encuentran en las cercanías de las principales cabeceras municipales del país, con el fin de proveer de ladrillos de manera inmediata a los centros de materiales para la construcción, existiendo en muy pocos estados regulaciones al respecto.

1.1. Producción de ladrillo a nivel nacional A nivel nacional según el censo económico 2009, existen 10,251 unidades económicas de fabricación de ladrillos no refractarios (327121, Clave SCIAN), donde se ocupan 35,483 personas [24]. El block (cemento) y el ladrillo (arcilla) son empleados para la construcción de los muros y paredes de la vivienda. Los resultados del censo económico 2003 realizado por el INEGI para la fabricación de block (hueco y macizo) y ladrillo (hueco, natural ó artesanal y esmaltado) a nivel nacional, muestra que del mercado el block representa el 57.7% mientras que el ladrillo el 42.3%. Dentro de la producción de block, el 73.3% corresponde a block macizo y el 26.7% al hueco. Para el ladrillo el 36.8% corresponde al ladrillo hueco (procedencia industrial) y el 63.2% al ladrillo macizo (procedencia artesanal) [6]. Para la fabricación de ladrillo se hace una mezcla de agua, materia orgánica (aserrín, estiércol, etc.) y arcillas en proporciones determinadas por el fabricante, mediante moldes se obtienen los ladrillos, los cuales se secan y posteriormente se cuecen en un horno. Existen ladrillos artesanales e industriales, su manufactura sigue el mismo proceso, sin embargo en los primeros el mezclado se realiza de forma manual, así con el moldeado, el secado se realiza al sol y la cocción en un horno artesanal con quemadores poco eficientes que emplean combustibles (como combustóleo, madera, residuos, etc.). Los últimos se hacen con procesos unitarios industriales como revolvedoras, extrusores, cámaras de secado y hornos con quemadores eficientes y combustibles amigables con el ambiente [6,19]. Se estima gruesamente que las ladrilleras artesanales de América Latina, producen entre 30 y 50% de la producción nacional de ladrillos, contribuyendo significativamente al crecimiento del sector construcción que en muchos países ha sido uno de los motores del crecimiento económico en los últimos años [50]. Con base en lo anterior, el objetivo del presente trabajo es generar información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo, a partir de la caracterización de las emisiones de contaminantes y de eficiencia energética, de dos tipos de hornos ladrilleros representativos de dos diferentes regiones del país, los cuales funcionen con tecnologías diferentes a los evaluados en la primer etapa de este proyecto, identificando a la par, mejoras tecnológicas que pudieran tener un menor impacto ambiental y en la mitigación de efectos de esta actividad.


11

2. ANTECEDENTES

El Instituto Nacional de Ecología (INE) en colaboración con la Universidad Autónoma Metropolitana unidad Iztapalapa (UAMI), han realizado diversos estudios en los últimos años con objeto de aportar información que apoye en el entendimiento del problema de la contaminación del aire; identificando la presencia de contaminantes y la contribución de las diferentes fuentes de emisión en la zona de estudio. Durante 2006, 2007 y 2008, el INE realizó en colaboración con el Instituto de Ecología de Guanajuato y con la UAMI, estudios con un enfoque experimental a través de campañas de mediciones en campo para determinar la presencia de contaminantes tóxicos [18]: “Diagnóstico de presencia y rasgos de ácido sulfhídrico, mercaptanos, compuestos orgánicos persistentes, así como contaminantes criterio en la zona sureste de Salamanca, Gto.” y “Diagnóstico de tendencias espaciales y estacionales de partículas suspendidas PM2.5, compuestos orgánicos volátiles, y H2S en la Ciudad de Salamanca”; respectivamente. Debido a las características de la ciudad y a la presencia de diferentes fuentes de emisión contaminante, tanto fijas como de área, siendo algunas de ellas, la Refinería de PEMEX “Ing. Antonio M. Amor”, la Central Termoeléctrica Salamanca de CFE, la compañía Tekchem (actualmente fuera de operación), se determinó la necesidad de realizar estudios que permitieron identificar las contribuciones específicas y las especies contaminantes de cada una de las fuentes de emisión, aportando elementos sobre la contribución en la calidad del aire de cada fuente, diseñando e implementando a la par programas de prevención y control costo-eficiencia. En el 2009, el INE en colaboración con la UAMI llevó a cabo el estudio “Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire” [19], donde se obtuvo información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillos a partir de la caracterización de la eficiencia energética de dos tipos de hornos ladrilleros comúnmente utilizados en la región del Bajío, así como la identificación de mejoras tecnológicas que pudieran tener un impacto en la reducción de gases de efecto invernadero. Los resultados obtenidos en este estudio si bien son aplicables a la región del Bajío en donde se encuentra una gran cantidad de hornos artesanales, deben ser considerados para determinar su aplicación en otros sitios de nuestro país, de ahí el presente estudio. Los estudios realizados hasta ahora en ladrilleras han generado información importante, respondiéndose algunas de las preguntas respecto a la contribución general de esta fuente en la emisión de contaminantes, surgieron también otras en relación a la eficiencia del uso de combustibles y el impacto de estos procesos en la emisión de gases efecto invernadero y de contaminantes criterio y tóxicos. Durante los estudios desarrollados en 2008 y 2009 [19,30], se constató la falta de información respecto al número y características específicas de los diferentes tipos de producción artesanal y por tanto de los impactos de esta fuente. Así mismo, se


12

constató que por las características de estos procesos artesanales, además del impacto ambiental por la baja eficiencia energética y las emisiones de contaminantes, esta actividad económica requiere de una mejora tecnológica para poder impactar en la calidad de vida de los trabajadores así como de sus familias.

3. JUSTIFICACIÓN

En México existen registradas a la fecha 14,764 hornos ladrilleros [10], que operan en su mayoría con procesos arcaicos para la producción de ladrillos y para los que existe poca información que permita determinar con mayor certidumbre la contribución en términos de emisiones de GEI, contaminantes tóxicos y criterio a la atmósfera. Sin embargo por la ineficiente forma en el uso y el tipo de combustibles utilizados, su contribución puede ser importante por lo que es necesario generar información sobre esta fuente que permita no sólo identificar su contribución e impacto ambiental, sino también sobre el impacto en la salud en los trabajadores por esta actividad; en particular para el diseño e implementación de programas y políticas públicas para la prevención del impacto al medio ambiente y la salud [21]. Además de tomar en cuenta este tipo de emisiones para los inventarios de emisiones estatales, ya que se tipifican como una fuente de área importante en cuanto a contribución de contaminantes a la atmósfera. Los resultados que se obtuvieron de la primera etapa del proyecto de la “Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire” [19], han sido un buen principio, ya que se generó información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillos, de dos tipos de hornos ladrilleros comúnmente utilizados en la región del Bajío. Así, con base en lo anterior, es necesario realizar un estudio en zonas potencialmente impactadas con mayor frecuencia de contaminantes para determinar el impacto ambiental y la adecuada ubicación de dos hornos más que utilicen diferente combustible a los evaluados con anterioridad, distribuidos en otras regiones del país.


13

4. OBJETIVOS

Objetivo General

• Generar información sobre el impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo a partir de la caracterización de las emisiones de contaminantes y de eficiencia energética de dos tipos de hornos ladrilleros representativos de algunas regiones del país, diferentes a los evaluados en la primer etapa, en donde se lleve a cabo esta actividad, así como la identificación de mejoras tecnológicas que pudieran tener un menor impacto ambiental y en la mitigación de efectos de esta actividad.

Objetivos Específicos

• Determinar a partir de muestreos con equipo manual del INE los niveles ambientales y composición química de partículas en zonas habitacionales cercanas a estas fuentes y potencialmente impactadas en dos zonas a definir su ubicación. • Caracterizar el proceso de combustión de los hornos ladrilleros de por lo menos dos tipos de hornos diferentes a los evaluados en la primera etapa, a partir de la determinación de perfiles de temperatura del proceso de cocción de ladrillos y del balance de materiales. • Identificar opciones económicamente factibles de mejora tecnológica que permitan reducir el impacto ambiental de esta actividad. • Determinar mediante cálculos de reducción de emisiones de contaminantes atmosféricos y de gases de efecto invernadero con mejoras en eficiencia energética por mejora tecnológica en el proceso de cocción del ladrillo y por tipo de combustible.


14

5. METODOLOGÍA

5.1 Muestreo de partículas Durante el 2010, se continuó con el muestreo manual de partículas iniciado en 2009, con la finalidad de determinar los niveles ambientales y la composición química de las partículas en zonas habitacionales cercanas a las ladrilleras y potencialmente impactadas por estás. El muestreo se siguió en el municipio de Abasolo y en la comunidad de El Refugio, además de iniciarse en la comunidad de El Valladito, este último ubicado al norte de la Ciudad de León, Guanajuato. El muestreo se realizó en aire ambiente de partículas suspendidas fracción PM10 y PM2.5; los muestreos se realizaron con tiempo de 24 horas continuas recolectando una muestra cada 6 días. El equipo utilizado durante el muestreo se describe a continuación:

Muestreadores portátiles de bajo volumen (MiniVol), con cabezales de separación para PM10 y PM2.5, con un flujo de 5 l/min y utilizando filtros de teflón y de fibra de cuarzo de 47 mm de diámetro.

Muestreador de volumen medio conocido como RAAS (REFERENCE AMBIENT AIR SAMPLER) con un flujo de 16.67 l/min y utilizando filtros de teflón de 47 mm y sistema Wins-Impactor para PM2.5.

Muestreadores de alto volumen con cabezales de entrada de muestra Modelo 1200 HVPM10 Sierra-Andesrsen/GMW y G1200-PM2.5, marca Tisch, el primero con controlador de flujo másico y el segundo con volumétrico para mantener el flujo constante a 1.13 m3/min. +/- 10%

Cabe mencionar que se seleccionarán algunas de las muestras de alto volumen para determinar su composición química. En la Tabla 1 se presenta los nombres de las estaciones de muestreo por municipio, los parámetros que se miden y los tipos de equipos de muestreo que se utilizaron.

Tabla 1. Equipos de monitoreo de partículas en los distintos sitios

Municipio Clave de estación

Nombre estación Parámetro Equipo de medición

PM2.5 PM10 Minivol Raas HighVol

Abasolo

PTAR Planta de tratamiento de agua residual

x x x* X Hospital Hospital comunitario

CCA Centro cultural de Abasolo

León

El Refugio El Refugio x* x x* x*

Valladito/ Primaria

Esta estación es la misma “Valladito”

x x x* x**

NOTAS: *Muestreador de alto volumen para PM2.5 propiedad del CENICA ** Equipo RAAS propiedad del IEG que está en reparación * Todos los muestreadores de bajo volumen o MiniVol son propiedad del CENICA


15

5.1.1. Determinación Gravimétrica

Las muestras colectadas en filtros de teflón de 47 mm se analizaron mediante gravimetría para determinar la concentración de las partículas PM2.5 y PM10. El pesaje de los filtros se realizó en el laboratorio de gravimetría de la DGCENICA, empleando una ultra microbalanza analítica (CAHN C-35, con una resolución mínima de 1.0 µg, incertidumbre de ± 0.005 mg, precisión de 1.0 µg y exactitud de 0.0009%) según un procedimiento (CENICA/PT-APF-01) acreditado ante la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA). Para la determinación de la masa colectada en los filtros de 8x10” se empleó el procedimiento CENI-CA/PT-APF-02 de acondicionamiento y pesaje de filtros establecidos en el laboratorio de gravimetría de la DGCENICA, para el cual se empleará una microbalanza analítica marca SARTORIUS. Por otra parte, la concentración total de las partículas colectadas se determinó de acuerdo a los procedimientos establecidos en la NOM-035-ECOL-1993 [35].

5.1.2. Caracterización Morfoquímica

La determinación de elementos minerales y pesados en las muestras obtenidas en filtros de teflón, se realizará mediante fluorescencia de rayos X, en el equipo Jordan Valley, modelo 6400, o bien por espectroscopia de emisión atómica con plasma inductivamente acoplado (ICP-AES, método USEPA 6010B) Para la caracterización morfoquímica se utilizó un microscopio electrónico de barrido y emisión secundaria con control de rangos variables de vacío (presión variable) de la marca JEOL modelo JSM-5900 LV, con un espectrómetro EDS acoplado marca Oxford. Siguiendo el protocolo 1 y 2 establecidos por la DGENICA, con el objetivo de identificar fases principales en muestras de aire ambiente.

5.1.3. Características de los sitios

El municipio de Abasolo se encuentra localizado a los 101º30’07’’ de longitud oeste y a los 20º27’26.7’’ de latitud norte, con una altitud 1760 msnm (Figura 1). Este municipio se localiza al sureste del estado de Guanajuato, en la región geográfica y cultural conocida como El Bajío. En este municipio se han registrado un total de 300 hornos ladrilleros, muchos de los cuales se encuentran alrededor de la comunidad. Este es uno de los sitios con mayor producción de ladrillos en el estado de Guanajuato.


16

Figura 1. Ubicación de las estaciones de monitoreo de partículas suspendidas en el municipio de

“Abasolo”.

Como se observa en la Figura 1 el muestreo de partículas suspendidas se realizó en tres sitios diferentes, los mismos equipos fueron cambiados de lugar debido a actividades extraordinarias, por lo que corresponde a una misma estación: el sitio PTAR ubicado en la “planta de tratamiento de aguas residuales” a 550 m al poniente de la comunidad de Abasolo, dentro de cierta zona de ladrilleras; el sitio “Hospital” y Casa de la Cultura “CCA” ubicados en el centro de la comunidad; en este último es donde actualmente operan los equipos. En el municipio de León, Guanajuato, se ubicaron dos sitios de muestreo uno en la comunidad de “El Refugio” en las coordenadas 21° 05´06.1’’N y 101° 33’ 13.1’’W en la azotea de la Iglesia Católica en la comunidad de El Refugio a 130 metros al sureste de la zona ladrillera. Un segundo sitio en la comunidad de “El Valladito” en las coordenadas 21° 10.413’N y 101° 38.462’W en las instalaciones de la Esc. Prim. Melchor Ocampo a 150 metros al suroeste de la zona ladrillera (Figura 2).


17

Figura 2. Ubicación de las estaciones de monitoreo de partículas suspendidas en el municipio de

León, Guanajuato.

5.2 Caracterización del proceso de combustión en los hornos ladrilleros En este proyecto se estableció el objetivo de caracterizar el proceso de combustión de los hornos ladrilleros de por lo menos dos tipos de hornos diferentes a los evaluados en la primera etapa, a partir de la determinación de perfiles de temperatura del proceso de cocción de ladrillos y del balance de materiales; sin embargo al analizar los resultados obtenidos durante la primera etapa se identificaron errores en las mediciones de los perfiles de temperatura realizadas por lo que durante 2010 se hicieron nuevamente las determinaciones en los 3 primeros hornos, además de realizar la evaluación en un horno diferente con tecnología mejorada.

5.2.1. Perfiles de temperatura

Durante el proceso de cocción del ladrillo, se determinaron los perfiles de temperaturas en cada uno de los hornos seleccionados, utilizando termopares tipo K con pozo de acero inoxidable 316. Estos se instalaron antes del inicio de la cocción y se verifico su operación durante todo el proceso; se colocaron de acuerdo a las dimensiones de los hornos en tres niveles. Con las mediciones se determinó la eficiencia energética en los distintos hornos evaluados, de acuerdo a su diseño, tipo de combustible y técnicas de los ladrilleros.


18

5.2.2. Análisis termogravimétrico y termodiferencial

Se realizó también el análisis termogravimétrico, calcinando las muestras de ladrillo crudo, con una rampa de temperatura de 20°C a 1000°C, en las curvas obtenidas de los análisis se identificaran los intervalos que indican las etapas por las que pasan las muestras ladrillo, determinando las etapas de pérdida de masa con el ascenso de la rampa de temperatura. Se hizo el análisis termodiferencial, donde se identificaron las etapas debidas a cambios endotérmicos y exotérmicos, tales como la evaporación, calcinación de componentes orgánicos y cambios debidos a las transformaciones químicas de las arcillas.

5.2.3. Determinación del calor de combustión de los combustibles usados durante la quema de ladrillos

De cada una de las ladrilleras se extrajeron muestras de los combustibles utilizados con el fin de obtener el calor de combustión de cada uno, el cual se determinó al medir la cantidad de calor producido, por la incineración de una masa determinada de energético en exceso de oxígeno, a volumen constante. Los resultados se expresaron en cal/g, los experimentos se realizaron de acuerdo con el método de ASTM, en una bomba calorimétrica de oxígeno marca Parr [2,3,4]. El objetivo de este análisis fue para la determinación de balances energéticos totales en el proceso de cocción de ladrillos. Finalmente se procedió a comparar el gasto energético a partir de la cantidad de combustibles consumidos y los tiempos de alimentación.

5.2.4. Balance de materiales

Se realizó un levantamiento de las materias primas utilizadas durante la producción de ladrillos; generando una tabla en la que se presenta la materia prima utilizada en cada horno evaluado.

5.3 Mejoras tecnológicas en las ladrilleras artesanales Se identificaron opciones económicamente factibles de mejora tecnológica que permiten reducir el impacto ambiental de la actividad ladrillera y mejorar la calidad de vida de los ladrilleros, mediante la revisión exhaustiva de información y bibliografía sobre producción artesanal de ladrillo en México y en la región de América Latina. Se identificaron los tipos de hornos existentes en nuestro país y en otras partes del mundo, como Latinoamérica, enfocándose a las características que determinan principalmente la reducción de emisiones, debido al uso de nuevas tecnologías o rediseño de los hornos, complementando la información recabada durante 2009 [19]. Se revisó la información presentada en dos talleres enfocados a ladrilleras, llevados a cabo en México en Enero y Octubre de 2010 [20,41]. Se generó una descripción general de cada una de las diferentes opciones de ladrilleras, así como una matriz de comparación con variables como ventajas y


19

desventajas de estas tecnologías para una mayor facilidad en la toma de decisiones. Desafortunadamente con la cantidad y tipo de información existente actualmente sobre cada una de estas tecnologías no se pudo realizar una evaluación cuantitativa si no cualitativa.

5.4 Gases de efecto invernadero en las ladrilleras artesanales Se realizó el inventario nacional de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) generadas por la producción artesanal de ladrillos en México, a partir de dos métodos: (1) estimación de producción per cápita de ladrillos y (2) por el número de ladrilleras presentes en las entidades federativas; además de considerar dos tipos de factores de emisión los determinados por medición por el INE en 2009 [19] y los reportados en IPCC por consumo de energía para la cocción de un kilogramo de ladrillo [47]. Además se determinaron las emisiones de GEI en particular para el estado de Guanajuato a partir de la actividad ladrillera presente en la entidad. Se realizaron dos escenarios de cálculo de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero con mejoras en eficiencia energética por mejora tecnológica en el proceso de cocción del ladrillo y por tipo de combustible; suponiendo la implementación de hornos MK2 en el Estado de Guanajuato y de dosificadores de aserrín en el Estado de México.

5.5 Análisis de cuestionarios aplicados en campo Se llevó a cabo la revisión de cuestionarios aplicados principalmente en el estado de Guanajuato, en el municipio de León, desarrollados por instituciones públicas y privadas como COMIMSA [8], CENICA [9], IEEG [16], Municipio de León [34], COSUDE [1] y SWISSCONTAC [13]. Conteniendo la siguiente información:

1. Cuestionario 1. Enfocado al estudio del consumo de combustibles, sus costos (de fabricación y de ingresos de los trabajadores) y la posible introducción de tecnología para mejorar la combustión.

2. Cuestionario 2. Enfocado al volumen de producción en ladrilleras, tipo de productos fabricados y sus características, medidas de seguridad usadas, uso de combustibles y frecuencia de quemas.

Cuestionario 3. Enfocado a el trabajo de niños y asuntos de género en las ladrilleras.

Cuestionario 4. Enfocado a explorar la concientización que los productores tienen a cerca de la actividad que desarrollan, con respecto a su salud y el medio ambiente.

Con el apoyo de las revisiones de las encuestas, se desarrolló una nueva encuesta enfocada en el estudio de los hornos ladrilleros, para determinar su eficiencia tanto energética como en gasto de materiales, poniendo atención también en el estatus social de los trabajadores que laboran en ellos.


20

6. RESULTADOS

6.1 Concentraciones de partículas suspendidas en aire ambiente Durante 2009 se inició el muestreo de partículas PM10 y PM2.5 en comunidades aledañas a las zonas ladrilleras ubicadas en Abasolo y El Refugio; donde se observó que se presentaban niveles promedio de partículas por arriba del límite establecido por la norma ambiental en ambos sitios. Por lo que durante 2010, se continuó con estos muestreos, ampliando a otros sitios con el objetivo de determinar las concentraciones ambientales de partículas suspendidas con la premisa de un posible impacto de la actividad ladrillera en estos. Durante el periodo de muestreo en el municipio de Abasolo se utilizó equipo de alto volumen del 30 de abril de 2009 al 9 de abril de 2010, obteniendo un total de 33 muestras validadas de 45 calendarizadas, lo que genera una eficiencia de colección del 74%. Las principales fallas se identificaron al inicio del muestreo, debido a problemas con el equipo por cuestiones eléctricas y fugas en la parrilla del filtro, se invalidaron tres muestras por tiempo de muestreo mayor a 24 horas. Las concentraciones promedio de PM10 registradas en el municipio de Abasolo se presentan en la Figura 3. En el sitio “PTAR” se observaron niveles de partículas promedio de 93 µg/m3, muy por arriba a los registrados en “Hospital” y “CCA”, con 44 y 41 µg/m3, respectivamente. Lo anterior demuestra el impacto que se genera con niveles elevados de partículas suspendidas cerca a las ladrilleras posiblemente a una deposición en los alrededores. Cabe mencionar que existe una distancia de 1.5 Km de distancia de la estación PTAR al centro de la comunidad de Abasolo (CCA y Hospital), en donde los niveles de concentración de partículas en aire ambiente no sobrepasan los límites establecidos por la Norma Oficial Mexicana [36] promedio anual para PM10, que es de 50 µg/m3.

Figura 3. Concentraciones promedio de PM10 presentes en el municipio de Abasolo.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

PTAR Hospital CCA

Co

nce

ntr

aci

ón

de

PM

10

(µ

g/

m3

)

NOM-025-SSA1-1993, Promedio anual


21

En Figura 4 se observa la distribución de PM10 en los tres sitios de muestreo en el municipio de Abasolo. Los niveles registrados en la estación PTAR cercanos a las ladrilleras (≤ 500 m) sobrepasan los límites establecidos por la Norma Oficial Mexicana anual de 50 µg/m3 en comparación con las estaciones ubicadas en el centro de la comunidad (Hospital y CCA). Cabe mencionar durante el periodo de muestreo se observaron picos de alta concentración de PM10, los cuales se podrían relacionar con un aumento en la actividad ladrillera en las orillas de la comunidad de Abasolo. Por otra parte, es importante mencionar que no se observó un fenómeno estacional importante en la zona de estudio, lo cual corrobora que los niveles de máxima concentración de partículas suspendidas se deban principalmente a la influencia de fuentes cercanas en la zona de muestreo.

Figura 4. Distribución de concentraciones de partículas PM10

obtenidos en el municipio de Abasolo.

En la Figura 5 se observa las concentraciones promedio, máximas, mínimas y desviación estándar de PM10 y PM2.5 obtenidas con equipo de bajo volumen en los sitios de “Hospital” y CCA, ubicados en el centro de la comunidad de Abasolo. Las concentraciones registradas tanto para PM10 y PM2.5 en ambos sitios de muestreo fueron muy similares, presentando una diferencia máxima de 3 µg/m3 de un sitio a otro, lo que corrobora que el cambio de estación del sitio “Hospital” al “CCA” no influyo en los resultados obtenidos durante el resto del muestreo. Por otra parte, se determinó el coeficiente de correlación de PM10/PM2.5 R: 0.54, lo que indica una contribución importante de partículas de fracción ultrafina ≤2.5 µm en la zona urbana.

PM10

Abasolo

0

25

50

75

100

125

150

29

-ab

r-0

9

6-m

ay-0

9

14

-ma

y-0

9

21

-ma

y-0

9

29

-ma

y-0

9

5-j

un

-09

13

-ju

n-0

9

20

-ju

n-0

9

28

-ju

n-0

9

5-j

ul-

09

13

-ju

l-0

9

20

-ju

l-0

9

28

-ju

l-0

9

4-a

go

-09

12

-ag

o-0

9

19

-ag

o-0

9

27

-ag

o-0

9

3-s

ep

-09

11

-se

p-0

9

18

-se

p-0

9

26

-se

p-0

9

3-o

ct-

09

11

-oct-

09

18

-oct-

09

26

-oct-

09

2-n

ov-0

9

10

-no

v-0

9

17

-no

v-0

9

25

-no

v-0

9

2-d

ic-0

9

10

-dic

-09

17

-dic

-09

25

-dic

-09

1-e

ne

-10

9-e

ne

-10

16

-en

e-1

0

24

-en

e-1

0

31

-en

e-1

0

8-f

eb

-10

15

-fe

b-1

0

23

-fe

b-1

0

2-m

ar-

10

10

-ma

r-1

0

17

-ma

r-1

0

25

-ma

r-1

0

1-a

br-

10

ug

/m3

PTAR

Hospital

Promedio

CCA

NOM-Anual


22

Figura 5. Promedio, máximo, mínimo y desviación estándar de PM10y PM2.5 registrados en las estaciones CCA y Hospital en la zona urbana de Abasolo.

En la Figura 6 se observan los registros de temperatura, humedad relativa y concentración de PM10 obtenido en el municipio de Abasolo durante el periodo de muestreo. Se observa en el mes de junio un aumento de la humedad relativa por la presencia de episodios de precipitación (lluvia). Es importante mencionar que se observaron episodios de elevada humedad relativa durante el muestreo lo que generó bajas concentraciones de PM10 en el ambiente, posiblemente ocasionada por la deposición humedad favorecida por la presencia de partículas higroscópicas en la atmósfera, así como probablemente haya habido una disminución de la actividad ladrillera por la presencia de lluvias. Así, mismo no se observó niveles elevados de PM10 durante días con máxima temperatura en ambiente, lo que se descartaría la posible influencia de partículas proveniente de la resuspensión de suelos por procesos convectivos.

Figura 6. Distribución de niveles de temperatura y humedad relativa

obtenidos en el municipio de Abasolo.

De igual forma en la comunidad de “El Refugio” se tomaron muestras con equipo de alto volumen de PM10 del 2 de mayo de 2009 al 4 de abril de 2010, en la Figura 7 se observa los niveles de concentración de PM10 registrados, los cuales

PM en Zona Urbana, Abasolo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CCA-PM10 CCA-PM2.5 HOSPITAL-PM10 HOSPITAL-PM2.5

ug

/m3

15

20

25

30

35

40

45

22/0

3/1

0

26/0

3/1

0

29/0

3/1

0

01/0

4/1

0

20/0

4/1

0

23/0

4/1

0

26/0

4/1

0

29/0

4/1

0

02/0

5/1

0

05/0

5/1

0

08/0

5/1

0

11/0

5/1

0

14/0

5/1

0

17/0

5/1

0

20/0

5/1

0

23/0

5/1

0

26/0

5/1

0

29/0

5/1

0

01/0

6/1

0

04/0

6/1

0

07/0

6/1

0

10/0

6/1

0

13/0

6/1

0

16/0

6/1

0

ºC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90u

g/m

3

%R

H

ºC % RH PM10


23

presentan una distribución estacional, debido a factores meteorológicos en donde los niveles elevados de partículas se registran principalmente en la época seca-fría generando una estabilidad y acumulación de partículas en la atmósfera, sobrepasando la norma de 120 µg/m3 promedio de 24 horas establecido en la NOM-025-SSA1-1993 [36]. Por otra parte, al igual que en municipio de Abasolo se observa durante el periodo de muestreo picos de máxima concentración de partículas suspendidas, posiblemente al aumento de emisiones debido a la actividad conjunta que realizan los ladrilleros en ciertos días del mes. Es importante señalar que a partir de octubre del 2010 se agregó una estación manual para el monitoreo PM2.5 en la comunidad de “El Refugio”, sin embargo aún no se cuenta con los resultados.

Figura 7. Distribución de concentración de partículas PM10 en “El Refugio”.

Por otra parte, durante 2010 se obtuvieron muestras de PM10 y PM2.5 con equipo de bajo volumen en el municipio de Abasolo y León, Guanajuato, en comunidades aledañas a las zonas ladrilleras. En la Figura 8 se presenta los resultados de los muestreos de PM10, donde destaca que las concentraciones de 24 horas no rebasan la norma ambiental NOM-025-SSA1-1993 [36] de 120 µg/m3, en la mayoría de los sitios solo en El Refugio y Brisas en algunas ocasiones rebasa la norma. Se obtuvo la concentración promedio de las muestras, y se comparó con la norma anual que es de 50 µg/m3, obteniendo que los sitios de El Valladito, Brisas y El Refugio sobrepasan la norma, sin embargo por el número de muestras obtenidas hasta el momento este dato no es representativo aunque da un indicio de que puede haber alguna fuente local que esté impactando el sitio como las ladrilleras.

El Refugio

0

50

100

150

200

250

300

22-a

br-

09

7-m

ay-0

9

22-m

ay-0

9

6-jun-0

9

21-jun-0

9

6-jul-09

21-jul-09

5-a

go-0

9

20-a

go-0

9

4-s

ep-0

9

19-s

ep-0

9

4-o

ct-

09

19-o

ct-

09

3-n

ov-0

9

18-n

ov-0

9

3-d

ic-0

9

18-d

ic-0

9

2-e

ne-1

0

17-e

ne-1

0

1-f

eb-1

0

16-f

eb-1

0

3-m

ar-

10

18-m

ar-

10

2-a

br-

10

17-a

br-

10

2-m

ay-1

0

17-m

ay-1

0

1-jun-1

0

ug

/m3

PM10

Promedio

NOM-PM10 Anual


24

Figura 8. Concentraciones de partículas PM10 en comunidades aledañas a las zonas ladrilleras.

En la Figura 9 se observa que la concentración de PM2.5 promedio de 24 horas no rebasa la norma NOM-025-SSA1-1993 de 65 µg/m3; sin embargo al hacer un promedio de las concentraciones presentes en los sitios y compararla con la norma anual que es de 15 µg/m3, se observa que todos los sitios están por arriba de la norma anual ya que estos promedios oscilan entre 24 y 32 µg/m3; siendo el sitio El Valladito el que presenta las mayores concentraciones.

Figura 9. Concentraciones de partículas PM2.5 en comunidades aledañas a las zonas ladrilleras.

Estos resultados muestran la probable influencia de las zonas ladrilleras en los sitios de muestreo sobre todo la cercanía de las comunidades de El Refugio y El Valladito (zona habitacional) a las ladrilleras, las cuales son de menos de 300 metros. Además en la comunidad de El Refugio el número de ladrilleras presentes,

0

20

40

60

80

100

120

140

03

/11

/20

09

23

/11

/20

09

13

/12

/20

09

02

/01

/20

10

22

/01

/20

10

11

/02

/20

10

03

/03

/20

10

23

/03

/20

10

12

/04

/20

10

02

/05

/20

10

22

/05

/20

10

11

/06

/20

10

01

/07

/20

10

21

/07

/20

10

10

/08

/20

10

30

/08

/20

10

19

/09

/20

10

09

/10

/20

10

29

/10

/20

10

18

/11

/20

10

08

/12

/20

10

28

/12

/20

10

17

/01

/20

11

06

/02

/20

11

Co

nce

ntr

ació

n d

e P

M10

(µg/

m3)

CCA Hospital El Valladito Brisas El Refugio

NOM-025-SSA1-1993, Promedio de 24 horas

0

10

20

30

40

50

60

70

14/1

0/20

09

03/1

1/20

09

23/1

1/20

09

13/1

2/20

09

02/0

1/20

10

22/0

1/20

10

11/0

2/20

10

03/0

3/20

10

23/0

3/20

10

12/0

4/20

10

02/0

5/20

10

22/0

5/20

10

11/0

6/20

10

01/0

7/20

10

21/0

7/20

10

10/0

8/20

10

30/0

8/20

10

19/0

9/20

10

09/1

0/20

10

29/1

0/20

10

18/1

1/20

10

08/1

2/20

10

28/1

2/20

10

17/0

1/20

11

06/0

2/20

11

Conc

entr

ació

n de

PM

2.5

(µg/

m3)

Hospital CCA El Valladito Brisas

NOM-025-SSA1-1993, Promedio de 24 horas


25

aproximadamente 150, hacen que haya una influencia importante en la zona habitacional de la comunidad; en la comunidad de El Valladito se han presentado quejas de los habitantes, y lo que se observa en los muestreos hasta ahora realizados es que aun cuando no haya una incidencia en sobrepasar la norma ambiental de calidad del aire de manera constante, si hay una influencia de fuentes locales como lo son muy probablemente las ladrilleras ubicadas a escasos 100 metros.

6.2 Caracterización del proceso de combustión de los hornos ladrilleros Se determinó la eficiencia energética de los hornos ladrilleros a partir de la caracterización del perfil de temperatura durante el proceso de cocción de ladrillo, con combustibles y procesos diferentes.

6.2.1. Perfiles de temperatura

La Tabla 2 muestra un resumen de los resultados obtenidos de los perfiles de temperatura por horno ladrillero.

Tabla 2 Perfiles de temperatura en la parte superior de los hornos

Fecha de muestreo

Municipio

Temperatura promedio máxima

alcanzada (°C)

*Tiempo para

alcanzar la temperatura

promedio máxima (h)

Tiempo de alimentación

de los combustibles

(h)

**Altura de

carga del

horno (m)

Ladrillos cocidos (piezas)

Combustibles

utilizados

20/04/2010 Salamanca 761 20.50 16 3.51 9,000 Combustóleo y madera

22/04/2010 Juventino Rosas

70 19.50 9.17 4.35 25,000 Tela, gas y aceite

30/11/2010 León, El Refugio

528 47.67 23.30 2.30 14,000 Madera

01/02/2011

San Miguel de Allende MK2 (quema 1)

738 16.73 16.73 2 5,400

Madera, aceite y torta sólida de combustible

08/02/2011

San Miguel de Allende MK2 (quema 2)

665 27 17.83 2 5,400 Madera y aceite

*Temperaturas alcanzadas en la parte superior de los hornos. **La altura de carga solo se refiere a la altura de la estiba de ladrillos descontando la altura de las entradas de alimentación de los combustibles.

De acuerdo a la tabla 2, en el horno de Salamanca, los perfiles de temperatura fueron en ascenso a lo largo del horno sin mostrar efectos significativos de disminución de temperaturas. Para el caso de Juventino Rosas, debido a que el viento jugó un factor importante durante la quema, los perfiles de temperatura mostraron una deficiencia clara en la quema, proponiendo descartar el análisis debido a no haber un ascenso considerable de temperaturas que dieran paso a un proceso que pueda ser comparado con el resto de los hornos. Para el caso de


26

León, solo hay efecto en los perfiles de temperatura superiores, para los cuales las temperaturas máximas alcanzadas pueden no ser suficientes para el cocimiento completo de los ladrillos. Finalmente para el caso de San Miguel de Allende, en la quema 1 hizo falta un perfil de temperaturas completo, sin embargo el hecho de haber analizado un solo punto (ubicado en la parte de enfrente de la alimentación) da un indicio de su eficiencia, debido a que en el proceso de calentamiento del horno, el quemador utilizado lanza el calor generado hacia la parte de atrás del horno, indicando que si las temperaturas observadas en el único punto muestreado (en la parte de enfrente), ascendieron arriba de los 700°C, puede ser indicativo de que las temperaturas se homogenizaron en el interior. Para la quema dos fue contundente que el efecto de generar brazas en la parte de enfrente, solo tiene efecto en esta dirección, indicando una quema ineficiente en la parte posterior del horno y una reducción en la eficiencia del mismo, sin embargo debido a su etapa experimental aún hace falta desarrollar más análisis al respecto y mejorar la técnica de alimentación de la madera.

6.2.2. Balance de materiales

En la Tabla 3 se presentan los materiales utilizados para la fabricación de ladrillos en cada región, presentando una diferencia importante entre ellos que afecta durante la quema en los hornos.

Tabla 3. Proporción de Materiales utilizados para la producción de ladrillos

Municipio Barro Tierra lama

Tierra de ensolve

Abono de vaca

Abono de caballo

Aserrín Tierra negra

Tierra arenosa

Salamanca 1 0.5 0.12 0.12

Juventino R. 1 0.2 0.2

León 0.1 3.5 3.5

San Miguel 1.2 0.2

A partir de los análisis termogravimétricos y termodiferenciales realizados a cada uno de los ladrillos crudos obtenidos de los sitios evaluados, se determinó el comportamiento de la calcinación de las muestras; mostrando en los cuatro casos comportamientos similares. Entre los 100°C y 150°C para la escala de DTA, indica la pérdida (por evaporación) de agua. Posteriormente se observa en cada caso que hay una temperatura que indica una transformación termoquímica, donde se lleva a cabo la producción de agua, para el caso de la muestra de Salamanca, la temperatura promedio para dicha transformación es de 476°C, para la muestra de Juventino Rosas, la temperatura promedio fue de 752°C, para León la temperatura fue de 472°C y para San Miguel de Allende fue de 470°C; esta variación tan importante se debe al tipo de tierras y las proporciones utilizadas en cada caso. En este proceso se determinó que para el caso de Salamanca la temperatura de cocción de los ladrillos debe ser entre los 700°C y 900°C, en Juventino Rosas las temperaturas están entre los 760°C y 900°C, en León las temperaturas están entre los 700°C y 800°C y al igual que para San Miguel de Allende. Finalmente se observó que después de los 900°C se lleva a cabo el proceso de vidriado, proceso por el cual se debe evitar que los ladrillos pasen.


27

6.2.3. Gasto energético

En la Tabla 4 se muestra el gasto energético requerido en cada caso; destacando que en Salamanca la quema fue en promedio homogénea en todo el horno, indicando un gasto de energía que fue aprovechado más eficientemente comparado con los demás hornos, resultando así, que si bien hay pérdidas de energía durante el proceso, en el caso de Salamanca la eficiencia del proceso de quema de los ladrillos puede considerarse un 100%, esto es, que se asegura que todos los ladrillos se cocieron homogéneamente. En Juventino Rosas, las condiciones meteorológicas presentes en el momento de la quema afectaron de manera importante en el proceso dando como resultado una alta ineficiencia en la quema, en promedio se determinó un 40% de eficiencia debido a las bajas temperaturas alcanzadas siendo insuficientes para llevar a cabo un proceso de cocción completo durante el horneado de los ladrillos. Para el caso de León, la eficiencia obtenida se principalmente a las temperaturas máximas alcanzadas en la parte superior del horno, indicando que solo el 80% de la quema puede tener ladrillos cocidos de manera eficiente. En San Miguel de Allende, la eficiencia de la primera quema no pudo ser determinada, debido a que solo se caracterizó con un termopar y fue solamente exploratoria, para determinar si el horno podría ser tomado en cuenta; en la segunda quema se determinó que debido al proceso de curado del horno, y a la exploración en el proceso de quemado por parte de los ladrilleros, solo la mitad del horno tuvo las temperaturas requeridas para llevar a cabo el proceso de cocción de los ladrillos, por lo que el gasto energético resultante fue muy alto y no puede tomarse como definitivo.

Tabla 4. Consumo energético de los hornos ladrilleros

Municipio Eficiencia en

la quema (%)

Consumo energético (kcalX10

-7)

Tiempo de alimentación de combustibles (h)

Ladrillos (piezas)

Consumo energético por

pieza (kcal/ladrillo)*

Salamanca 100 1.11 16 9,000 1,233

Juventino Rosas

40 1.80 8.5 25,000 720

León 80 1.71 23.3 14,000 1,221

San Miguel de Allende (Q1)

No determinado

0.65 16.7 5,400 1,204

San Miguel de Allende (Q2)

50 1.25 17.5 5,400 2,315

* El peso del ladrillo considerado fue de 3.63 ± 0.2 Kg.

De acuerdo a la tabla 4 se determinó que hasta ahora el proceso con mayor eficiencia de quemado es el horno de Salamanca, si bien tiene un consumo energético promedio, con respecto al resto de los hornos caracterizados, su eficiencia fue del 100 %, con uno de los tiempos más bajos en alimentación de combustible. Por su parte el horno de Juventino Rosas no puede ser considerado debido a su baja eficiencia. El horno de León requiere una mayor cantidad de energía para completar su proceso de quema y el horno de San Miguel de Allende aun no puede ser comparado por estar aún en fase del proceso de curado.


28

6.3 Mejoras tecnológicas viables en las ladrilleras Actualmente en México para la fabricación de ladrillos se utilizan mayormente hornos tradicionales los cuales tienen distintas desventajas respecto a otro tipo de hornos. Entre estas se encuentra la mala eficiencia de los hornos, la obtención de ladrillos de baja calidad, el alto consumo energético, el fuerte gradiente de temperatura dentro del horno, el uso de combustibles contaminantes (combustóleo, aceites gastados, residuos, llantas, etc.), entre otros. Se sabe que en promedio el consumo energético es aproximadamente el 60% del costo del ladrillo, además de que una mejora en las formulaciones de los ladrillos (mezcla de arcillas, abonos, aserrín y aditivos) ayudaría a obtener mejor calidad en estos [5,11,19,33].

Los hornos tradicionales sufren una pérdida de energía muy alta producida principalmente por el exceso de aire que tiene un tiempo de residencia corto en el horno, además de las pérdidas de energía por el suelo y las paredes laterales. Se presenta un mayor ahorro de energía con el aislamiento por las paredes del horno y el pasar a través de múltiples cámaras el gas de combustión, de manera que el aire caliente se utiliza de una manera más eficiente. Además un mayor tiempo de residencia del gas de combustión, reduce fuertemente las emisiones de partículas, dado que los ladrillos actúan como una cámara de sedimentación por gravedad.

En la primera etapa de este proyecto realizada en 2009 se hizo una revisión bibliográfica de opciones tecnologías más limpias, comparando distintos tipos de hornos ladrilleros, con el fin de analizar nuevos métodos de producción y eficiencias, en cuanto a eficiencia energética y reducción de emisiones, en este estudio se presenta una actualización del mismo.

6.3.1 Descripción de diferentes hornos para la cocción de ladrillos

En distintas partes del mundo donde son usados los hornos ladrilleros tradicionales se han desarrollado varios tipos de hornos adoptando las demandas económicas y sociales de cada región, incluidos los costos de inversión inicial y las necesidades operacionales. Estos hornos tienen un mejor balance energético y reducen los factores de emisión de contaminantes. A continuación se presenta una descripción de estos hornos con la finalidad de encontrar el más adecuado para ser utilizado en nuestro país:

Horno tradicional abierto

También conocido como horno de campaña, el cual se forma conforme se apilan los ladrillos para su cocción, las paredes del horno y los arcos de alimentación están hechas de los mismos ladrillos a cocer [10,11,17]. Es importante mencionar que existen varios tipos de hornos tradicionales adoptando las demandas económicas y sociales de cada región, incluidos los costos de inversión inicial y las necesidades operacionales. Son los mayormente utilizados en México. Horno tradicional mejorado


29

También conocido como horno fijo; este está construido con ladrillo cocido en toda su estructura, teniendo entre dos y tres túneles de alimentación prefabricados; u otros con una base (donde se colocan los ladrillos a cocer) poseen una serie de arcos de hasta 1.6 metros de alto siendo este el lugar de alimentación [11,17]. Horno de ladrillos de eje vertical (VSBK)

El horno VSBK tiene bajas pérdidas de calor, funciona como un intercambiador de calor ya que los ladrillos crudos se alimentan por la parte superior del horno y los ladrillos cocidos se descargan por la parte inferior, mientras que el calor se genera en el centro y se mueve naturalmente hacia arriba en un proceso continuo. El proceso de cocción comprende tres etapas que se desarrollan en el interior del horno: un precalentamiento que ocurre en el tercio superior del eje, una etapa de cocción localizada en el tercio medio (donde las temperaturas más altas van a 900°C), y una etapa de enfriamiento localizada en el tercio inferior. El horno cuenta con una pared fija que reduce la perdida de calor; además utiliza carbón molido como combustible permanente y una pequeña cantidad de madera en el encendido. El horno VSKB produce aproximadamente 6,500 ladrillos al día. La tecnología combina simplicidad y eficiencia en el quemado, además de un ahorro de combustible y una reducción contaminantes [12,13,27,28,48,54].

Horno MK2

Este tipo de horno se compone de dos cámaras con techo de arco que están conectadas por un túnel. Ambas cámaras cuentan con una pila adecuada que pueda ser cerrada de manera que el flujo de los gases de combustión de una cámara es redirigido a través del canal de conexión en la otra cámara. Antes de iniciar la combustión ambas cámaras deben llenarse con ladrillos crudos, se selecciona la cámara que va servir de filtro y la que se va a quemar, se abre la compuerta del túnel que comunica la cámara que se va a quemar con la cámara que va a servir de filtro y se cierra la compuerta del otro túnel, se cierra la compuerta de la chimenea de la cámara que se va a quemar y se abre la compuerta de la chimenea de la cámara que va a servir de filtro. De esta manera el gas de combustión se filtra en lo que respecta a partículas y su calor se utiliza para precalentar los ladrillos crudos de la otra cámara. El mismo procedimiento se repite después con la otra cámara. Cada uno de los hornos tiene una capacidad promedio de 8,000 ladrillos. Este mecanismo reduce significativamente las emisiones contaminantes y la demanda de energía [5,20,40,55]. Horno Hoffman Es una serie de hornos interconectados, consiste en un paso principal del fuego rodeado en cada lado por varios cuartos pequeños. Cada sitio contiene una plataforma de ladrillos. En el paso principal del fuego hay un “carro del fuego”. Cada sitio se enciende por un momento específico, hasta que son los ladrillos cocidos correctamente, posteriormente el carro del fuego se rueda al cuarto siguiente. Así, la cubierta de un horno en anillo contenía muchas aberturas, cubiertas con tapas metálicas, lo que se conocen como “agujeros de alimentación”, por allí se añaden pequeñas cantidades de carbón cuando es necesario con una pequeña pala. Este horno utiliza los gases de combustión para


30

precalentar los ladrillos crudos, reduciendo con ello a un 50% el consumo de energía en comparación con otros hornos. El proceso de fabricación de ladrillos puede ser manual o automatizado [49]. Horno tipo túnel El horno de túnel consiste, como su nombre lo dice, de un túnel donde los ladrillos se desplazan continuamente en vagonetas o rodillos a través de una galería muy larga aproximadamente de 100 metros de longitud y divididos en tres sectores, precalentamiento, cocción y enfriamiento. Los productos se desplazan del sector de precalentamiento hacia la zona de cocción, siguiendo un programa de cocción con parámetros ya definidos para cada tipo de pasta. Obteniéndose productos de alta calidad. El aire circula en sentido contrario al desplazamiento de la carga, generando un ahorro en el consumo de combustible en las etapas de precalentamiento y secado. Estos son hornos de alta productividad. La economía del horno túnel estriba en que se recupera el calor de los gases de combustión para calentar la carga que entra y utilizando el calor de los ladrillos que se enfrían para precalentar el aire de la combustión o en algunos casos, para secar ladrillos [15,53].

Horno de fosa bull (BTK) Este horno consiste de una zanja en forma de elíptica que mide de 2 a 3 m de profundo, 100-150 metros en circunferencia, y con una chimenea móvil. La zanja se llena con ladrillos crudos, y posteriormente se lleva a cabo la combustión alimentando el combustible por la parte superior a través de un enrejado, la cual es cubierta con ladrillos cocidos. El aire es conducido a través del enrejado de ladrillos para salir por la chimenea hacia el exterior, la reutilización del aire caliente rinde ahorros considerables en el coste de combustible, sin embargo tiene una alta emisión de contaminantes [48,50].

Horno semicontinuo de cámaras Este tipo de horno reúne las características de los hornos continuos y los intermitentes, y optimiza el uso de la energía que se perdería en el calentamiento de las cámaras subsiguientes. Además cuenta con vagonetas de carga para facilitar la carga y descargas [38]. Horno de Cámaras Múltiples Consiste este horno en una serie de cámaras individuales pero conectadas entre sí, y comparten el mismo cañón de chimenea. Existe hasta de 20 cámaras en algunos casos, son hornos de alta producción. Su funcionamiento es muy sencillo, el encendido se inicia en la primera cámara haciendo pasar el calor residual de los gases de combustión a las siguientes cámaras para precalentar y completar el secado de los productos cargados, cuando la primera cámara ha alcanzado la temperatura de cocción, la segunda cámara estará entre los 300 a 400 ºC, para cuando esto suceda se inicia la combustión en la segunda cámara y la tercera cámara aprovechará el calor residual de la segunda cámara así sucesivamente hasta completar la serie, cabe indicar que cada cámara tiene su compuerta para la


31

combustión. Estos hornos son muy eficientes puesto que reducen enormemente el tiempo de operación, como también los costos de operación [38].

Horno de infrarrojo Entre las características de este horno se puede destacar el ahorro de tiempo para llevar a cabo el proceso ya que sólo requiere de una hora, a diferencia del horno convencional que lo hacía en ocho. El horno infrarrojo esta equipado con 90 lámparas de rayos infrarrojos que elaboran el ladrillo en tres etapas calentamiento, cocción y enfriamiento y aumentan la calidad del producto terminado [20]. Horno solar El prototipo de horno solar para el cocimiento de tabiques de arcilla se diseñó con una capacidad de 10 piezas, consiste de un helióstato con nueve espejos, cada uno con dimensiones de 1 m x 1 m, dirigen los rayos del Sol a un concentrador parabólico fuera de eje, éste a su vez los enfoca a una cámara de cocción. En el interior de la cámara se encuentra una cavidad de cuerpo negro que absorbe la radiación solar y a su vez emite el calor generado a los tabiques colocados alrededor de la cavidad. La cavidad tiene una pared compuesta, consiste de una cubierta sólida de material cerámico refractario en el interior, seguida por una colchoneta aislante de fibras cerámicas y en el exterior un recubrimiento de lámina de acero al carbón para reducir pérdidas de calor [11]. Hornos de Bóveda de tiro Invertido En Europa, por la necesidad de mejorar la calidad de los productos se desarrolló el horno de tiro invertido, cuya característica es que la chimenea se encuentra en el piso del horno, el fuego sigue hacia arriba para luego ser succionado por la chimenea atravesando la carga de arriba hacia abajo, con lo que consigue una cocción homogénea de los productos, puesto que existe una distribución de temperatura uniforme en la cámara de cocción. Estos hornos pueden tener formatos cilíndricos y cúbicos, cuyos volúmenes variables tiene mucha aplicación en la industria cerámica incluyendo la industria ladrillera de producción pequeña y mediana [38]. Horno gasificación de biomasa (SECAGEM) Hornos utilizados exclusivamente para la industria de la cerámica estructural (tejas rojas). Estos hornos están construidos con la última tecnología de control y la termodinámica aplicada en otros sectores de la industria cerámica para altas temperaturas y la precisión. Basado en el uso de combustibles renovables con bajo impacto ambiental, desarrollo de sistemas de combustión se aplica a las estufas a partir de biogás para reducir el consumo, aumentar la calidad del producto y el proceso de producción del quemado [15]. Ecoladrillos Los ecoladrillos son desarrollados a base de un componente llamado KD54, el cual es un polímero fabricado a base de diversos productos y componentes naturales. Para la fabricación de ladrillos se usa una mezcla de: KD54, diversos materiales pétreos (tepetates, material de banco, tierras comunes, etc.) y arcillas,


32

se provoca una reacción química mineral natural, una sisterización en frio, obteniendo una alteración en la estructura de la mezcla en general dando como resultado una composición sólida, permeable, resistente y moldeable. Se elimina el uso de materia orgánica como estiércol, no se utiliza quema. Actualmente se han iniciado operaciones (plan piloto) con algunos ladrilleros en la zona de Tlajomulco de Zuñiga, Jalisco México [26]. Ladrillos comprimidos Están hechos de arcilla, arena y un pequeño porcentaje de cal y / o cemento que se comprime por la máquina. Los beneficios de la Junta, sobre todo en países de bajos ingresos y comunidades marginadas, son muchos, debido a que dichas comunidades cuentan con el suelo adecuado el cual es abundante y los bloques se pueden comprimir ya sea manualmente o utilizando prensas adquiridas a un bajo costo. La durabilidad de los edificios es superior a la de los bloques de hormigón o ladrillo cocido [25].

6.3.2 Matriz comparativa para la producción artesanal de ladrillos

De acuerdo a la revisión bibliográfica y al comparar los hornos utilizados en México; que son principalmente los hornos tradicionales de campaña y en algunas zonas hornos fijos, y solo en muy pocos sitios hornos MK2; con hornos extranjeros, se observó que es necesario el introducir tecnologías más eficientes como podrían ser los hornos vertical VSBK o el horno de gasificación, ya que debido a su proceso de quemado o cocción continuo de largos períodos, se lleva a cabo el menor uso de combustibles y la reducción de emisiones por la eficiencia en la combustión de los combustibles, además una menor perdida de energía durante el proceso de cocción por su diseño; esto daría como resultado una menor producción de emisiones como los gases de efecto invernadero y un impacto positivo en la salud de la población de los ladrilleros y de las comunidades circunvecinas. En la Tabla 5 se presenta una matriz de las características de los hornos descritos anteriormente, con la finalidad de realizar una comparación entre éstos para tomar una decisión sobre cuál sería la mejor opción para ser utilizados en México. En esta matriz se evalúan el estatus de la tecnología, la zona de implementación, la capacidad del horno, el tipo de combustible utilizado, el tipo de alimentación del combustible, la energía consumida en MJ por kilogramo de ladrillo cocido, si permite o no recuperar calor para ser utilizado en la etapa de precalentamiento ó secado, la magnitud de emisiones a la atmósfera, calidad del producto obtenido, tiempo de cocción del ladrillo por lote, inversión, costo de construcción y de mantenimiento. Es de suma importancia la utilidad que puede darse a este tipo de matrices ya que ayudan a que modelos de intervención tecnológica puedan ser sustentados con este tipo de información. Así como una comparación de las modificaciones tecnológicas en hornos tradicionales en México, que puede servir para identificar mejoras tecnológicas sin un costo alto para su implementación.


33

Tabla 5. Matriz de evaluación con características de los distintos hornos (1).

Tipos de hornos Estatus de

la tecnología

Tecnología Zonas de

implementación Capacidad de Horno

Capacidad del horno

(ladrillos/lote ó día)

Tipo de combustible

Alimentación de

combustible

Permite utilizar

otro combusti

ble

Energía MJ por Kg de Ladrillo

Permite recuperar calor para

utilizarlo en la etapa de

precalentamiento ó secado

Horno Tradicional-Campaña

Probada Baja Diferentes regiones de México

Regular 5,000 - 30,000 por lote

FC, FA, FGL, FP, FCA, BMV, BMU, RSU, RSO, LL, PL, BM

Pala, dosificadores, manual, quemador

Sí

0.5-1.94 No

Horno Tradicional-Fijo

Probada Baja Diferentes regiones de México


FC, FA, FGL, FP, FCA, BMV, BMU, RSU, RSO, LL, PL, BM

Pala, dosificadores, manual, quemador

Sí

0.73 No

Horno Multicamáras

Probada Media Perú Regular 20,000 por lote (4 camáras)

BMU, RSO, CA Automático Sí Baja Sí

Horno Vertical, VSBK

Probada Media Ecuador, Perú, India, Brasil, China

Regular 6,500 por día CA Pala No 0.7-1.0 [15] No

Horno MK Prueba en campo

Media Cd. Juárez, Gomez Palacio, México


FC, FA, FCA,BMU Pala, dosificador

Sí Baja Sí

Horno Hoffman Probada Alta Gran Bretaña, Colombia, Brasil, Europa

Regular 2,000 - 24,000 por día

FC, FGN, FP, BMV

Pala Sí 0.7 Sí

Horno Túnel Probada Alta Brasil, Italia Alta 50,000 - 150,000 por día

FGL, FGN, CA Automático Sí 1.4-1.6 [9] Sí

Horno gasificación de biomasa

Probada en Brasil

Alta Brasil Alta 6,000,000 por mes

FGN, FLP, BO Automático Sí 1.9-2.5 [9] Sí

Horno BTK Probada Media Pakistan, India, Bangladesh, Myanmar

Media-alta 15,000 -50,000 por día

BMV,CA Automático Sí 1.1-1.75 Sí

Horno Infrarrojo Prueba piloto

Alta San Diego Cuachayotla, Puebla México

Alta 42,000 (7,000 por modulo)

Energía eléctrica 500 KVA

Automático No Baja Sí


34

Tabla 5. Matriz de evaluación con características de los distintos hornos (2).

Tipos de hornos

Emisiones a la atmosfera Calidad del producto

Tiempo de cocción/lote

Inversión Costo

construcción (Dólares)

Costo de mantenimiento

Referencia

Horno Tradicional-Campaña

Altas Regular 24-72 horas Baja < 1,000 Nulo INE, 2000. Estado Actual de las Ladrilleras en México, 2000. 15 pp.; DRIyRETC, 2007. Cuestionarios sobre la actividad ladrillera, 2007

Horno Tradicional-Fijo

Medianas Regular 8-24 horas Baja < 2,000 Bajo INE, 2000. Estado Actual de las Ladrilleras en México, 1999. 15 pp.; DRIyRETC, 2007. Cuestionarios sobre la actividad ladrillera, 2007

Horno Multicamáras

Bajas Buena 18-22 horas Mediana 10,249.50 Medio Quispe Suma C., Samanéz Gutiérrez J., Quispe Suma R., Estudio de definición de tipo de horno apropiados para el sector ladrillero. Cusco 2008, memoria descriptiva.

Horno Vertical, VSBK

Bajas (reducción de emisiones en un 60% respecto a un horno tradicional)

Buena 1.5-2 horas Mediana 4,000.00 Medio Regional Wood Energy Development Programme in Asia, 1993. "Status and Development Issues of the Brick Industry in Asia". Bangkok.

Horno MK Bajas (reduce las emisiones a la atmosfera en un 80% respecto a los hornos tradicionales)

Buena 14-18 horas Mediana 6,695.00 Medio Dra. Alba Yadira Corral Avitia. Universidad Cd Juaréz. "Minimización de la Contaminación del Aire Derivada de Hornos Ladrilleros: Evaluación de una Nueva Tecnología Implementada en Ciudad Juárez Chihuahua, México" Nov. 2005

Horno Hoffman

Bajas (reduce las emisiones a la atmosfera en un 50% respecto a los hornos tradicionales)

Buena ---- Alta 80,000.00 Alto Regional Wood Energy Development Programme in Asia, 1993. "Status and Development Issues of the Brick Industry in Asia". Bangkok.

Horno Túnel Bajas (reduce las emisiones a la atmosfera en un 40% respecto a los hornos tradicionales)

Buena ---- Alta 1,000,000.00 Alto Regional Wood Energy Development Programme in Asia, 1993. "Status and Development Issues of the Brick Industry in Asia". Bangkok.

Horno gasificación de biomasa

Bajas (reduce las emisiones a la atmosfera en un 50% respecto a los hornos tradicionales)

Buena ---- Alta Alto Medio Hornos y tecnologías termodinámicas. http://www.xtherm.net/ Página consultada el 20 de septiembre de 2010

Horno BTK Medianas Buena ---- Mediana Alto Alto Sameer Maithel, R Uma, A. K., and N. Vasudevan. 1999. Energy conservation and pollution control in brick kilns. Technical report. Tata Energy Research Institute, Habitat Place, Lodhi Road, New Delhi.

Horno Infrarrojo

Sin emisiones a la atmosfera en la fuente

Buena 9.51 horas Alta 440,000 (6 módulos)

Alto INE-IEG-SEMARNAT-REQMAR, 2010. Congreso de ladrillo artesanal. Octubre de 2010, Gto, Gto.

http://www.xtherm.net/




35

6.4 Reducción de emisiones de GEI en ladrilleras Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero por la actividad ladrillera artesanal La producción artesanal de ladrillo es considerada una fuente difusa, la cual consiste de numerosos hornos dispersos en México. La cuantificación de gases de efecto invernadero por el sector ladrillero es complejo por las diferencias significativas en la actividad ladrillera a lo largo del país. En 2008 y 2009 el Instituto Nacional de Ecología en colaboración con otras instituciones realizó dos proyectos para caracterizar dicha actividad en México [14,18,19,30]. Para la estimación de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) por la producción artesanal de ladrillos en México en este trabajo, se consideraron dos maneras distintas para la actividad a considerar haciendo una estimación de producción per cápita de ladrillos y por el número de ladrilleras presentes en las entidades federativas; debido a que a pesar de que existen numerosos esfuerzos por estimar la cantidad de ladrillos artesanales producidos, estos no han sido suficientes por lo que se tuvieron que asumir distintos datos como válidos durante el proyecto ya que no pudieron ser confirmados. En 2007, la DGCAyRETC de la SEMARNAT solicitó a las dependencias encargadas del RETC en los Estados, información sobre la producción artesanal de ladrillo en su entidad [10]. A esta solicitud respondieron 16 estados y aportaron información sobre número de hornos, tipo y tamaño de los hornos y combustibles utilizados. A continuación se presenta una descripción de la información que se obtuvo (datos tomados de P. Maíz, 2010 [29]):

- Número de Estados que respondieron la solicitud = 16 de 31. o El Distrito Federal no tiene producción artesanal de ladrillos. o No todas las encuestas son consistentes o tienen información

completa. - Número total de establecimientos de producción de ladrillos artesanales =

12,264 en 16 estados. - Número promedio de hornos por establecimiento = 1.30 (datos de 11

Estados). - Número de hornos fijos de ladrillos = 2,448 en 5 Estados - Número de hornos de campaña de ladrillos = 3,000 en 7 Estados - Número de otro tipo de hornos de ladrillos = 2 en 2 Estados - Número de ladrillos producidos en 2007 = 1,386,945,000 en 9 Estados

- Número promedio de ladrillos producidos per cápita = 56.6 ladrillos por habitante (considerando la población reportada por el INE en los9 Estados)

- Capacidad promedio del horno = 12,600 ladrillos por quema (datos de 10 Estados)

- Número promedio de quemas por mes = 1.72 quemas por mes (datos de 9 estados)


36

Determinación de actividad: Caso 1: La mejor aproximación de la actividad fue estimada usando las siguientes consideraciones: (1) El año base considerado fue el 2006, que es el año base del inventario nacional de emisiones de GEI más reciente [45]; (2) la producción de ladrillo de los 9 estados que presentaron información lógica y consistente se asumió como correcta, y se estimó con la producción per cápita multiplicando por la población estimada para 2006; (3) para el Distrito Federal no se consideró producción de ladrillo ya que esta actividad fue prohibida en los últimos años [56]; y (4) la producción del ladrillo del resto de los Estados fue estimada usando la producción promedio per cápita de los 9 estados que tuvieron información lógica y confiable (56.6 ladrillos por habitante), y multiplicado por la población estimada para 2006 en cada Estado. Caso 2: Se utilizó la información del número de ladrilleras reportadas en cada uno de los Estados en diferentes fuentes de información como el Censo Económico 2009 del INEGI (unidades económicas de fabricación de ladrillos no refractarios 327121, Clave SCIAN), por los responsables de las Dependencias Ambientales en los Estados a través de talleres sobre ladrilleras realizados en México durante 2010, las encuestas realizadas por SEMARNAT en 2007, entre otros [17,20,24,41]; considerando el más apropiado de acuerdo al criterio del experto y asumiendo que la cantidad de hornos ladrilleros no se ha modificado en los últimos años considerándolo valido en 2006. Derivado de este conjunto de información se tiene un total de 16,953 ladrilleras a nivel nacional. Los factores de emisión de la producción artesanal de ladrillos son usualmente expresados en términos de masa del gas por masa del ladrillo producido, por lo que el total de ladrillos estimados en México durante 2006, tiene que ser expresado en términos de masa de ladrillo. Para determinar la masa de los ladrillos, si bien se conoce que el tamaño y masa de los ladrillos puede variar en el país, se consideró el peso promedio de los ladrillos de Guanajuato a partir del estudio realizado por el INE en 2009 [19], de 3.63 ± 0.2 Kg por ladrillo, resultando en una producción de ladrillo durante 2006 por la producción per cápita de 17,906,855 Ton y de acuerdo al número de ladrilleras en el país de 18,879,400. Debido a todas las consideraciones en la estimación de la actividad (por ejemplo: la misma producción per cápita en los Estados no documentados, el peso promedio de los ladrillos, entre otras), el intervalo máximo y mínimo de la actividad fue considerado de 1/3 a 3 veces la actividad promedio. Los factores de emisión medidos durante el estudio realizado por el INE en 2008 [19] fueron comparados con los reportados por la EPA [52] para producción de ladrillo y los reportados por IPCC [47] por la cantidad de energía necesaria para la cocción de ladrillos. Los factores medidos por el INE se determinaron en hornos ladrilleros típicos de países en desarrollo, además de seleccionar dos tipos de hornos con diferente combustible, uno que utilizaba madera (horno tipo campaña) y otro que utilizaba combustóleo (horno fijo); y las pruebas fueron realizadas en Salamanca y León, Guanajuato. Los factores de emisión obtenidos en el caso de


37

estudio de 2008 para bióxido de carbono (CO2) fueron 376.12 y 291.85 Kg/Ton de ladrillo cocido, para el combustóleo y la madera, respectivamente; mientras que para metano (CH4) fueron 0.13 y 0.92 Kg/Ton de ladrillo cocido, por lo que la mejor estimación se decidió realizarse con los valores promedio de ambos. Estos factores son comparables con los reportados por la EPA para emisiones de GEI por la manufactura industrializada de ladrillos, dado que los de la EPA oscilan entre 136 a 222 Kg de CO2 por Ton de ladrillo producido [52]. Se decidió utilizar los factores medidos y se compararon los resultados con lo obtenido con los factores de emisión de IPCC por consumo de energía para la cocción de ladrillos. Para la estimación de GEI a partir de factores de emisión de IPCC, ya que estos están dados en toneladas del gas por cantidad de energía consumida, se realizó una revisión de lo reportado en distintas partes del mundo para hornos artesanales en cuanto a la energía necesaria para la cocción de un Kg de ladrillo, la cual osciló en un rango de 0.9 a 3.5 MJ/Kg de ladrillo cocido en hornos tradicionales [7,19,21,16,37,43,53], utilizando para la estimación el valor promedio de 2.09 MJ/Kg de ladrillo cocido, y los factores de emisión de combustóleo y madera. Cabe mencionar que los valores estimados en los hornos ladrilleros medidos fueron de 1.42 y 1.41 MJ/Kg de ladrillo cocido para combustóleo y madera respectivamente. En la Tabla 6 se presentan los factores de emisión para el cálculo de Gases de Efecto Invernadero de EPA para producción industrializada de ladrillos, los factores de emisión medidos en el estudio realizado por el INE en 2008 y los factores de emisión de IPCC por consumo de energía.

Tabla 6. Factores de emisión de Gases de Efecto Invernadero 52

Factores de Emisión EPA: Proceso industria, manufactura de ladrillo (Kg/Ton Ladrillo producido)

Tecnología FE CO2 FE CH4 FE N2O

Curado y disparo: Horno de túnel dispersión de aserrín 222.26 0.017 ---

Curado y disparo: Horno de túnel combustión con gas 181.44 0.017 ---

Curado y disparo: Horno de túnel combustión con carbón 136.08 0.017 ---

Secador de Ladrillo: calienta con de residuos y quemadores de gas suplementario

32.21 0.050 ---

19 Factores de Emisión Medidos en México (Kg/Ton ladrillo cocido)

Combustible FE CO2 FE CH4 FE N2O

Combustóleo 376.12 0.13 ---

Madera 291.85 0.92 --- 47

Factores de Emisión IPCC, 2006

Combustible FE (Ton CO2/TJ)

FE (Kg CH4/GJ)

FE (Kg N2O/GJ)

Diesel 73.33 10 2

Combustóleo 76.59 10 2

GLP 62.44 3 0.3

Coque de petróleo 99.83 2 0.6

Carbón bituminoso 92.71 1 1.4

Madera 109.63 100 15

Bagazo 109.63 30 4


38

En la Tabla 7 se presenta los resultados de la estimación de emisiones de GEI a nivel nacional de ladrilleras artesanales por Estado utilizando la producción per cápita de ladrillos y los factores de emisión tanto medidos como de IPCC; mientras que en la Tabla 8 se presenta la estimación nacional pero a partir de la cantidad de ladrilleras existentes en el país de acuerdo a distintas fuentes de información.

Tabla 7. Emisiones de GEI por la producción artesanal de ladrillos en México, producción per cápita.

Estado

Población estimada Producción de ladrillos per cápita

2007

# de ladrillos producidos

en 2006

Energía p

cocción ladrillos

(TJ)

FE Medidos FE IPCC

% Emisión nacional

2000 INEGI

23

2005 INEGI

22

2006 Linear Growth

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones N2O (Ton)

Aguascalientes 944,285 992,737 1,089,642 103.5 112,777,968 854 136,728 215 79,551 47 7 2.29

Baja California 2,487,367 2,630,208 2,915,889 6.8 19,828,048 150 24,039 38 13,986 8 1 0.40

Baja California Sur 424,041 459,293 529,796 56.6 29,986,442 227 36,355 57 21,152 12 2 0.61

Campeche 690,689 716,305 767,538 56.6 43,442,662 329 52,668 83 30,644 18 3 0.88

Coahuila 2,298,070 2,376,922 2,534,626 23.8 60,324,099 457 73,135 115 42,552 25 4 1.22

Colima 542,627 552,775 573,070 58.1 33,295,355 252 40,366 63 23,486 14 2 0.67

Chiapas 3,920,892 4,069,919 4,367,972 56.6 247,227,238 1,873 299,730 471 174,390 103 16 5.01

Chihuahua 3,052,907 3,128,322 3,279,151 56.6 185,599,969 1,406 225,015 354 130,919 77 12 3.76

Distrito Federal 8,605,239 8,651,510 8,744,051 56.6 0 0 0 0 0 0 0 0.00

Durango 1,448,661 1,472,843 1,521,208 56.6 86,100,384 652 104,385 164 60,734 36 6 1.75

Guanajuato 4,663,032 4,755,344 4,939,968 56.6 279,602,189 2,118 338,980 533 197,226 116 18 5.67

Guerrero 3,079,649 3,093,870 3,122,313 1.8 5,620,163 43 6,814 11 3,964 2 0 0.11

Hidalgo 2,235,591 2,279,560 2,367,499 8.7 20,597,238 156 24,971 39 14,529 9 1 0.42

Jalisco 6,322,002 6,494,046 6,838,135 56.6 387,038,452 2,932 469,232 738 273,010 161 25 7.85

México 13,096,686 13,461,010 14,189,657 30.4 431,365,567 3,268 522,973 822 304,277 180 28 8.74

Michoacán 3,985,667 3,977,829 3,962,154 56.6 224,257,928 1,699 271,883 427 158,187 93 14 4.55

Morelos 1,555,296 1,578,337 1,624,420 56.6 91,942,149 697 111,467 175 64,854 38 6 1.86

Nayarit 920,185 931,985 955,584 56.6 54,086,043 410 65,572 103 38,151 23 3 1.10

Nuevo León 3,834,141 3,980,201 4,272,322 56.6 241,813,437 1,832 293,166 461 170,571 101 16 4.90

Oaxaca 3,438,765 3,465,987 3,520,432 14.7 51,750,353 392 62,740 99 36,504 22 3 1.05

Puebla 5,076,686 5,199,265 5,444,422 56.6 308,154,308 2,334 373,596 587 217,366 128 20 6.25

Querétaro 1,404,306 1,481,839 1,636,906 56.6 92,648,857 702 112,324 177 65,353 39 6 1.88

Quintana Roo 874,963 979,101 1,187,378 56.6 67,205,606 509 81,478 128 47,406 28 4 1.36

San Luís Potosí 2,299,360 2,343,782 2,432,625 261.3 635,644,860 4,815 770,634 1,211 448,372 265 41 12.89

Sinaloa 2,536,844 2,565,483 2,622,762 56.6 148,448,307 1,125 179,974 283 104,713 62 10 3.01

Sonora 2,216,969 2,288,126 2,430,439 56.6 137,562,870 1,042 166,776 262 97,034 57 9 2.79

Tabasco 1,891,829 1,931,085 2,009,597 56.6 113,743,190 862 137,898 217 80,232 47 7 2.31

Tamaulipas 2,753,222 2,861,628 3,078,441 56.6 174,239,772 1,320 211,242 332 122,906 73 11 3.53

Tlaxcala 962,646 1,004,870 1,089,319 56.6 61,655,467 467 74,749 117 43,491 26 4 1.25

Veracruz 6,908,975 6,989,471 7,150,462 56.6 404,716,138 3,066 490,664 771 285,479 169 26 8.20

Yucatán 1,658,210 1,722,505 1,851,096 56.6 104,772,011 794 127,022 200 73,904 44 7 2.12

Zacatecas 1,353,610 1,359,243 1,370,508 56.6 77,570,775 588 94,044 148 54,717 32 5 1.57

Total 97,483,412 99,795,402 104,419,383 509.1 4,933,017,845 37,370 5,980,621 9,401 3,479,659 2,055 318 100

Promedio 3,046,357 3,118,606 3,263,106 56.6 154,156,808 186,894 294 108,739 64 10

Máximo 13,096,686 13,461,010 14,189,657 261.3 635,644,860 770,634 1,211 448,372 265 41

Mínimo 424,041 459,293 529,796 1.8 0 0 0 0 0 0

Número 32 32 32 9.0 32 32 32 32 32 32

Evaluación preliminar del impacto ambiental por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire: segunda etapa.

40

Tabla 8. Emisiones de GEI por la producción artesanal de ladrillos en México, número de ladrilleras.

Estado Ladrilleras

inventariadas

Capacidad promedio de los hornos

ladrilleros 1,3,4,5

# de quemas al año

1,3,4,5

Peso total de ladrillos (Kg)

Energía para cocción

ladrillos (TJ)

FE Medidos FE IPCC % Emisión nacional

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones N2O(Ton)

Aguascalientes 427 15,000 6 139,500,900 291 46,591 73 27,108 16 2 0.74

Baja California 200 6500 12 56,628,000 118 18,913 30 11,004 6 1 0.30

Baja California Sur 24 19,807,244 41 6,615 10 3,849 2 0 0.10

Campeche 0 0 0 0 0 0 0 0 0.00

Coahuila 400 14,500 12 252,648,000 527 84,381 133 49,095 29 4 1.34

Colima 146 10,000 18 95,396,400 199 31,861 50 18,537 11 2 0.51

Chiapas 247 18,500 18 298,571,130 623 99,718 157 58,018 34 5 1.58

Chihuahua 475 12500 12 258,637,500 540 86,381 136 50,258 30 5 1.37

Distrito Federal 0 0 0 0 0 0 0 0 0.00

Durango 710 8,590 18 398,502,126 832 133,094 209 77,437 46 7 2.11

Guanajuato 2,362 17,500 12 1,800,552,600 3,758 601,358 945 349,883 207 32 9.54

Guerrero 98 25000 8 71,148,000 148 23,762 37 13,825 8 1 0.38

Hidalgo 258 9,000 8 67,430,880 141 22,521 35 13,103 8 1 0.36

Jalisco 2,500 2,063,254,632 4,306 689,096 1,083 400,932 237 37 10.93

México 650 27,500 24 1,557,270,000 3,250 520,105 818 302,609 179 28 8.25

Michoacán 769 13,760 9 345,695,645 721 115,457 181 67,176 40 6 1.83

Morelos 24 19,807,244 41 6,615 10 3,849 2 0 0.10

Nayarit 134 110,590,448 231 36,936 58 21,490 13 2 0.59

Nuevo León 9 7,427,717 16 2,481 4 1,443 1 0 0.04

Oaxaca 321 13,050 11 167,268,767 349 55,865 88 32,504 19 3 0.89

Puebla 4,316 30,000 18 8,460,223,200 17,656 2,825,588 4,442 1,643,990 971 150 44.81

Querétaro 592 11000 18 425,494,080 888 142,109 223 82,682 49 8 2.25

Quintana Roo 1 825,302 2 276 0 160 0 0 0.00

San Luis Potosí 1,175 13000 24 1,330,758,000 2,777 444,453 699 258,593 153 24 7.05

Sinaloa 273 225,307,406 470 75,249 118 43,782 26 4 1.19

Sonora 236 194,771,237 406 65,051 102 37,848 22 3 1.03

Tabasco 15 12,379,528 26 4,135 6 2,406 1 0 0.07

Tamaulipas 23 24 30,732,669 64 10,264 16 5,972 4 1 0.16

Tlaxcala 29 23,933,754 50 7,994 13 4,651 3 0 0.13

Veracruz 222 183,217,011 382 61,192 96 35,603 21 3 0.97

Yucatán 2 1,650,604 3 551 1 321 0 0 0.01

Zacatecas 315 259,970,084 543 86,826 136 50,517 30 5 1.38

Total 16,953 18,879,400,108 39,400 6,305,436 9,912 3,668,644 2,167 335 100

Promedio 530 15,338 15 197,045 310 114,645 68 10

Máximo 4,316 30,000 24 2,825,588 4,442 1,643,990 971 150

Mínimo 0 5,000 6 0 0 0 0 0

Número 32 16 17 32 32 32 32 32


41

En general la cantidad de ladrillos que se estima fueron producidos anualmente, por una u otra metodología son comparables, por producción per cápita se estima que se produjeron a nivel nacional 4,933,017,845 ladrillos de manera artesanal, mientras que por el número de ladrilleras existentes por Estado en el país se estima una producción anual de 5,200,936,669 ladrillos, presentando una diferencia relativa de 5.15%. Por otro lado los resultados de GEI a nivel nacional muestran que la estimación por los dos diferentes métodos y por los dos tipos de factores son comparables, están dentro el rango mínimo y máximo considerado que es de 1/3 y de 3, respectivamente. En la Tabla 9 se presentan los resultados resumen. Sobre todo las diferencias entre la estimación per cápita y por número de ladrilleras tienen una diferencia no mayor a 5%. Sin embargo en el caso de la estimación utilizando diferentes factores de emisión como son los medidos versus los de IPCC, hay una diferencia de aproximadamente el doble, esto se adjudica a que los factores de emisión medidos consideran tanto las emisiones producidas por la quema de combustible como por la materia orgánica contenida en los ladrillos, mientras que los factores de emisión de IPCC están basados en la cantidad de energía utilizada para la cocción del ladrillo refiriéndose básicamente al consumo de combustible.

Tabla 9. Emisiones a nivel nacional de Gases de Efecto Invernadero

Método de Estimación

FE Medidos FE IPCC

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones N2O (Ton)

Per cápita 5,980,621 9,401 3,479,659 2,055 318

Número de ladrilleras

6,305,436 9,912 3,668,644 2,167 335

Con las emisiones totales de gases de efecto invernadero por las ladrilleras a nivel nacional por número de ladrilleras y utilizando los resultados de factores de emisión se determinó el bióxido de carbono equivalente (CO2eq), convirtiendo al metano y al óxido nitroso a su valor de CO2eq; multiplicando la masa del gas en cuestión por su potencial de calentamiento global como se muestra en la Tabla 10.

Tabla 10. Resultado de la equivalencia de GEI en CO2eq Gases de Efecto

Invernadero Equivalencia en CO2 de una

medida de gas (CO2eq)12

Emisiones de GEI a nivel nacional (Ton)

CO2eq

Bióxido de Carbono (CO2) 1 6,305,436 6,305,436

Metano (CH4) 21 9,912 208,152

Óxido Nitroso (N2O) 310 335 103,850

Total CO2eq 6,617,438

Comparando los resultados de CO2eq del Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero 2006 [44], las cuales ascienden a 709 millones de toneladas de CO2eq y las emisiones por las ladrilleras de 6.62 millones de toneladas de CO2eq, equivalen a 1.09% de las emisiones a nivel nacional.


42

Estimación de emisiones de GEI de la producción artesanal de ladrillo en el Estado

de Guanajuato

Dado que en Guanajuato se cuenta con un inventario de las ladrilleras artesanales presentes en él, se realizó la estimación de las emisiones de esta actividad de manera puntual de CO2, CH4 y N2O, para combustóleo, madera y gas LP; por municipio y a nivel estatal. En la Tabla 11 se presentan las emisiones anuales por municipio por tipo de contaminante. Tabla 11. Emisiones a la atmósfera de GEI por municipio y contaminante (Toneladas/año)

Municipio Principal

combustible Número de ladrilleras

Producción anual

CO2 CH4 N2O*

Abasolo Madera 367 96,888,000 102,643 323.57 ---

Acámbaro Aserrín 82 19,081,476 20,215 63.72 ---

Apaseo el Alto Madera 44 14,020,620 14,853 46.82 ---

Apaseo el Grande Madera/Combustóleo 4 720,000 873 1.37 1.38E-04

Celaya Madera/Combustóleo 91 16,002,960 17,038 52.65 1.01E-04

Comonfort Combustóleo 50 4,079,760 5,530 2.30 5.80E-03

Coroneo Aserrín 3 252,000 267 0.84 ---

Cortazar Combustóleo 23 4,653,000 6,353 2.20 8.19E-03

Cuerámaro Madera/Combustóleo 48 8,706,540 10,568 16.48 4.06E-03

Doctor Mora Madera/Combustóleo 8 960,000 1,164 1.83 1.84E-04

Dolores Hidalgo Madera 38 5,070,000 5,371 16.93 ---

Guanajuato Madera/Combustóleo 195 35,100,000 42,554 66.89 6.74E-03

Huanímaro Madera 3 601,800 638 2.01 ---

Irapuato Madera/Combustóleo 24 2,379,000 2,728 6.00 5.78E-04

Jaral del Progreso Madera 6 852,000 928 2.60 7.20E-05

León Madera 273 49,140,000 52,059 164.11 ---

Manuel Doblado Madera 33 3,354,780 3,554 11.20 ---

Ocampo Madera 28 4,104,000 4,348 13.71 ---

Pénjamo Combustóleo 10 1,971,000 2,691 0.93 7.45E-04

Purísima del Rincón Madera 34 11,563,980 12,251 38.62 ---

Romita Aceite 23 1,716,000 2,343 0.81 6.36E-02

Salamanca Combustóleo 59 8,761,500 11,962 4.13 1.66E-02

Salvatierra Madera 3 178,080 189 0.59 ---

San Diego de la Unión

Madera 16 1,486,500 1,575 4.96 ---

San Felipe Madera/Combustóleo 70 12,600,000 15,276 24.01 9.07E-03

San Francisco del Rincón

Madera 44 3,463,680 3,669 11.57 ---

San José Iturbide Combustóleo 150 18,000,000 24,576 8.49 2.59E-02

San Luis de la Paz Aceite residual 16 3,199,100 4,368 1.51 6.40E-03

San Miguel de Allende

Madera 100 18,478,920 19,577 61.71 ---

Santa Cruz de Juventino Rosas

Gas LP 26 3,900,000 146 0.00 1.00E-02

Silao Madera 229 39,673,260 43,068 122.76 3.58E-03

Tarandacuao Madera 5 254,130 269 0.85 ---

Tarimoro Madera 100 18,763,200 19,878 62.66 ---

Uriangato Madera 5 137,700 146 0.46 ---

Valle de Santiago Madera/Combustóleo 37 6,660,000 8,074 12.69 1.28E-03

Villagrán Madera 3 540,000 572 1.80 ---

Yuriria Madera/Combustóleo 112 20,160,000 24,441 38.42 3.87E-03

Total 2,362 437,472,986 486,753 1,192.23 0.167


43

En la Tabla 12 se presenta los resultados totales de las emisiones de GEI estimadas para el Estado de Guanajuato por los diferentes métodos utilizados en este documento: per cápita, por número de ladrilleras estimación global y por número de ladrilleras estimación puntual; así como por los factores de emisión medidos y de IPCC. Se observa que los resultados son comparables entre los distintos métodos de estimación, y que continua habiendo una diferencia importante entre los resultados utilizando distintos factores de emisión, medidos vs IPCC del orden del doble.

Tabla 12. Emisiones en el Estado de Guanajuato de GEI por ladrilleras

Método de Estimación

FE Medidos FE IPCC

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones CO2 (Ton)

Emisiones CH4 (Ton)

Emisiones N2O (Ton)

Per cápita 338,980 533 197,226 116 18

Número de ladrilleras

601,358 945 349,883 207 32

Caso de estudio

486,753 1,192.23 277,485 219 33

Las emisiones de CO2eq por la producción de ladrillos artesanales del Estado de Guanajuato ascienden a 522,020 toneladas, que comparado con las emisiones a nivel nacional de 6.59 millones de toneladas, equivalen al 8%; debido a la actividad considerada en la Entidad aun cuando equivale a aproximadamente el 14% de las ladrilleras establecidas en el país. Es importante resaltar que existen fuentes de incertidumbre en la estimación de emisiones por la producción de ladrillos artesanales las cuales se agrupan por la determinación de la actividad ladrillera: el número real de ladrilleras presentes en cada una de las entidades federativas en el año de estudio, la producción per cápita, el número de habitantes en el año de estudio, el número de ladrillos producidos por entidad federativa, el peso del ladrillo, la energía necesaria para cocer un kilogramo de ladrillo, entre otros. Y otras por el uso de factores de emisión: medidos a condiciones específicas y particulares, así como los factores de emisión de IPCC que están dados en consumo de energía necesaria para el proceso respecto al tipo de combustible utilizado. Por ello el margen de estimación de 1/3 a 3 veces el valor promedio calculado. Escenarios de reducción de emisiones de Gases de Efecto Invernadero

De acuerdo al inventario nacional de emisiones de GEI de las ladrilleras artesanales en México reportadas en la sección anterior, se observó que el estado de Guanajuato tiene una importancia nacional debido al número de ladrilleras presentes en el así como el Estado de México. Por lo anterior se realizaron escenarios de cálculos de reducción de emisiones de GEI considerando cambios respecto a los procesos tradicionales, uno planteando el uso de un horno más eficiente, otro escenario por uso de combustibles con menor impacto, y otro por el uso de tecnología enfocada en hacer más eficiente el uso de combustibles.


44

Escenario 1. En Guanajuato se plantea la instalación de hornos MK2, el cual además de operar de una forma más eficiente, tiene la característica de poder utilizar diversos combustibles, dependiendo del tipo de modificaciones a los que haya sido impuesto el horno, sobre todo en la parte de la alimentación de combustibles [5,20,40,55]. Además de tener una capacidad de producción promedio a los hornos artesanales en México de ocho mil ladrillos por lote; estos hornos reportan tener una reducción de emisiones a la atmósfera del 80% respecto a los hornos tradicionales y una reducción del 50% en el consumo de combustible. Si la producción anual de ladrillos en Guanajuato es de 437,472,986 piezas, con 2,362 hornos ladrilleros realizando en promedio 24 quemas al año, teniendo una capacidad de los hornos de 8,000 ladrillos por lote. Para esta producción se emitieron 522,020 toneladas de CO2eq, con el uso de hornos MK2 en el Estado de Guanajuato se estima que al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al 50%, por la reducción en el consumo de combustible, se estarán emitiendo 261,010 toneladas de CO2eq. Escenario 2. El Estado de México, tiene una alta densidad de hornos, y en la cual se está implementando el uso de dosificadores de combustible, con la finalidad de fortalecer la reconversión tecnológica en los hornos. Los hornos fijos abiertos a la atmósfera, son uno de los más utilizados en la industria ladrillera a nivel nacional, estos hornos son generalmente de geometría rectangular y poseen de uno a tres niveles, de los cuales cada nivel tiene una altura distinta, además el área de cada base de cada nivel disminuye con forme se asciende de nivel. Los dosificadores de combustible, inyectan aserrín mezclado con aire mejorando la combustión; se ha demostrado que la combustión de la madera utilizando los dosificadores ha reducido de manera significativa las emisiones [5,20,41], así como el consumo de combustibles hasta en un 20%. Por lo anterior teniendo como escenario el implementar dosificadores en todo el Estado de México el cual cuenta con 650 hornos los cuales emiten al año 544,413 toneladas de CO2eq, si en todas se implementa el uso de dosificadores y la utilización de aserrín como combustible, se reducirían por lo menos el 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero por una mejor combustión, emitiendo 435,530 toneladas de CO2eq.


45

6.5 Cuestionario para aplicación en campo Basados en la revisión de los cuestionarios, y en el desarrollo de cuestionarios aplicados en campo durante 2009, se ha implementado un nuevo cuestionario, enfocado en analizar los siguientes puntos:

- Proceso de producción de ladrillos - Identificación de las tecnologías utilizadas - Identificación del tipo de combustibles utilizados - Desarrollo de balances energéticos en cada parte del proceso de

producción, considerado a partir del inicio de cada quema - Estructura y dimensiones de los hornos - Identificación de puntos clave para la mejora en el proceso de producción

En el Anexo 1 se muestra el formato del cuestionario (encuesta) a aplicar, en general se ha determinado la aplicación de al menos treinta encuestas por sitio, con el fin de aplicar un estadístico confiable, que proporcione la base de las condiciones de trabajo y proceso de producción de la zona donde llevará a cabo el estudio de los hornos seleccionados. Con el levantamiento de este cuestionario para la determinación de la eficiencia de operación de un horno ladrillero, se espera determinar el porcentaje específico de cada gasto realizado en las ladrilleras. Poniendo especial énfasis en determinar y clasificar los tipos de combustibles utilizados y determinar cuáles son los combustibles más apropiados y que a un menor precio con un alto calor de combustión, hagan más rentable la actividad ladrillera.


46

7. CONCLUSIONES

En cuanto al impacto de las ladrilleras sobre la calidad del aire en los sitios de estudio en el estado de Guanajuato, se cree que existen impactos muy locales por esta fuente en cuanto a partículas, esto no se pudo confirmar del todo por la falta de datos meteorológicos en los sitios. Sin embargo se observaron eventos que rebasan la norma ambiental diaria para PM10 y PM2.5 de 120 y 65 µg/m3, respectivamente; además de sobrepasar en los sitios más cercanos a las ladrilleras la norma anual de 50 y 15 µg/m3 concentración promedio de PM10 y PM2.5. Para poder concluir si las ladrilleras son las responsables de estos episodios se recomienda comparar el mismo periodo de muestreo con los datos de monitoreo en la Ciudad de León, además de obtener mayores elementos para discriminar el impacto de otras fuentes como la resuspensión. La caracterización del proceso de combustión en los hornos ladrilleros evaluados mostro que el horno fijo que utiliza como combustible combustóleo es el de mayor eficiencia energética durante el proceso de cocción ya que su consumo de energía por kilogramo de ladrillo cocido fue de 1.42 MJ, además de alcanzar temperaturas óptimas para la cocción de los ladrillos obteniendo una buena calidad de los mismos; en comparación los hornos de campaña y que utilizan combustibles como la madera y el cual no alcanzo temperaturas óptimas para la cocción afectando con ello la calidad de los ladrillos obtenidos, y la cantidad de combustible consumido, aun cuando el consume energético fue de 1.41 MJ / Kg de ladrillo cocido. Respecto al horno con una mejor tecnología (MK2) evaluado este no pudo compararse por estar aun en el proceso de curado, por lo que se recomienda realizar más mediciones en este horno para obtener una evaluación comparable. Por otro lado se identificó que el intervalo entre los 650 y 850 grados es el adecuado para el cocimiento de los ladrillos, obteniendo con ello una mejor calidad de los mismos. Se integró una matriz con las características de los diferentes hornos ladrilleros tradicionales y mejorados, a partir de la cual se identificaron como opciones a implementarse en México por tratarse de tecnologías más eficientes los hornos vertical VSBK y el MK2, por su proceso de quemado o cocción continuo de largos períodos, el menor uso de combustibles, la reducción de emisiones por la eficiencia en la combustión de los combustibles, además una menor perdida de energía durante el proceso de cocción por su diseño; lo que daría como resultado una menor producción de contaminantes y un impacto positivo en la salud de la población de los ladrilleros y de las comunidades circunvecinas. Se estimó que la actividad ladrillera contribuye con aproximadamente el 1.09% de las emisiones de bióxido de carbono a nivel nacional en México. Se observó que un cambio de tecnología en las ladrilleras artesanales favorecen hasta en un 50% en la reducción de contaminantes a la atmósfera. En cuanto a la contribución de GEI a nivel nacional por esta fuente en el Estado de Guanajuato, se estimó en 8%;


47

debido a la actividad considerada en la Entidad aun cuando equivale a aproximadamente el 14% de las ladrilleras establecidas en el país. Se observó que los factores de emisión obtenidos por medición en dos hornos tradicionales en el estado de Guanajuato, son mayores comparados con factores de emisión de IPCC, por un orden de magnitud de 40% la diferencia, esto debido a que el factor de emisión de IPCC aplicado solo considera la emisión por el consumo de combustible y no incluye la emisión por la materia orgánica presente en los ladrillos y que también se combustiona. El uso de hornos mejorados como es el caso del horno MK2 en regiones del país, tiene reportes de poder reducir hasta en un 40% el consumo de combustibles y con ello la mitigación de emisiones a la atmósfera; así como la tecnificación durante la combustión como pueden ser dosificadores ayudan a disminuir en un 20% el consumo de combustibles. Es necesario sin embargo verificar estas reducciones en campo e identificar opciones de optimización. Se desarrolló una encuesta en la cual se incluyen puntos críticos que permiten contar con información más precisa sobre la actividad ladrillera y poder estimar su contribución y opciones de mitigación. Se concluyó que el desarrollar estudios completos en las ladrilleras en diferentes puntos de la república, ayudará a evaluar de forma cuantitativa los problemas tanto de tecnología como de trabajo a partir de conocer la eficiencia en los hornos estudiados y de los productos obtenidos.


48

8. BIBLIOGRAFÍA

1. Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE). http://www.sdc.admin.ch/es/Pagina_principal Página consultada el 16 de Julio de 2010.

2. ASTM, 1995. Standard Test Method for Gross Calorific and Ash Value of

Waste Materials. American Society For Testing and Materials, pp 1-7. 3. ASTM Designation: D 5468-95, 1995, Standard Test Method for Gross

Calorific and Ash Value of Waste Materials. American Society For Testing and Materials, pp 1-7.

4. ASTM Standards, Designation C 67-97 ”Standard Test Methods for Sampling

and Testing Brick and Structural Clay Tile” Anual Book of ASTM Standards 1997. Vol. 04.01. p.p. 38-47.

5. Blackman A. The benefits and costs of informal sector pollution control:

Mexican brick kilns. Resuorces for the future. 2000. Washington, D.C. http://www.rff.org. Página consultada el 23 de Julio del 2010.

6. Chargoy Amador Juan Pablo, Luis Ángel Rosas Millán, Diego Rodolfo Téllez

Muradás. Generación de inventarios para el Análisis de Ciclo de Vida de cemento, block, bovedilla, vigueta y ladrillo en la zona centro de México. Universidad de las Américas Puebla Escuela de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química y Alimentos.

7. CONAM, 2008. Estudio de definición de tipo de horno apropiado para el sector

ladrillero. 8. Corporación Mexicana de Investigación en Materiales S.A. DE C.V.

(COMIMSA), http://www.comimsa.com.mx/ Página consultada 12 de agosto de 2010.

9. Dirección general del Centro Nacional de Investigación y Capacitación

Ambiental (CENICA). http://www2.ine.gob.mx/dgcenica/certificado2006.html Página consultada el 12 de julio del 2010.

10. Rodriguez Gallegos, Maricruz. 2007. Cuestionarios sobre la actividad ladrillera,

2007. DGCAyRETC-SEMARNAT. 11. Esperanza- Rocha J. A., Payán González R. Diseño de barros con

temperaturas de cocción en un rango de 950-1050 °C para la fabricación de ladrillo en la ciudad de Durango, 2008. Centro, Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional

http://www.sdc.admin.ch/es/Pagina_principal

http://www.rff.org/

http://www.comimsa.com.mx/

http://www2.ine.gob.mx/dgcenica/certificado2006.html


49

12. Fellow S. M. Clean Technologies for Improving Environment, Quality, Health and Safety in Small and Informal Sector. Energy and Environment Technology Division, TERI Paper for 2nd FICCI – TERI Global Conference “Green 2002: Agenda for Industry” , New Delhi, February 7-8, 2002.

13. Fundación Suiza de Cooperación para el Desarrollo Técnico.

http://www.swisscontact.org.pe/ Página consultada el 16 de Julio de 2010. 14. G. Umlauf, L. Amalfitano, G. M. A. M. 2009. Releases of PCDD/FS, PCBS,

PAHS and HCB through bottom ashes from brick kilns operating with different kind of fuels - results from a pilot study in Mexico; JRC.

15. Hornos y tecnologías termodinámicas. http://www.xtherm.net/ Página

consultada el 20 de septiembre de 2010. 16. Instituto de Ecología del Estado de Guanajuato (IEG).

http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/ Página consultada el 15 de Julio de 2010.

17. INE, 2000. Estado Actual de las Ladrilleras en México, 1999. 15 pp. 18. INE-UAMI, 2008. Informe Final: “Evaluación preliminar de la contribución de

fuentes específicas en la calidad del aire de la Ciudad de Salamanca”. México D.F.

19. INE-UAMI, 2009. Informe Final: “Evaluación preliminar del impacto ambiental

por la producción artesanal de ladrillo: cambio climático, eficiencia energética y calidad del aire”. México D.F.

20. INE-IEG-SEMARNAT-REQMAR, 2010. Congreso de ladrillo artesanal.

Octubre de 2010, Guanajuato, Guanajuato. 21. INE-ETH, 2009. Brick Kiln Evaluation Study in the Bajio Region Gto., México. 22. INEGI, 2005. Censo de Población y Vivienda 2005. 23. INEGI, 2000. Censo de Población y Vivienda 2000. 24. INEGI, 2009. Censos Económicos 2009. 25. Instituto tierra y cal. Bloques de tierra comprimida.

http://www.institutotierraycal.org/CompressedEarthBlocks.html Página consultada el 27 de Julio de 2010.

26. J&A Synergy Group S.A. de C.V. División “EVO” (ecología en evolución)

http://www.swisscontact.org.pe/


http://ecologia.guanajuato.gob.mx/2009/

http://www.institutotierraycal.org/CompressedEarthBlocks.html


50

27. JRC/UNEP Guidelines for Sampling at Brick Kilns Sampling Guidelines for the Brick Kiln Project Part 1: Environmental Monitoring: Kenya, Mexico, South Africa.

28. Kim, H. X. C. N. T. 2009. Integrated management strategies for brick kiln

emission reduction in Vietnam: a case study. International Journal of Environmental Studies 66, 113-124.

29. Maiz, P. Informe Único. “México 2004 Dioxin and Furan National Releases

Inventory – 2010 Revision”. 28 de Diciembre de 2010. 30. Maiz P., Umlauf G., Mariani G, Skejo M., Cardenas B., Grochowalski, A 2010.

PCDD/F, PCB and HCB Emissions from artisanal brick production in developing countries – a case study in México. Presented at Dioxins 2010. San Antonio Texas.

31. Maithel S., Uma R., A. K., and Vasudevan N. Energy conservation and

pollution control in brick kilns. Technical report. Tata Energy Research Institute, Habitat Place, Lodhi Road, 1999.New Delhi-110 003.

32. Más E. (2010): A queima cerámica forno a forno. Producoespólo 33. Mora J. F. Primer diagnóstico nacional de salud ambiental y ocupacional

comisión federal para la protección contra riesgos sanitarios dirección general de salud ambiental. http://www.scribd.com/doc/19832279/MEXICO-Primer-Diagnostico página consultada el 18 de Julio del 2010.

34. Municipio de León, http://www.leon.gob.mx/ Página consultada el 16 de Julio

de 2010. 35. Norma Oficial Mexicana NOM-035-ECOL-1993 que estable los métodos de

medición para determinar la concentración de partículas suspendidas totales en el aire ambiente y el procedimiento para la calibración de los equipos de medición (publicada en el diario oficial de la federación el 18 de Octubre de 1993)

36. Norma Oficial Mexicana NOM-025-SSA1-1993 Criterios para evaluar el valor

límite permisible para la concentración de material particulado; criterios para evaluar la calidad del aire. (Modificación publicada en el Diario Oficial de la Federación el 26 de septiembre de 2005).

37. Programa de Energía ITDG-Perú, 1998. Uso eficiente de la energía en la

producción de ladrillos a pequeña. 38. Quispe Suma C., Samanéz Gutiérrez J., Quispe Suma R., Estudio de

definición de tipo de horno apropiados para el sector ladrillero. Cusco 2008, memoria descriptiva.

http://www.scribd.com/doc/19832279/MEXICO-Primer-Diagnostico

http://www.scribd.com/doc/19832279/MEXICO-Primer-Diagnostico

http://www.leon.gob.mx/


51

39. Rea M. A., Rodríguez-Muñoz M. E., Rico-Rodríguez M. A., Anaya-Alonso A.

L., Grantz D. A. Brickmaking in Agricultural Communities in Mexico: Distribution, Fuels Inventory, Emissions, and Effects on Animals and Plants. Workshop on Agricultural Air Quality. 2006, 1023-1032.

40. Red de Información para Productores de Ladrillo http://www.redladrilleras.net/ 41. REQMAR-INE-SEMARNAT-CCA-SEDESU, 2010. Taller sobre Perspectivas

para la Mitigación de Riesgos de Ladrilleras Artesanales Tradicionales en México. Enero 2010, Santiago de Querétaro, Querétaro.

42. Rocha E. J. A., Payán González R. Diseño de barros con temperaturas de

cocción en un rango de 950-1050 °C para la fabricación de ladrillo en la ciudad de Durango. (2008). Centro, Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional.

43. San Juan, Argentina. Hornos Ladrilleros. Septiembre 2010. 44. SEMARNAT-INE, 2007. Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero

México: 1990-2002. Tercera Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

45. SEMARNAT-INE, 2009. Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero

México: 1990-2006. Cuarta Comunicación Nacional ante la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático.

46. SENER 2009. Balance Nacional de Energía, 2008 47. SEMARNAT -INE, 2006. INEGEI 1990-2002 y Factores de emisión IPCC,

2006 48. Stack & Energy Monitoring of Pilot Demonstration Vertical Shaft Brick Kilns

(VSBK) in Kathmandu Valley – NEPAL [Final Report] Prepared for: VSBK Programme (Nepal) 2005.

49. Stuart I. Why Did the Hoffman Brick and Pottery Works Stop Making Bricks?.

AUSTRALIAN HISTORICAL ARCHAEOLOGY.1989, 7.pp 29-34. 50. Swisscontact, 2008. Making traditional industries sustainable – the herculean

task of cleaning up the Asian brick industry. Switzerland: www.poverty.ch/bricks

51. SwissContact, 2010. Programa de Eficiencia Energética en Ladrilleras

Artesanales de América Latina para Mitigar el Cambio Climático. 52. U.S. EPA, 1995. Emission Factors (AP-42). http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/

http://www.redladrilleras.net/

http://www.poverty.ch/bricks


52

53. PRAL, 2010. Estudio Diagnóstico Sobre las Ladrilleras Artesanales en el Perú. 54. The energy and Resources institute. Vertical shaft brick kiln technology

Energy-efficiency, brick-by-brick. Página consultada el 26 de Junio del 2010.http://www.teriin.org/index.php?option=com_content&task=view&id=55

55. Bruce C.W., A.Y. Corral, A.S. Lara, 2007.Development of Cleaner-Burning

Brick Kilns in Ciudad Juarez, Chihuahua, Mexico. J. Air & Waste Manage. Assoc. Vol. 57: 444-456.

56. Secretaría de Ecología Gobierno del Estado de México, Secretaría del Medio

Ambiente Gobierno del Distrito Federal, SEMARNAT, SSA, 2002. Programa para Mejorar la Calidad del Aire en la Zona Metropolitana del Valle de México 2002- 2010 (PROAIRE 2002-2010).


53

ANEXO 1. ENCUESTA PARA SU APLICACIÓN EN LADRILLERAS


54

FA

VO

R D

E L

LEN

AR

LA

S T

AB

LAS

PR

OP

OR

CIO

NA

ND

O L

OS

DA

TO

S C

OR

RE

SP

ON

DIE

NT

ES

DE

LA

QU

EM

A D

E L

AD

RIL

LOS

, D

E A

CU

ER

DO

AL

TIP

O D

E H

OR

NO

MA

TE

RIA

LES

Y C

OM

BU

ST

IBLE

S U

TIL

IZA

DO

S

El

pre

sen

te c

ue

stio

na

rio

tie

ne

co

mo

ob

jeti

vo

de

term

ina

r e

l e

sta

do

act

ua

l d

e l

as

lad

rill

era

s, c

on

el

fin

de

id

en

tifi

car

las

po

sib

les

me

jora

s e

n t

ecn

olo

gía

qu

e d

ete

rmin

en

la

re

du

cció

n d

e e

mis

ion

es.

DA

TO

S D

EL

EN

CU

ES

TA

DO

R

No

mb

re d

e l

a p

ers

on

a q

ue

lle

no

el

cue

stio

na

rio

Te

léfo

no

Fe

cha

de

re

ali

zaci

ón

de

la

en

cue

sta

dia

me

sa

ño

DA

TO

S G

EN

ER

ALE

S D

EL

HO

RN

OE

QU

IPO

DE

SE

GU

RID

AD

UT

ILIZ

AD

O E

N L

A P

RO

DU

CC

IÓN

DE

LA

DR

ILLO

S

No

mb

re y

pu

est

o d

e l

a p

ers

on

a e

nca

rga

da

de

l h

orn

o

So

mb

rero

Otr

os,

en

list

ar

Dir

ecc

ión

de

la

la

dri

lle

raM

asc

ari

lla

1

Ca

lle

Za

pa

tos

2

Nú

me

roC

asc

o3

Co

lon

ia

Ca

chu

cha

4

Ba

rrio

Ga

fas

de

pro

tecc

ión

5

C.P

.G

ua

nte

s6

Mu

nic

ipio

Est

ad

oE

NLI

ST

AR

EQ

UIP

O U

SA

DO

PA

RA

LA

PR

OD

UC

CIÓ

N D

E L

AD

RIL

LOS

Co

ord

en

ad

as

GP

SN

On

msn

m1

4

Tip

o d

e h

orn

o2

5

Tie

mp

o d

e o

pe

raci

ón

de

l h

orn

o3

6

Mil

lare

s d

e l

ad

rill

os

pro

du

cid

os

po

r q

ue

ma

Qu

em

as

po

r m

es

en

pe

rio

do

se

coD

AT

OS

GE

NE

RA

LES

DE

LO

S L

AD

RIL

LOS

Qu

em

as

po

r m

es

en

pe

rio

do

de

llu

via

Dim

en

sio

ne

s

Qu

em

as

po

r a

ño

Larg

oA

nch

oE

spe

sor

Pe

so (

kg

)

Kil

og

ram

os

est

ima

do

s d

e p

rod

ucc

ión

de

ce

niz

a p

or

qu

em

a y

uso

Me

did

as

de

l m

old

e

El

ho

rno

es

pro

pio

o r

en

tad

o (

cost

o d

e l

a r

en

ta)

Lad

rill

os

cru

do

s

El

terr

en

o e

s p

rop

io o

re

nta

do

(co

sto

de

la

re

nta

)La

dri

llo

s co

cid

os

Tip

os

de

la

dri

llo

pro

du

cid

os

Me

did

as

de

l m

old

e

Otr

os

tip

os

cru

do

ES

TA

TU

S Y

OB

LIG

AC

ION

ES

AD

ICIO

NA

LES

A L

A P

RO

DU

CC

IÓN

DE

LA

DR

ILLO

SO

tro

s ti

po

sco

cid

o

¿E

sta

ría

dis

pu

est

o/a

a r

ea

liza

r p

rue

ba

s co

n o

tro

tip

o d

e h

orn

o?

Me

did

as

de

l m

old

e

Act

ivid

ad

es

de

sarr

oll

as

qu

e l

e p

erm

ite

n o

bte

ne

r in

gre

sos

ad

icio

na

les

Otr

os

tip

os

cru

do

Nú

me

ro d

e p

ers

on

as

qu

e t

rab

aja

n e

n e

l h

orn

oO

tro

s ti

po

sco

cid

o

¿C

uá

nta

s p

ers

on

as

qu

e t

rab

aja

n e

n e

l h

orn

o s

on

je

fes

de

fa

mil

ia?

Me

did

as

de

l m

old

e

¿C

ua

nto

s tr

ab

aja

do

res

y q

ue

otr

as

act

ivid

ad

es

ad

icio

na

les

de

sarr

oll

an

pa

ra t

en

er

ing

reso

s a

dic

ion

ale

s?

TIE

MP

O,

CO

ST

OS

Y P

ER

SO

NA

L D

ED

ICA

DO

A L

A F

AB

RIC

AC

IÓN

DE

LA

DR

ILLO

SC

OS

TO

S D

E L

OS

LA

DR

ILLO

SP

RO

DU

CID

OS

$ C

ost

oT

iem

po

(h

)#

pe

rso

na

s$

Co

sto

Mil

lar

de

la

dri

llo

s cr

ud

os

Co

sto

po

r la

dri

llo

pro

du

cid

o

Ca

rga

de

la

dri

llo

s a

l h

orn

oC

ost

o p

or

mil

lar

pu

est

o e

n d

om

icil

io

Qu

em

a d

el

ho

rno

Co

sto

po

r m

illa

r si

n t

ran

spo

rte

De

sca

rga

de

la

dri

llo

s co

cid

os

Lim

pie

za d

el

ho

rno

TIE

MP

O D

E C

AD

A E

TA

PA

DE

PR

OD

UC

CIÓ

N

Tie

mp

o (

h)

Lle

na

do

de

l h

orn

o c

on

la

dri

llo

s cr

ud

os

Pre

cale

nta

mie

nto

Ad

ició

n d

e c

om

bu

stib

le p

rin

cip

al

Te

mp

era

tura

má

xim

a e

n l

a p

art

e s

up

eri

or

En

fria

mie

nto

De

sca

rga

Lim

pie

za d

el

ho

rno

Pre

pa

raci

ón

de

l h

orn

o p

ara

re

carg

ar


55

MA

TER

IA P

RIM

A U

TILI

ZAD

A P

AR

A L

A P

RO

DU

CC

IÓN

DE

LAD

RIL

LOS

Mat

eri

ale

sC

anti

dad

Can

tid

ady/

oU

nid

ade

s C

anti

dad

de

C

anti

dad

es

Un

idad

es

Co

sto

s d

eLu

gar

de

pro

ced

en

cia

pro

po

rció

nla

dri

llo

sd

e c

om

pra

com

pra

Arc

illa

Tie

rra

ne

gra

Are

na

Tie

rra

lam

a

De

saso

lve

Ase

rrín

Ce

niz

a

Esti

erc

ol

Agu

a

Otr

os

(en

list

ar)

CO

MB

UST

IBLE

S U

TILI

ZAD

OS

PA

RA

LA

LA

QU

EMA

DE

LAD

RIL

LOS

EQU

IPO

UTI

LIZA

DO

PA

RA

LA

ALI

MEN

TAC

IÓN

DE

CO

MB

UST

IBLE

¿Uti

liza

ban

otr

os

tip

os

de

co

mb

ust

ible

s e

n e

l pas

ado

?C

anti

dad

Tie

mp

oA

dic

ión

Co

sto

¿Qu

é t

ipo

de

co

mb

ust

ible

s e

ran

usa

do

s?Q

ue

mad

ore

s

¿Po

r cu

ánto

tie

mp

o f

ue

ron

usa

do

s d

ich

os

com

bu

stib

les?

Cal

de

ra

Co

mb

ust

ible

sC

anti

dad

Un

idad

es

Uso

Can

tid

ade

s U

nid

ade

sC

ost

os

de

Luga

r d

e p

roce

de

nci

aP

alas

de

co

mp

raco

mp

raP

ala

me

cán

ica

Ase

rrín

D

osi

fica

do

res

Leñ

aO

tro

s (i

nd

icar

Teca

ta

Olo

te d

e m

aíz

DIM

ENSI

ON

ES D

E LO

S H

OR

NO

S

Co

mb

ust

óle

oP

ara

ho

rno

s tr

ape

zoid

ale

s u

sar

tod

as la

s m

ed

idas

ind

icad

as e

ide

nti

fica

r:

Cas

cari

lla

de

caf

éP

ara

ho

rno

s C

úb

ico

s u

sar

solo

las

me

did

as d

e la

bas

e m

ayo

r e

ide

nti

fica

r:

Cas

cari

lla

de

co

coN

úm

ero

de

niv

ele

s d

el h

orn

o

Ace

ite

gas

tad

oD

e c

ada

niv

el i

nd

icar

:

Re

cort

e d

e t

ela

Niv

el 1

Larg

o (

m)

An

cho

(m

)A

ltu

ra (

m)

Esp

eso

r (m

)

Re

cort

e d

e c

ue

roM

ed

idas

bas

e m

ayo

r

Gas

LP

Me

did

as b

ase

me

no

r

Llan

tas

Alt

ura

Re

sid

uo

s p

lást

ico

sEs

pe

sor

de

par

ed

Die

sel

Niv

el 2

Esti

erc

ol

Me

did

as b

ase

may

or

Mad

era

(in

dic

ar t

ipo

)M

ed

idas

bas

e m

en

or

Alt

ura

Esp

eso

r d

e p

are

d

Niv

el 3

Me

did

as b

ase

may

or

EN C

ASO

DE

UN

A C

ON

FIG

UR

AC

IÓN

DE

HO

RN

O D

IFER

ENTE

ESP

ECIF

ICA

R S

US

MED

IDA

S D

E A

CU

ERD

O A

SU

EST

RU

CTU

RA

Me

did

as b

ase

me

no

r

Nú

me

ro d

e n

ive

les

Alt

ura

Alt

ura

de

cad

a n

ive

l (m

)Es

pe

sor

de

par

ed

Ge

om

etr

ía 1

m 1

Ge

om

etr

ía 2

m 2

Ge

om

etr

ía 3

m 3

Ge

om

etr

ía 4

m 4

Niv

el 4

Me

did

a 1

Me

did

as b

ase

may

or

Me

did

a 2

Me

did

as b

ase

me

no

r

Me

did

a 3

Alt

ura

Me

did

a 4

Esp

eso

r d

e p

are

d

Me

did

a 5

2010_informe_ladrilleras

Documents