cuaderno de casos de ing ambiental

7/23/2019 Cuaderno de Casos de Ing Ambiental

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Cuaderno de

Casos

Ingeniera AmbientalIngeniera Ambiental

Autores

Juan Felipe Franco Ramrez

Jos Alejandro Martnez Seplveda

Marco Tulio Espinosa Lpez

William Fernando Castrilln Cardona

Daniel Fernando Prato Snchez

Diana Anglica Varela Martnez

Daniel Gmez Gutirrez


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Cuaderno de casos Ingeniera Ambiental 1

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EdicinDireccin Gestin del Conocimiento

DiagramacinAdriana Milena Rodrguez

Casos de Ingeniera Ambiental [Recurso electrnico]

/ Juan Felipe Franco Ramrez... [et al.] -- Bogot:

Universidad EAN, 2013. -- ( )

ISBN: 978-958-756-243-9

1. Tratamiento de residuos 2. Responsabilidad social

3. Gestin ambiental I. Franco Ramrez, Juan Felipe

628.4458 CDD 21

Universidad EAN, Carrera 11 No. 78-47 Bogot D.C., Colombia, 2013.Prohibida la reproduccin parcial o total de esta obra sin autorizacin de la Universidad EAN

ISBN:978-958-756-243-9

Primera edicin 2013.

Catalogacin en la fuente: Biblioteca Universidad EAN


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CONTENIDO

w Caso: contaminacin del aire en interiores. Juan Felipe Franco Ramrez.

w Caso: microgeneracin de aceites usados y gestin de residuos peligrosos. JosAlejandro Martnez Seplveda.

w Caso: manejo de residuos slidos orgnicos -RSO- derivados del corte de zonasverdes en el norte de Bogot, D.C., Colombia. Marco Tulio Espinosa Lpez, WilliamFernando Castrilln Cardona.

w Caso: panorama del manejo de residuos de construccin y demolicin (RCD) ysu aprovechamiento. Jos Alejandro Martnez Seplveda.

w Caso: aplicacin de un modelo de dispersin para resolver una problemtica decalidad del aire en la zona minera del Cesar, Colombia. Daniel Fernando PratoSnchez.

w Caso: degradacin de la tiamulina fumarato hidrogenada presente en aguasresiduales generada por el proceso de fabricacin del Micomix. Diana AnglicaVarela Martnez.

w Caso: gestin ambiental y responsabilidad social en cadenas de comida rpida.Daniel Gmez Gutirrez.

w Case study: environmental management and social responsibility in fast food chain.Daniel Gmez Gutirrez.


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PRESENTACIN

Este primer Cuaderno de Casos del Programa de Ingeniera Ambiental responde alos compromisos que demanda el modelo educativo de la Universidad EAN, en el

que se complementan y aplican los conceptos de clase con casos reales que permitanun mejor entendimiento de las situaciones. Las experiencias que aqu se documentanson el resultado de la prctica y del trabajo de investigadores sobre temticas relevantespara el contexto nacional e internacional. De esta manera, este cuaderno de casosse constituye en material de apoyo para la labor docente y en material de consultapermanente para nuestros estudiantes.

La experiencia de este tipo de publicaciones en la Universidad EAN, demuestra que loscasos empresariales son una de las herramientas ms adecuadas para complementarla docencia y as aproximar a los estudiantes a los problemas del mundo real, y por quno decirlo, al complejo, pero interesante mundo de la Ingeniera Ambiental.

Esta primera edicin del Cuaderno de Casos para el Programa, fue liderada por docentesy colaboradores del Grupo de Investigacin en Gestin Ambiental de la Universidad yrene estudios llevados a cabo en reas tales como, la gestin ambiental empresarialy responsabilidad social, la contaminacin atmosfrica, la gestin de residuos slidosorgnicos e inorgnicos, as como en opciones de tratamiento para vertimientosy residuos lquidos de tipo peligroso. Esperamos que esta obra se constituya en uninstrumento til que contribuya a la labor docente y a enriquecer la formacin profesionalde los futuros ingenieros ambientales, y, a su vez, se convierta en una herramienta parael desarrollo de competencias, la identicacin de problemticas y la formulacin desoluciones de ingeniera, de manera efectiva.


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CONTAMINACIN DELAIRE EN INTERIORES

Autor: Juan Felipe Franco R.Profesor asociado- Facultad de Ingeniera-Universidad EANGrupo de Investigacin en Gestin AmbientalCorreo electrnico:[email protected]

INTRODUCCIN

Existe evidencia cientca contundente sobre la asociacin positiva entre la exposicina niveles elevados de contaminacin atmosfrica y efectos negativos en la saludrespiratoria y cardiovascular de las personas (OPS, 2005; WHO, 2005; Kim, 2004;Schwartz, 2004). Segn la evaluacin de las prioridades ambientales para Colombia,

llevada a cabo por el Banco Mundial (BM, 2007), en Colombia, la contaminacin del airerepresenta uno de los problemas ms generalizados y de mayor magnitud que afrontanno solo las ciudades, sino tambin las zonas rurales. Los resultados de dicho anlisispermitieron establecer que en el pas, cada ao, ocurren unas 6,000 muertes por causade la contaminacin del aire y que cerca del 20% de dichas muertes se encuentranasociadas con la exposicin a la contaminacin del aire en espacios interiores.

La contaminacin del aire en interiores o contaminacin intramural es aquella quese presenta en el interior de un recinto (v.g. ocinas, escuelas, viviendas) y que estcondicionada por los fenmenos de contaminacin del aire exterior, por las emisiones,

producto del desarrollo de las actividades cotidianas de las personas y de lascondiciones de ventilacin de dichos espacios. En este sentido, aunque son distintaslas fuentes generadoras de contaminantes del aire en interiores, la principal causaes el uso de combustibles tales como la lea, el carbn, la biomasa (e.d. residuos decultivos, excremento de animales), gas natural, gas propano y queroseno para laboresde coccin de alimentos y de calefaccin de los hogares. Una idea de la magnitudde esta problemtica es la cifra de que solamente en pases de economas menosdesarrolladas, cerca de tres mil millones de personas usan combustibles slidos alinterior de sus viviendas (OMS, 2007).

Sin embargo, la contaminacin del aire en interiores es un problema ambiental y desalud pblica que an se encuentra rezagado en cuanto a la disponibilidad de undiagnstico riguroso; situacin que ha llevado en muchos casos a una falta de atencin yde entendimiento de este fenmeno. Slo una mejor caracterizacin de la problemticapermitir optimizar los esfuerzos y recursos en el diseo de medidas concretas paramejorar las condiciones de calidad del aire en espacios cerrados.

En este documento se presentan y analizan dos casos de estudio realizados enColombia, en los que se caracteriz la contaminacin por contaminantes atmosfricosen distintos espacios interiores, entre los que se incluyen, viviendas, instituciones

educativas y ocinas.

CASO 1.


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OBJETIVO PEDAGGICO

Presentar y analizar dos experiencias realizadas en Colombia, sobre la contaminacindel aire en ambientes intramurales. A travs de este anlisis se quiere orientar al lectora un mejor entendimiento de esta problemtica y al conocimiento de evidencias propias

del contexto colombiano.

CONTAMINACIN DEL AIRE EN ESPACIOS INTERIORES

La dinmica de la contaminacin en espacios interiores involucra, adems de loscompuestos contaminantes (gases y partculas), otras variables, tales como, la tem-peratura y la humedad relativa. Estas variables son importantes, no solamente porque enciertas condiciones pueden incrementarse las concentraciones de algunos compuestos,sino tambin, porque tienen un impacto directo en la sensacin de comodidad y

productividad de las personas al interior de un ambiente cerrado. Est plenamentedocumentado que altos niveles de humedad relativa y temperaturas elevadas causanfatiga, impidiendo el normal desarrollo de las actividades (Uniandes y MAVDT, 2008).

La Figura 1 presenta el esquema general de la contaminacin atmosfrica en interiores.En esta se puede apreciar que la calidad del aire en un recinto cerrado depende,tanto de las emisiones generadas al interior, como de las cantidades de contaminanteprovenientes del exterior. De igual forma, hay una serie de fenmenos que sucedenen ambientes intramurales, que al interactuar entre s son determinantes en la calidaddel aire, en este tipo de espacios. Uno de estos fenmenos, es la tasa de ventilacin,

entendida como la cantidad de intercambio de aire exterior con el aire al interior delmicroambiente.

Figura 1. Esquema general de la contaminacin en interiores.


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ANTECEDENTES EN COLOMBIA ESTUDIOS DE CASO

Autoridades internacionacionales, como la Organizacin Mundial de la Salud (OMS),han clasicado la contaminacin del aire en interiores como uno de los diez principales

riesgos mundiales en salud (OMS, 2007). A esta problemtica se le atribuyen cerca de1.6 millones de muertes prematuras en el mundo, anualmente. Sin embargo, para unpas como Colombia, el diagnstico y la informacin disponible en estos temas es anlimitada.

A continuacin se presentan dos estudios, que pueden ser, tal vez, los ejerciciosms rigurosos que se han llevado a cabo en el pas en el campo de la contaminacinintramural. El primero hace referencia a la caracterizacin de la exposicin a monxidode carbono (CO) en viviendas de la ciudad de Bogot, donde se utiliza algn tipode gasodomstico y el segundo presenta la caracterizacin de la calidad del aire

en ambientes interiores (viviendas, ocinas y colegios) de dos ciudades intermediascolombianas y una zona rural.

EXPOSICIN A LA CONTAMINACIN POR MONXIDO

DE CARBONO EN VIVIENDAS

Esta fue una iniciativa liderada por la empresa local de distribucin de gas natural (GasNatural S.A. ESP) motivada, principalmente, por el incremento de ms de un 50% en el

nmero de casos registrados por intoxicacin por CO en Bogot, entre los aos 2004 y2007. En este estudio se caracteriz la exposicin a la contaminacin por monxido decarbono (CO) en una muestra de 73 viviendas, localizadas en el permetro urbano deBogot, en las cuales se utilizaban frecuentemente gasodomsticos.

En todas las viviendas se realizaron mediciones de concentraciones de CO en dosambientes interiores (la cocina y la zona social). Cada experimento correspondi a laoperacin continua y simultnea de dos estaciones de monitoreo por perodos de 24horas.

Las estaciones de monitoreo estaban compuesta por un equipo monitor de CO (LanganT15n) y un equipo monitor de dixido de carbono (CO

2) y temperatura (TelAire 7001)

(ver Figura 2). Simultneamente, se le entreg a cada usuario una encuesta decaracterizacin de la vivienda y un formato de diario de actividades. Estos instrumentospermitieron establecer, durante el tiempo de medicin, caractersticas fsicas del lugar,as como los momentos en los que se utilizaban los gasodomsticos.

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Juan Felipe Franco hizo la investigacin previa a estos casos para documentar este caso especco.


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Figura 2. Estacin y equipos de medicin.

Fuente.Franco, tomado de Uniandes (2008)

De los resultados de este estudio, se pudo establecer que el uso de gasodomsticostiene un impacto directo y signicativo en las concentraciones de CO que se percibenen el interior de una vivienda.

La Figura 3 muestra una diferencia estadsticamente signicativa de las concentracionesde CO al interior de la vivienda entre los momentos en los que haba un gasodomsticoencendido y en los que no.

Estacin de

Monitoreo

Monitor de CO(Langan T15n)

Monitor de CO(Langan T15n)


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Figura 3. Media e intervalo de conanza del 95% para las concentraciones de CO en las cocinas

de las viviendas por estado del gasodomstico.

La Figura 4 permite apreciar las concentraciones de CO en una serie de tiempo parauna de las mediciones al interior de una de las viviendas estudiadas, as como identicarlos momentos en los que estuvo algn gasodomstico encendido.

Figura 4. Concentraciones de CO y su relacin con el uso de gasodomsticos.


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Otro de los resultados importantes del caso al que se hace referencia en esta seccin,tiene que ver con el impacto que el estrato socioeconmico de la vivienda tiene sobrelas concentraciones de CO al interior de esta. La documentacin recolectada en esteestudio permiti establecer que, en general, las viviendas de estratos ms bajospresentaron mayores niveles de contaminacin, que aquellas de los estratos medios

y altos (ver Figura 5). Esto se debe, entre otras cosas, a que el nivel de ingresosdel residente de la vivienda tiene un efecto en el tipo y edad de los gasodomsticosinstalados y en el estado general de mantenimiento de los mismos.

Figura 5. Media e intervalo de conanza del 95%, por estrato socioeconmico, para las

concentraciones de CO en la cocina de la vivienda (gasodomstico encendido).

Por otra parte, los anlisis realizados demuestran la importancia de una apropiada

ventilacin en los lugares en los que se utilizan gasodomsticos. Un ejemplo claro deesta condicin es el hecho de que las concentraciones mximas de CO en espaciosdonde las ventanas permanecan cerradas, fueron cerca de dos veces mayores queen los espacios con ventanas abiertas.

Como conclusin de este caso de estudio, se estableci que, efectivamente, hayviviendas en la ciudad para las que el uso de gasodemsticos representa una fuenteimportante de contaminacin del aire al interior de estas. En un nmero importantede estas viviendas se logr establecer que durante distintos momentos de las 24horas de medicin, sus residentes estaban expuestos a concentraciones de CO que

sobrepasaban ampliamente los niveles sugeridos por la OMS como perjudiciales parala salud de las personas.


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EXPOSICIN A CONTAMINANTES ATMOSFRICOS EN AMBIENTES INTRAMURALES EN DOS CIUDADES

INTERMEDIAS Y UNA ZONA RURAL EN COLOMBIA

Esta fue una iniciativa liderada por el entonces Ministerio de Ambiente, Vivienda

y Desarrollo Territorial (hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible) en laque se caracterizaron los niveles de exposicin a contaminantes atmosfricos endistintos ambientes interiores de diferentes zonas geogrcas de Colombia. Comoparte de este proyecto, adems se identicaron factores determinantes de los nivelesde contaminacin, para contribuir, de esa manera, al mejor entendimiento de estaproblemtica y a la formulacin de polticas orientadas al diseo de estrategias para sumitigacin.

Se seleccionaron dos ciudades colombianas que por su tamao y nmero de habitantesson consideradas como ciudades intermedias. Se busc una ciudad caracterizada por

un clima clido (a nivel del mar) y otra con cierta altitud sobre el nivel del mar y con unclima relativamente fro. A partir de estas condiciones se seleccionaron como ciudadesde estudio a Manizales (ciudad intermedia a ms de 2,000 metros de altura sobre elnivel del mar) y Santa Marta (ciudad intermedia a localizada a nivel del mar). Tambinse seleccion la zona rural del municipio de Suesca, Cundinamarca.

En cada regin se tuvieron en cuenta espacios interiores diferenciados por lasactividades que all se realizaban. Se evaluaron ambientes intramuros de viviendas(cocinas y zonas sociales), ocinas y establecimientos educativos (jardines, colegios yuniversidades) en cada ciudad objeto de este estudio. Para el caso de la zona rural, los

espacios evaluados fueron en su totalidad viviendas. Estas se diferenciaban entre spor el tipo de combustible que se usaba para la coccin de los alimentos u operacionesde calefaccin.

En la campaa de campo para este estudio, se caracterizaron las condiciones decalidad del aire en un total de 50 microambientes (espacios interiores). Dicha campaade campo incluy la determinacin simultnea de las concentraciones de materialparticulado no (PM2.5), CO, CO

2y compuestos orgnicos voltiles (VOC); as como

de las condiciones de temperatura y humedad relativas, al interior de cada uno de losmicroambientes.

Cada experimento consisti en el monitoreo contino, por espacio de 24 horas, delas variables antes mencionadas. De forma adicional, en cada prueba se aplic uncuestionario de caracterizacin del microambiente. Con este documento se recopilinformacin bsica acerca de la construccin y el estado de la edicacin, as comosobre factores que pudiesen tener una inuencia directa en los niveles de contaminacinal interior del recinto (v.g., tipo de combustible utilizado para cocinar, presencia deventanas y puertas, dimensiones del espacio). Igualmente, y de manera paralelaal seguimiento de las variables monitoreadas, se diligenci un formato de diario deactividades que permiti tener un registro de las distintas acciones realizadas en elmicroambiente en el tiempo de duracin de la prueba.


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En cada uno de los microambientes se ubic una estacin de monitoreo que consistade una plataforma ja en donde fueron instalados los equipos de monitoreo de la calidaddel aire en tiempo real, acoplados a un sistema de adquisicin de datos (compuesto porun computador porttil y una tarjeta electrnica) (ver Figura 6).

Figura 6. Estacin de monitoreo utilizada en el estudio.

Fuente. Franco, tomado de Uniandes y MAVDT (2010).


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Los resultados de este estudio permitieron concluir que la calidad del aire en los espaciosintramurales evaluados en diferentes regiones del pas, es una problemtica a la quehay que prestarle mayor importancia y trascendencia. De manera general, los nivelespromedio encontrados de compuestos tales como el PM2.5 se registraron por encimade los valores sugeridos por las OMS como perjudiciales para la salud. La Figura 7

muestra el valor medio y el intervalo de conanza del 95% para las concentracionesde PM2.5 en cada una de las zonas geogrcas evaluadas, discriminado por tipo deespacio.

Figura 7. Intervalo de conanza del 95% para las concentraciones de PM2.5 (ug/m3) por lugar de

estudio y tipo de microambiente.

Una de las variables estudiadas en este caso fue la ventilacin. De manera cualitativa,la importancia de esta variable se calcul a partir del estado de las ventanas (abiertas,cerradas) de cada uno de los espacios intramuros estudiados. La Figura 8 presenta lamedia y el intervalo de conanza para las concentraciones de PM2.5 en las viviendasevaluadas por zona geogrca. Se puede apreciar cmo, los momentos en los quese encontraban las ventanas abiertas, siempre registraron menores concentracionesde material particulado, que los momentos en los que las ventanas del mismo lugar

estaban cerradas. Esta evidencia es contundente y permite dimensionar la importanciade la ventilacin en espacios interiores.


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Figura 8. Media e intervalo de conanza del 95% para las concentraciones de PM2.5 (ug/m3) en

viviendas por lugar de estudio (discriminadas por el estado de las ventanas en la cocina de la

vivienda).

Otra de las variables importantes, tiene que ver con la ocupacin de los espaciosinteriores; es decir con la presencia de personas y las implicaciones que se generanpor dicha ocupacin, en casa espacio. Principalmente, en ocinas y salones declase de instituciones educativas, se percibe un impacto en la calidad del aire interior(especialmente en lo que tiene que ver con niveles de material particulado).

La Figura 9 muestra la media y el intervalo de conanza del 95% para las concentracionesde PM2.5 en los espacios tipo ocina, para los tres lugares de estudio, discriminados porlos momentos en los que estos se encontraban ocupados. Como se puede apreciar enesta gura, las concentraciones de este contaminante son signicativamente mayores(los intervalos de conanza no se traslapan) en los momentos en los que las ocinaspresentan algn tipo de ocupacin.


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Figura 9. Media e intervalo de conanza del 95% para las concentraciones de PM2.5 (ug/m3) en

ocinas por lugar de estudio (discriminadas por ocupacin de la ocina).

Como conclusin de este estudio se estableci que en todos los espacios evaluados(viviendas, ocinas y colegios) se encontraron casos particulares en los quelas condiciones de calidad del aire interior eran decientes. De los ambientescaracterizados, de manera general, el interior de viviendas representa el lugar en dondese observaron las mayores concentraciones de los contaminantes. Esta condicin se

debe, principalmente, al uso de algn tipo de combustible en labores de coccin dealimentos o para calefaccin del hogar. Especcamente, en un nmero importante delos experimentos realizados en las viviendas, las concentraciones de PM2.5 estuvieronpor encima de los valores recomendados por la OMS. Este resultado es de granimportancia, dado el alto porcentaje de tiempo que una persona promedio pasa endicho espacio.


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PREGUNTAS ORIENTADORAS

w Qu elementos de Ingeniera deben ser usados en el momento de caracterizar lacalidad del aire al interior de un recinto cerrado?

w Qu variables deben ser incluidas en el anlisis del fenmeno de calidad del aireen interiores?

w Qu conclusin se podra generar a partir de los casos de estudio presentados eneste documento y relacionados con el estado de la problemtica de calidad del aireen espacios interiores en Colombia?

w Qu recomendaciones de Ingeniera dara usted para mejorar la calidad del aireen un espacio intramural?

CONCLUSIN Y RECOMENDACIONES

A travs de la presentacin de este caso de estudio se quiere contextualizar el fenmenode contaminacin del aire como problemtica ambiental relevante en nuestro pas. Apesar de los proyectos presentados y de las contundentes conclusiones obtenidas, eldiagnstico frente a esta problemtica, es an limitado en Colombia y solamente con lacontinuacin de estudios tcnicos para determinar la exposicin a concentraciones decontaminantes atmosfricos en espacios cerrados, se desarrollar, seguramente, un

nuevo y mejor conocimiento de esta materia y se garantizar el contar con evidenciatcnica que fundamente la implementacin de mejores polticas ambientales con unimpacto en salud pblica, importante.

La problemtica de contaminacin intramural tiene tambin implicaciones signicativasen lo que se reere a cdigos y polticas de construccin de vivienda en el pas (enespecial para el caso de vivienda de inters social). En particular, para Colombia urgeinvolucrar conceptos de vivienda saludable que permitan mejorar no solo las condicionesde habitabilidad, sino tambin de salubridad en estos espacios. Lo anterior se puedelograr, por ejemplo, a travs de requerimientos ms estrictos para dimensiones mnimasde espacios al interior de las viviendas y de requerimientos mnimos de presencia deventanas o puertas y de otros elementos que favorezcan la ventilacin al interior deestas.


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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Banco Mundial (BN) (2007). Prioridades Ambientales para la Reduccin de la Pobrezaen Colombia: un anlisis ambiental del pas para Colombia. Versin en espaol: Editorial

Mayol.

Kim, J. J. Ambient Air Pollution: health hazards to children". Pediatrics. Vol. 114, 2004.pp. 1699-1707.

Organizacin Panamericana de la Salud (OPS) (2005). Evaluacin de los Efectos de laContaminacin del Aire en la Salud de Amrica Latina y el Caribe. Disponible en: http://www.bvsde.paho.org/bvsea/fulltext/contaminacion/indice.pdf

Organizacin Mundial de la Salud (OMS) (2007). Energa Domstica y Salud:

combustibles para una vida mejor. http://www.who.int/indoorair/publications/fuelforlife_es.pdf Schwartz, J. (2004). Air Pollution and Children's Health. Pediatrics. Vol. 113,1037-1043.

Universidad de los Andes (UNIANDES) (2008). Caracterizacin de la Exposicin aContaminantes Atmosfricos en Ambientes Interiores Relacionados con el Uso deGasodomsticos. Disponible en: http://ingenieria.uniandes.edu.co/grupos/sur/images/Informes/contaminacioninterioresgasodomesticos.pdf

Universidad de los Andes (UNIANDES) y Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

Territorial (MAVDT) (2008). Fundamentos de Contaminacin del Aire: conceptosgenerales, deniciones y poltica ambiental. Disponible en: http://web2006.minambiente.gov.co:8091/Default.aspx

Universidad de los Andes (UNIANDES) y Ministerio de Ambiente, Vivienda y DesarrolloTerritorial (MAVDT) (2010). Caracterizacin de la Exposicin a ContaminantesAtmosfricos en Ambientes Intramurales.

World Health Organization (WHO) (2005). Air Quality Guidelines Global Update.Disponible en: http://whqlibdoc.who.int/hq/2006/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_eng.pdf


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MICROGENERACIN DEACEITES USADOS YGESTIN DE RESIDUOS

PELIGROSOSAutor:Ing. MSc. Jos Alejandro Martnez S.Docente Facultad de Posgrados, Universidad EANGrupo de Investigacin en Gestin AmbientalCorreo electrnico:[email protected]

INTRODUCCIN

Los residuos generados por el desarrollo de actividades industriales, agrcolas, deservicios y aun domsticas, constituyen un tema ambiental de especial importanciadebido a que las cantidades y volmenes, en el marco de una sociedad que crecey se desarrolla, cada vez son mayores y presentan nuevos retos; el desarrollo denuevos procesos, nuevos materiales o nuevas sustancias cada da traen benecios ala sociedad, pero a su vez, implican un trabajo mayor y es garantizar que al nal delciclo de vida del producto, esos materiales, ahora convertidos en residuos, no impactenel medio ambiente de forma negativa.

Los residuos peligrosos Respel, considerados as debido a sus caractersticas fsico

qumicas que les coneren propiedades de corrosividad, explosividad, toxicidad,inamabilidad, patogeneicidad o radiactividad, tienen tambin la misma tendenciaexpuesta; por ello, el reconocimiento de lo que se genera (caracterizacin) y de cuantose genera (cuanticacin) es vital para el desarrollo de una adecuada gestin; la faltade diagnsticos sobre la generacin de Respel, la ausencia de mecanismos de controlpor parte de las autoridades ambientales, la deciencia en prcticas operacionalesempresariales, el inadecuado manejo (almacenamiento, transporte, tratamiento y/odisposicin nal), entre otros, son elementos que agravan la situacin y hacen que elriesgo para el ambiente, para los seres vivos y para nosotros los humanos, sea mayorpor cuenta de la exposicin.

Con la entrada en vigor de la normativa ambiental en Colombia para la gestin deresiduos peligrosos en el ao 2005, surge la necesidad de realizar la gestin integral delos Respel con la participacin de cada uno de los actores identicados en la cadena, conel n de generar alternativas de solucin respecto a la problemtica de la industria. Sinembargo, la realidad en cuanto al manejo y gestin ambiental de los residuos peligrososen el pas es de difcil desarrollo para casos como los de los pequeos generadores deaceites usados, entre los que se ubican establecimientos como lubricentros, talleres ycentros de reparacin. Dichos establecimientos presentan falencias frente al manejo delos residuos peligrosos y en especial de los aceites usados, lo que genera una graveafectacin de los recursos naturales, sociales y econmicos de la ciudad.

CASO 2.


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OBJETIVO PEDAGGICO

Presentar las caractersticas de un sistema de microgeneracin de residuos peligrosos(aceite usado) y las directrices para su gestin.

DESCRIPCIN DEL PROCESO DE LA EMPRESA

De acuerdo con el Informe de gestin del ao 2008 de la Autoridad Ambiental deVillavicencio y la Corporacin para el Desarrollo del rea de Manejo Especial LaMacarena (CORMACARENA), se identicaron 144 empresas generadoras de aceiteusado en el departamento del Meta, ubicadas principalmente en el municipio deVillavicencio.

Segn la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos -EPA, el Ministerio de

Ambiente y Desarrollo Sostenible y otras autoridades ambientales, para la dcada delos 90s, el aceite de motor se reutilizaba o se desechaba de tal forma que ni proteganel ambiente ni preservaban su valor como recurso; el riesgo asociado a la forma demanejo de cualquier Respel (exposicin) y a la peligrosidad del mismo depende de tresgrandes factores, que aplican en este caso para el aceite usado, tal y como se presentaen la Figura 1:

Figura 1 Gestin del riesgo en el manejo de residuos peligrosos

Fuente: Martnez S. Jos A. Memorias de curso Gestin Integral de Residuos Slidos.

Costa Rica, 2012

Factores que afectan el riesgo de los

residuos peligrosos


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Los aceites son considerados potencialmente peligrosos para el ambiente debidoa su persistencia y su habilidad para esparcirse en grandes reas de suelo y delagua, formando una pelcula que no permite el ingreso de oxgeno, lo que producerpidamente una signicativa degradacin de la calidad del ambiente. En el caso de losaceites usados existe el riesgo adicional de la liberacin de los contaminantes txicos

presentes, como es el caso de los metales pesados.

El vertido de aceite en el terreno, adems de contaminar el suelo, puede inltrarsey contaminar el agua subterrnea, escurrir o ser arrastrado por el agua de lluvia ycontaminar los cursos de aguas. Las afectaciones en el ambiente se presentan en laTabla 1.

Tabla 1 . Afectacin del aceite lubricante usado sobre los componentes ambientales

Fuente. Adaptado de ACERCAR, 2004

COMPONENTE AFECTACIN

AIRE

De acuerdo con as condiciones ambientales, lassustancias voltiles pueden entrar directamente al aire ydispersarse sin ningn control, o iniciar un proceso mscomplejo de precipitacin y absorcin en el suelo.

Se debe controlar la temperatura, la presin de vapor yla diferencia de concentracin existentes entre la faselquida y la gaseosa.

AGUA

El aceite usado y los elementos contenedores deeste interactan con los medios atmosfricos (porvolatilizacin, evaporacin o fotlisis) y subterrneos(por hidrlisis, adsorcin, sedimentacin, precipitacin ydisolucin).

La vida acutica se afecta directamente, debido a quelas sustancias se depositan, concentran y acumulan enel subsuelo y contaminan la ora que sirve de alimento aestos animales.

SUELO

Las diferentes descargas se absorben, ltran y lixivianhacia estratos inferiores del suelo o a las aguassubterrneas.

El recorrido del aceite lubricante usado en el suelo reviertegran importancia, puesto que este es fuente de alimentoy agua para la fauna, la ora y consecuentemente el serhumano.


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Del anlisis realizado sobre una muestra de la poblacin total de empresas en eldepartamento del Meta, se pudo obtener la siguiente informacin general que sirvecomo base del diagnstico:

w El 63% de la muestra son talleres; de ellos, predominan por su gran importancia, la

atencin mecnica de las motos, seguido por las servitecas con el 32%; las estacionesde servicio a pesar de su importancia y nmero, tienen en muy pocas oportunidadeszonas de lubricacin ya que su labor principal es la venta de combustible o gasnatural vehicular, y por esta condicin, para el caso de estudio, no son una fuenteprincipal de generacin de aceite usado.

w El 95% de la muestra maneja aceite lubricante automotor y el restante 5% maneja,junto con el aceite automotor, otros aceites como los hidrulicos.

w El 52% de la muestra tiene un aproximado de generacin inferior a 30 galones por

mes, lo que denota que la generacin pequea y la microgeneracin es la tendenciaen estos establecimientos.

w El 68% de la poblacin analizada utiliza como tanque de almacenamiento elementosde plstico y un 32%, metlico; en su gran mayora los recipientes se encuentran enmalas condiciones.

w El 100% de la muestra analizada entra en contacto directo, sin ningn tipo deelementos de proteccin personal, con el aceite usado, revelando la afectacin sobrela salud humana a la cual estn expuestos a diario.

w Un 79% de la muestra revela que no conoce las normas de seguridad, lo queevidencia un desconocimiento de los manuales, las leyes y dems normas queestn relacionados con la gestin del aceite usado.

Adems de lo anterior, se presenta una situacin que requiere manejo y atencin: loms preocupante es que un 63% de la muestra entrega el aceite usado a recolectoresinformales, en su gran mayora, personas sin los elementos y condiciones necesariaspara un transporte y aprovechamiento adecuado de este; por otra parte, no se manejauna trazabilidad para el manejo y posterior aprovechamiento del aceite, lo que genera

incertidumbre en su gestin.


wCules son los actores involucrados bajo el concepto de la Poltica Nacional deProduccin y Consumo Sostenible?

wCules son las etapas que debera tener el sistema de gestin de aceites usadospara microgeneradores?

wCmo valorizar de una forma adecuada los aceites usados recolectados?


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ACEITE USADO

PLANES DE ACCION PROPUESTOS

En la identicacin de los actores, es indispensable realizar un anlisis bajo lametodologa de ciclo de vida del producto, puesto que este permite identicar tanto lasoportunidades como los riesgos de un producto o tecnologa nueva, desde la materia

prima hasta el proceso de desecho (u opciones de aprovechamiento). Desde estaperspectiva, es sencillo poder identicar los actores, como se muestra en la gura 2.

Figura 2. Actores en la cadena de manejo del aceite usado

Fuente. El autor, 2012

Sin embargo, las responsabilidades de cada uno de los actores son diferentes, y elpapel que cumplen los generadores debe ser tenido en cuenta en el marco de unanlisis completo de la situacin de microgeneracin de aceites usados.

Las etapas de manejo para los aceites usados no se diferencian en gran medida delas etapas que tiene cualquier manejo de residuos peligrosos a nivel de su gestin; noobstante, es necesario fortalecer las medidas de gestin interna (acopiadores primarios)garantizando un manejo adecuado de los mismos, conforme con medidas bsicas desalud ocupacional y seguridad industrial.

As mismo, la separacin en la fuente o almacenamiento correcto del aceite automotorusado (y las medidas tendientes a evitar su mezcla con otros uidos producidosdurante el mantenimiento de los vehculos) es una actividad importante que garantizael tratamiento y aprovechamiento de este y la calidad del producto nal. De otra parte,se deben tomar medidas en la gestin externa, que garanticen que el camino hacia elaprovechamiento o la disposicin nal sea el adecuado, as como la trazabilidad del

Nuevo producto

/ nueva cadena


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aceite, hasta llegar a un nuevo producto o a su tratamiento y disposicin nal. Comoelemento orientador, se presenta la Figura 3:

Figura 3. Actores en la cadena de manejo del aceite usado

Fuente. Martnez S. Jos A. Memorias de Curso Bsico de Ingeniera Ambiental.

Especializacin en Gestin de Residuos Slidos, Universidad EAN, 2012

Para la valorizacin del aceite usado es importante usar mtodos y tecnologasque minimicen el impacto ambiental negativo y que permitan obtener un productoaprovechable que alargue el ciclo de vida del aceite lubricante. El aceite lubricanteusado normalmente puede aprovecharse as:

w Como combustible para uso industrial (para lo cual se deben retirar la humedad,los slidos y algunos compuestos suspendidos que dan caractersticas de acidezal futuro combustible).

w Como insumo en la fabricacin de plasticantes, uidos para temple e inmunizacinde maderas.

w Como insumo para la produccin de nuevos lubricantes (convirtindose nuevamenteen una base lubricante).

Tambin es necesario tener en cuenta que debern manejarse como residuospeligroso los lodos generados por el procesamiento, cumpliendo con todas las normas

establecidas para este tipo de residuo, incluyendo la solicitud de licencia ambientalpara el tratamiento/aprovechamiento de residuos peligrosos.

Generacin delresiduo

Consumoconsciente

PML

Separacin enla fuente

Recoleccin,

transporte y acopioespecializado

Aprovechamientoy/o tratamiento

Acopiotemporal


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ACERCAR Unidad de Asistencia Tcnica Ambiental para Pequea y Mediana Empresa-ACERCAR. (2004). Oportunidades de produccin ms limpia en el sector de servicio

automotor. Bogot.

Aldana, C.; Jimenez L. (2011). Estudio de la factibilidad comercial para el montaje deuna planta de tratamiento de aceite usado en el municipio de Villavicencio. Proyecto degrado para optar al ttulo de Ingeniera Ambiental. Universidad EAN..

Corporacin para el Desarrollo del rea de Manejo Especial La Macarena CORMACARENA.(2008). Informe de gestin del ao 2008. Villavicencio, Meta.

Martnez S. J. (2012). Memorias de curso Gestin Integral de Residuos Slidos. San

Jos de Costa Rica: Universidad EAN

Martnez S. J. (2012). Memorias de Curso Bsico de Ingeniera Ambiental.Especializacin en Gestin de Residuos Slidos, Universidad EAN..

MINISTERIO DE AMBIENTE VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. (2006),Manual Tcnico para el Manejo de Aceites Lubricantes Usados, 28 p.

MINISTERIO DE AMBIENTE VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. (2005).Poltica Ambiental para la Gestin Integral de Residuos o Desechos peligrosos, 18P

Revisiones en Internet

http://www.epa.gov, Manejando Aceite Usado Consejos para Empresas Pequeas,Noviembre de 1996. Revisado en Abril de 2011.


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MANEJO DE RESIDUOS SLIDOSORGNICOS -RSO-DERIVADOS DELCORTE DE ZONAS VERDES EN EL

NORTE DE BOGOTA D.C., COLOMBIA

Marco Tulio Espinosa Lpez William Fernando Castrilln [email protected] [email protected]

INTRODUCCIN

En Colombia, se producen aproximadamente 11 millones de toneladas anuales deresiduos slidos, con un contenido superior al 60% de orgnicos. Dichos residuosgeneran deterioro del medio ambiente, contaminacin del agua, contaminacinatmosfrica, bolsas de metano con riesgos de explosin y gases de efecto invernadero;econmicamente implican costos de recoleccin, transporte y disposicin nal, que soncada vez mayores.

En este caso se presentan cuatro alternativas biotecnolgicas para el tratamiento deresiduos slidos provenientes de la poda de las zonas verdes de Bogot. Se estudiel efecto de los biotratamientos y un sistema convencional de compostacin, sobre el

pH, temperatura, humedad, peso y relacin C/N. Se determin que existan diferenciassignicativas entre tratamientos y se encontr que el uso de microorganismos de la casaSISVITA dio los mejores resultados. La materia orgnica se transform en compost yse cumpli con todos los requerimientos de la Norma Tcnica Colombiana 5|67/004, encuanto a caractersticas de humedad, pH, y relacin C/N.

La palabra compost tiene su origen del latn componer o juntar; por lo tanto, se dene demanera general, como la reunin de restos orgnicos que sufren una transformacin atravs de la oxidacin biolgica secuencial que convierte materia orgnica heterogneaen un producto homogneo (Avendao, 2003).

CASO 3.


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OBJETIVO PEDAGGICO

Dar a conocer alternativas viables para el aprovechamiento y la valorizacin de losresiduos slidos orgnicos, con el n de disminuir las cantidades a disponer en elrelleno sanitario.

DESCRIPCIN DEL PROCESO

La Gua Tcnica Colombiana, GTC 53-7/2000 ICONTEC, para el Aprovechamientode Residuos Orgnicos no Peligrosos brinda pautas para el manejo adecuado y elaprovechamiento de estos residuos, con el propsito de que dejen de ser una cargapara la sociedad, y se vuelvan un recurso de importante valor econmico y productivo,convertidos en compost, lombricompuesto, gas metano o alimento animal.

En Bogot, los residuos vegetales, producto del corte y poda del csped de zonasverdes por ciclos de 30 a 45 das, constituyen 3.220 toneladas. Sin embargo, no segeneran alternativas para el aprovechamiento de este tipo de residuos orgnicos.

En este trabajo se analizaron cuatro tratamientos biotecnolgicos para transformarresiduos provenientes del corte de csped de zonas verdes, en compost y se midieronvarios parmetros para determinar su calidad.

Se dene como lnea base de la investigacin el informe de Ruiz J. de la UniversidadNacional para la Unidad Ejecutiva de Servicios Pblicos UESP, sobre los ensayos

de laboratorio realizados al csped cortado en zonas pblicas de Bogot D.C, en el2004, cuyos resultados concluyen que esas fracciones son materiales aptos para laproduccin de compost.

MATERIALES Y MTODOS

Los tratamientos fueron:

Tratamiento 1 Bioterre Sisvita Bitechnologic S.A. Lquido

Tratamiento 2 Sistema convencional sin adicion de microorganismos

Tratamiento 3 Biooma Compost Ciooma S.A. Polvo mojable

Tratamiento 4 Mides 100 Agrobiolgicos Londoo Lquido

La actividad de los microorganismos comprometida en el compostaje est dirigida ala sntesis de protoplasma, el cual contiene 50% C, 5% N y 0.25 a 1% P con base enmateria seca (Alexander, 1977). Los microorganismos, en general, utilizan 30 partesde carbono por cada parte de nitrgeno (Wasksman, 1938 citado por Mathur, 1991).


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Los parmetros ms importantes para evaluar la calidad del compost se pueden dividiren: fsicos, qumicos, rgano-biolgicos y patgenos.

Los parmetros fsicos son:

a. Tamao de partcula tamizado por 16.4 y mmb. Densidad aparente masa/volumenc. Material inerte separacin manuald. Humedad prdida de masa a 70 5Ce. Conductividad elctrica

Los parmetros qumicos son:

a. Carbono orgnico

b. Nitrgeno totalc. Metales pesados totalesd. pH

Como sustrato se us el pasto kikuyo, Pennisetum clandestinum. El kikuyo es unagramnea robusta e invasora, con hojas de un color verde, que se extienden por elrizoma. Tiene un ciclo de vida perenne; altitudinalmente se distribuye desde los 1.350a los 3.100 msnm; su contenido de humedad est por el orden del 85% a los 30 das ydel 83% a los 45 das (Ramrez, 2002).

Se tomaron, aleatoriamente, 10 muestras provenientes de zonas verdes del campusde la UDCA,(Tabla 1). No se encontraron diferencias signicativas en la relacin de loscontenidos de carbono y nitrgeno entre las muestras (el intervalo estuvo entre 10.3 y13.3 no siendo mayor la diferencia en valor absoluto a dos puntos, valor sugerido por lateora disponible); (Sztern, 1999), por tanto, es vlido seleccionar como sustratos, losresiduos de corte de jardines y zonas verdes de la UDCA.

Tabla 1. Relacin C/N para diferentes muestras de kikuyo Pennisetum clandestinum

MUESTRA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Promedio

C/N 11.7 10.3 12.1 11.7 12.2 10.4 9.7 13.3 11.9 12.3 11.56


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El trabajo se realiz en las instalaciones de la UDCA, sede El Remanso, Bogot, a2.650 m.s.n.m, en un galpn para porcicultura. En el sitio, la temperatura promedioanual es de 14C, con una precipitacin promedio anual de 730 m.m, y una humedadrelativa de 77%.

Para cada uno de los cuatro biotratamientos se generaron tres rplicas; los datosregistrados en las grcas corresponden a los promedios obtenidos de los biotratamientosy sus rplicas. Semanalmente, se realiz un volteo mecnico con pala a los tratamientos1, 2, 3 y 4; para cada uno se tenan elementos de trabajo independientes con el n deprevenir la contaminacin cruzada. Esto se hizo para favorecer la aireacin.

Dada la variacin lenta y gradual del pH, durante el proceso experimental, se inereuna adecuada aireacin para la degradacin aerbica de la materia orgnica (Cariello,2007) y, por tanto, se espera una calidad adecuada del producto nal en lo que a esteparmetro se reere.

El anlisis de varianza de los datos de pH para los cuatro tratamientos aerbicos sugiereque no existen diferencias signicativas. En cuanto a la relacin carbono/nitrgeno,todos los datos sugieren que esta se encuentra por debajo de lo establecido en lateora y referencias encontradas, que debe ser de 25:1 (25 partes de carbono por 1 denitrgeno, Sztern, D. 1999).

Es necesario anotar que no se observ lixiviacin y que las casas comerciales aseguranque sus productos tienen, entre otras virtudes, la disminucin en la produccin delixiviados. La variacin de humedad de los tratamientos se observa en la gura 2.

Figura 1. Variacin del pH de cada uno de los cuatro tratamientos en cuatro fechas de muestreo


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Figura 2. Variacin del porcentaje de humedad de los cuatro tratamientos en cuatro fechas de

muestreo

Figura 3. Variacin de la temperatura en grados centgrados de los cuatro tratamientos en siete

fechas de muestreo


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Figura 4. Variacin del peso en kilogramos de los cuatro tratamientos en siete fechas de muestreo


w Cules son los objetivos de la poltica nacional colombiana para la gestin integralde los residuos slidos?

w Cul es el componente de mayor peso especco de los RSU?

w Qu alternativas se pueden implementar para el manejo y la gestin de la fraccinorgnica putrescible de los RSU en Colombia?

w Qu papel puede desempear la biotecnologa en esta situacin problmica?

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La conversin de nitrgeno orgnico a inorgnico, se hace a travs de rutas denitricacin expresadas en el ciclo biogeoqumico del nitrgeno, siendo este paso unode los principales procesos aerbicos que ocurren con facilidad a pH neutros y enpresencia de un sustrato con suciente humedad, aumentando la tasa de nitricacinpor la presencia de materia orgnica rica en protenas (Madigan, et al, 2001).

La relacin C/N de la masa, es un factor importante por controlar para obtener unadegradacin adecuada; en el proceso de compostaje, es importante evitar valores altos

de esta relacin ya que impiden que se desarrolle una actividad microbiana extensa,retrasando el proceso.


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El anlisis de la relacin C/N para los cuatro tratamientos aerbicos indica que noexisten diferencias signicativas entre estos, pero que la relacin inicial no es la mejorpara hacer ms eciente el proceso. Reportes de la literatura establecen mezclas desustratos que favorecen la cantidad de carbono presente o que pueden ser fuentes denitrgeno, y, por lo tanto, permiten mejorar el sustrato para el proceso de compostacin;

este conocimiento brinda la posibilidad de balancear mezclas de residuos para hacer elproceso ms eciente en trminos de tiempo.

En relacin con el porcentaje de humedad, se parti de un sustrato con el 80.7% ; amedida que transcurra el tiempo, dicho porcentaje iba disminuyendo, lo cual implicaque el peso tambin disminuye; esta prdida de peso, de acuerdo con la literatura, sedebe a la produccin de compuestos como bixido de carbono y evaporacin de agua;la humedad ptima en la primera fase del compostaje, debe oscilar entre el 40 y 60%del peso total. La temperatura en el proceso de compostacin es un buen indicador dela actividad microbiana, lo que justica su medicin con intervalos de 15 das.

La temperatura tiene efecto y es resultado del crecimiento bacteriano, por lo que seconstituye en un parmetro til para la medicin del proceso de descomposicin.El anlisis de los resultados de esta variable para los cuatro tratamientos aerbicos,concluye que existen diferencias signicativas entre los tratamientos Bioterre, Bioomay Mides 100 frente al tratamiento convencional, el cual, apenas sobrepas los 30 C.En relacin con el pH, se alcanzan valores neutros o ligeramente alcalinos y el rangoobtenido se encontr entre 7.5 y 8.

Referente a las caractersticas fsicas, el compost obtenido de cada uno de los

tratamientos, mantiene la calidad adecuada para el compost maduro. No obstante,es importante aclarar que el compost obtenido de los tratamientos Sisvita Bioterre,Biooma y Mides 100 present textura granulosa, color caf oscuro, apariencia y olorsemejante a la tierra, evidencias de madurez.

El tratamiento del compostaje convencional presenta parte de las bras sin descomponer,provenientes del sustrato, comprobando una degradacin incompleta de la materiaorgnica.

Con estos resultados, es posible armar que los tratamientos biotecnolgicos empleados

en la presente investigacin favorecen la transformacin de la materia orgnica haciaun compost maduro, en contraste con los resultados obtenidos a travs de un procesode compostaje convencional.

De acuerdo con la hiptesis planteada se puede concluir que entre los tratamientos, haydiferencias signicativas, si se comparan las variables, temperatura, humedad y peso,lo que evidencia que los biotratamientos favorecen el incremento de la temperatura,as como un ambiente apropiado para el desarrollo de las poblaciones bacterianas,aumentando la tasa de descomposicin; para el tratamiento prebitico Bioterre Sisvita,la variacin de humedad es signicativa, respecto a la de los otros tratamientos, llegando

a niveles de humedad ptimos para la calidad del producto nal.


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Es necesario, para el proceso de compostacin del pasto kikuyo, elevar los contenidosde carbono, ya que los residuos de corte presentan un alto contenido de nitrgeno,comparado con otros sustratos, y hace que la relacin C/N sea baja; para ello, sepueden utilizar mezclas con otros sustratos, como: aserrn, estircol de caballo, virutasde la madera o peridico. Los diferentes biotratamientos ofrecen resultados favorables

para los procesos de transformacin del sustrato en compost, aunque el tratamientoBioterre Sisivita, es el que ms se aproxima en calidad a la norma NTC 5167, para lasvariables estudiadas.

De conformidad con los resultados, se deduce que es positiva la incorporacin demicroorganismos en el proceso de compostaje en el pasto Kikuyo, pues se obtieneun producto compost de calidad, dentro de los parmetros de la norma y en un menortiempo que el del mtodo tradicional.


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PANORAMA DEL MANEJO DERESIDUOS DE CONSTRUCCIN

Y DEMOLICIN (RCD) Y SU

APROVECHAMIENTO

Autor: Ing. MSc. Jos Alejandro Martnez S.Docente Facultad de Posgrados, Universidad EANGrupo de Investigacin en Gestin AmbientalCorreo electrnico:[email protected]

INTRODUCCIN

No existe duda alguna de que el ser humano es generador del gran y progresivo deteriorodel planeta Tierra. El continuo crecimiento demogrco, hace que la demanda derecursos naturales sea cada vez mayor, y que necesitemos ms asentamientos dondevivir; es decir, se estn ocupando reas ms extensas, con grandes construcciones yvas para una adecuada movilidad de la poblacin. Con el crecimiento demogrco,surge la continua necesidad de edicaciones que satisfagan las necesidades bsicasy de esparcimiento y recreacin de los seres humanos, tales como hospitales, centroseducativos, vas de transporte, vivienda, centros comerciales.

De igual forma, as como hemos venido construyendo, tambin hemos venidodestruyendo. Todas estas construcciones generan desechos, a los cuales no se les estdando una apropiada disposicin nal: esto conlleva un aumento en la contaminacinde los ecosistemas, alterando seriamente, no solo el hbitat de especies animales yvegetales, sino tambin el nuestro.

A partir de esta reexin, se pretende mostrar la problemtica resultante de la maladisposicin de residuos de la construccin y de la demolicin, y sus consecuenciasnegativas, tanto de carcter social, como ambiental para la comunidad; as mismo, seplantea la necesidad de realizar un anlisis de la situacin actual de la regin y cmoesta afecta a sus habitantes y al ambiente, y a partir de guas y soluciones de pasescon ms experiencia en esta problemtica, encontrar la forma de construir una solucinintegral que se ajuste a las circunstancias del pas.

CASO 4.


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OBJETIVO PEDAGGICO

Presentar la problemtica alrededor del manejo de los residuos de construccin ydemolicin, con miras a plantear propuestas para su gestin y manejo.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE LA EMPRESA

Se consideran residuos de construccin y demolicin (RCD) aquellos que se generanen el entorno urbano y no se encuentran dentro de los comnmente conocidos comoResiduos Slidos Urbanos (residuos domiciliarios y comerciales, fundamentalmente),ya que su composicin es cuantitativa y cualitativamente distinta.

Se trata de residuos, bsicamente inertes, constituidos por tierras y ridos mezclados,piedras, restos de hormign, restos de pavimentos asflticos, materiales refractarios,

ladrillos, cristal, plsticos, yesos, ferro mallas, maderas y, en general, todos los desechosque se producen por el movimiento de tierras y construccin de edicaciones nuevasy obras de infraestructura, as como los generados por la demolicin o reparacin deedicaciones antiguas.

El trmino de residuo de la construccin es muy amplio y dentro del mismo cabediferenciar claramente tres subgrupos:

w Residuos procedentes de la demolicin, ya sea de edicios, obras pblicas,carreteras, etc.

w Residuos de excavaciones y movimientos de tierra, bsicamente arcillas, tierras,arenas, etc. que resultan sobrantes a la hora de ejecutar la obra.

w Residuos mixtos que se generan durante la construccin:

.Restos de concreto. .Restos de ladrillo y mortero de pega. .Restos de material cermico. .Restos de tuberas plsticas. .Madera. .Empaques de materiales.

En la demolicin de obras antiguas o que han sufrido daos irreparables por causasexternas, se generan, obviamente, cantidades de residuos que suelen ser ms variados.Por ejemplo, a los anteriores, se les suman tambin restos de manto asfltico, tejas dearcilla cocida, aluminio y morteros de revoque. Estos residuos son ms difciles detratar, que los producidos en la construccin nueva, porque al no contar con programasde recuperacin de escombros, no se demuele selectivamente, sino que se vierten a unmismo sitio, contaminando los susceptibles de ser aprovechados y disminuyendo as laposibilidad de su reciclaje o reutilizacin.


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La industria de la construccin y demolicin es el sector que ms volumen de residuosgenera, siendo responsable de la produccin de ms de 1 tonelada de residuos porhabitante y ao; se necesitan ms de 2 toneladas de materias primas por cada m 2 devivienda que se construye. La cantidad de energa asociada a la fabricacin de losmateriales que componen una vivienda puede ascender, aproximadamente, a un tercio

del consumo energtico de una familia durante un periodo de 50 aos (Castell, 2000).

La siguiente gura resume el ciclo de vida de una obra de construccin:

Figura 1. Ciclo de Vida de una Construccin

Fuente. El Autor, 2012.

IMPACTOS ASOCIADOS AL MANEJO DE LOS RCDs

Los residuos de las obras de construccin pueden tener diferentes orgenes: la propiapuesta en obra, el transporte interno desde la zona de acopio hasta el lugar especcopara su aplicacin, unas condiciones de almacenaje inadecuadas, embalajes que seconvierten automticamente en residuos, la manipulacin, los recortes para ajustarsea la geometra, etc.

Materiales

Fabricacin

Construccin

Uso

Demolicin. Residuo. Recurso


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El impacto asociado a los residuos de construccin (ver Ilustracin 2) est relacionadocon:

w La disposicin sin control.

w Los sitios de disposicin autorizados, sobre todo si en ellos no se lleva a cabo unagestin correcta.

w El transporte de los residuos a los sitios de disposicin o aprovechamiento.

w La sobre-explotacin de recursos naturales por la carencia de reutilizacin yreciclado de los RCD.

Es bien importante mencionar como, el no aprovechamiento de los RCD, aumenta lanecesidad de extraer materias primas y de esta forma colaborar con todos los impactos

ambientales referentes a su extraccin, principalmente los ridos, los metales y maderoscomo fuente energtica.

Figura 2 Impactos asociados al manejo de RCD

Fuente. El Autor, 2012.

Los ridos ms utilizados provienen, bsicamente, de las canteras y graveras que seencuentran en el medio natural, de las montaas y de los antiguos meandros de losros; es decir, se extraen del suelo. Uno de los ms utilizados en construccin son lasarenas de ro, las cuales son de origen silceo y se obtienen por bombeo desde el lechodel ro; por lo general, se comercializan en el mercado en tres tamaos, de acuerdo consu granulometra: na, mediana y gruesa.

Impactos ambientalespor produccin de

materia prima

Impactos ambientalespor disposicin

incontrolada

Impactossociales

Impactoseconmicos

Otrosimpactos

Manejo de RCDs


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Existen tambin arenas de ro de montaa, las cuales estn compuestas porgranulometras variadas y se obtienen en excavaciones a cielo abierto (al igual que losmetales usados en la construccin); todo esto afecta el rgimen hidrulico en los ros,los cuales son expuestos a procesos de explotacin de ridos.

Todos los mtodos de extraccin minera producen algn grado de alteracin de lasupercie y de los estratos subyacentes, as como de los acuferos. Los impactos de laexploracin y pre desarrollo, usualmente, son de corta duracin e incluyen:

w Alteracin supercial causada por los caminos de acceso, hoyos y fosas de prueba,y preparacin del sitio.

w Polvo arrojado a la atmsfera, proveniente del trco, la perforacin, excavacin.

w El ruido y emisiones de la operacin de los equipos diesel.

w Alteracin del suelo y de la vegetacin, ros, humedales, recursos culturales ohistricos y acuferos de agua fretica.

w Conictos con los otros usos de la tierra.

Los sistemas de produccin industrializada y los avances en tecnologas y en los sistemasde transporte han conseguido bajar los precios de los materiales de construccin hasta

tal punto, que en muchas ocasiones los excedentes de las obras no se aprovechan,sino que se convierten directamente en residuos destinados a disposicin nal.

Actualmente, se est fomentando la produccin de materiales de nueva generacin,con mayores prestaciones, que requieren de un elevado consumo de recursos y deenerga, y tienen el inconveniente de emitir una mayor cantidad de contaminantes a laatmsfera, al agua y al suelo.

GENERACIN DE RCD EN COLOMBIA

Los residuos de la construccin y la demolicin son en gran parte los causantes delos residuos slidos urbanos (y por ende, nacionales) debido a que las inversiones deobras civiles y ms especcamente de las obras inmobiliarias, estn en crecimientoproporcional, al crecimiento demogrco para poder suplir las necesidades bsicas devivienda, salud y vas de transporte, etc.

En la siguiente gura se presenta un anlisis comparativo del Producto Interno Bruto(PIB) vs el PIB de la construccin en Colombia, en el que se observa cmo estosindicadores econmicos tienen una tendencia en crecimiento.


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Figura 3 - PIB total vs PIB de la construccin, 2002-2011

Fuente: Montoya, Carlos. 2012. (p: proyectado)

Slo tomando el departamento de Antioquia como ejemplo, en el siguiente grco,se puede apreciar un crecimiento signicativo en el rea aprobada en licencias deconstruccin para vivienda como para otro tipo de obras desde el ao 2000 hasta el2011.

Figura 4 - rea aprobada para la construccin segn licencias (m)

Fuente: Montoya, Carlos. 2012.


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3. PROBLEMTICAS IDENTIFICADAS EN LA ACTUALIDAD

w Las ciudades capitales de Colombia enfrentan:. Altos niveles de clandestinidad en la disposicin nal de escombros.. Gran impacto en las redes de alcantarillado y drenajes urbanos.. Mantenimiento de reas verdes, parques, retiros de quebradas, separadores de

vas, llenos de las zonas de inundacin de ros y quebradas.. Alteracin de nacimientos de agua.. Conictos sociales por contaminacin y alto trnsito vehicular pesado por

zonas residenciales.. Poca cultura ciudadana del generador.. Ambientes de conictos, percepciones sociales de baja calidad ambiental y demanda

de recursos econmicos en jornadas de limpieza de puntos crticos.

wSobre el componente jurdico y administrativo:. Normativa dispersa, incipiente y desarticulada.. Procedimientos sancionatorios inecientes.. Falta de control y seguimiento.. Falta de articulacin entre las entidades competentes.

w Sobre el componente tcnico-operativo del manejo de RCD:. Se requiere actualizacin tecnolgica.. Se requieren estudios de factibilidad actualizados.. Se requiere fortalecimiento institucional asociado a la unicacin de criterios tcnicos y cualicacin tcnica especializada.

w Existe ausencia de caracterizacin, segn potencialidades logsticas inadecuadas:.Largos tramos a sitios autorizados..Carencia de infraestructura.. Sistemas de transporte informales.. Formas de operacin inadecuada..Disposicin nal no tecnicada.

w Sobre el componente socio cultural que afecta (o apoya) el manejo adecuado deRCD:

. Bajo nivel de formacin e informacin en la ciudadana en general.

. Informalidad, especialmente en el transporte selectivo,

. Ausencia de control social.

. No hay oferta de servicio clara y eciente para el pequeo y mediano generador.

w Sobre el componente nanciero comercial para el manejo de RCD:. Existe una dinmica econmica que prevalece sobre las opciones tecnolgicas.. Desconocimiento del mercado de subproductos del aprovechamiento de escombros.. La mezcla con otros residuos y el arrojo clandestino estn asociados a la prdida del valor potencial de aprovechamiento.


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w Cules seran las etapas que se podran plantear para un manejo integral de RCDen Colombia?

w Cmo se podran vincular a los actores que hacen parte de esas etapas, al marcode la Poltica Nacional de Produccin y Consumo Sostenible?

w Qu opciones de aprovechamiento y valorizacin existen para el manejo de los RCD?

PLANES DE ACCIN PROPUESTOS

Para la identicacin de las etapas de un sistema de manejo integral, se deben observar

las etapas genricas del Manejo de Residuos Slidos (ver gura 5) y complementarlascon una revisin especca de casos exitosos que estn funcionando en otras partesdel mundo, como Espaa o Mxico (ver en Bibliografa, documento No. 9).

Figura 5- Etapas genricas de manejo de residuos slidos

Fuente. Martnez S. Jos A. Memorias de Curso Bsico de Ingeniera Ambiental. Especializacin

en Gestin de Residuos Slidos, Universidad EAN, 2012

Separacin enla fuente

Generacindel residuo

Acopiotemporal

Aprovechamiento

Disposicin(no aprovechable)

Recoleccin,transporte y

acopioespecializado


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De las experiencias resaltadas en Montoya, 2012, se puede destacar:

Espaa, para aplicar su modelo de gestin, de ante mano tiene estructuradas unasUnidades Tcnicas de Gestin (UTG) con el n de tratar y clasicar los residuos, parasu posterior disposicin en las respectivas plantas de tratamiento. Para llevar a cabo

esto, se debe establecer un canon, tasa o precio de eliminacin de RCD que incentivela reduccin y el reciclaje de estos residuos, cuya cuanta sera nica para todas lasinstalaciones integrantes de la Red Pblica de gestin de RCD de la Comunidad deMadrid, y que tiene como n nanciar las actuaciones previstas en este Plan de Gestin,como se resumen en la siguiente ilustracin.

Figura 6 Diagrama de ujo del proceso de transformacin

Fuente. Montoya, Carlos. 2012.

En Mxico, el trabajo en RCD es reciente; se ha venido desarrollando desde hacemenos de 15 aos. Una de las empresas existentes, fundada en el ao 2004, ConcretosReciclados, es 100% mexicana y est dedicada al reciclaje de los Residuos de laconstruccin, siguiendo los pasos de pases desarrollados de la Comunidad Europeay Australia.

Concretos Reciclados utiliza tecnologa de punta, como mquinas de trituracin yclasicacin, computarizadas y robotizadas, equipadas con motores ecolgicos, parareciclar los materiales ptreos, y con una capacidad de produccin de 2,000 ton diarias

(ver gura 7).


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Fotografa 7 - Planta Concretos Reciclados

Fuente. Montoya, Carlos. 2012.

Los materiales factibles de reciclar en dicha planta son los que provienen de demolicionesy desechos de la industria de la construccin (edicaciones, excavaciones, vialidades,urbanizaciones, caminos, etc.), enfatizando en el cuidado que se debe tener de nocontaminar los productos que se van a reciclar, ya que, para poder llevar a cabo esta

actividad, estos deben entregarse libres de basura, papel, madera, plstico, textiles ymateriales txicos.

La valorizacin de los RCD tiene un amplio espectro, en los cuales los mercados quese pueden abastecer son, entre otros:

. Bases y sub-bases para rmes de carreteras de segundo orden, urbanizacin, polgonos industriales y otras reas de expansin.. ridos y residuos de ladrillos para drenajes, rellenos de zanjas y rmes de caminos.. ridos para procesos de fabricacin de losas de concreto. ridos o residuos de ladrillos para lechos de patios y azoteas.. ridos para hormign.

Adems, teniendo en cuenta la valorizacin de los distintos elementos pertenecientesal grupo de residuos inertes, existe un mercado emergente en cuanto a:

.Residuos de chatarra frrica.

.Vidrio.

. Materiales nobles de la construccin y carpintera (cercas, rejas, portones, ventanas, marcos, grifera, sanitarios, etc.).. Piedra labrada, fundamentalmente granito y basalto (adoquines, losas, etc.).


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En todo caso, para llevar a cabo una propuesta de comercializacin de un productoreciclado, es necesario hacer un anlisis de las 4P empleadas en el marketing: producto,plaza, precio y promocin. De esa forma, podemos dar caractersticas de los productosresultantes y una orientacin hacia un mercado determinado, bajo la relacin que sepresenta en la gura 8.

Figura 8 - Relacin de las 5R con el Ecomarketing

Fuente. El autor, para el documento de Montoya, Carlos. 2012.


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Alcalda de Bogot. DECRETO 4741 DE 2005. [Consultado el 13 de mayo de 2012].

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APLICACIN DE UN MODELO DE DISPERSIN PARA RESOLVER

UNA PROBLEMTICA DE CALIDAD

DEL AIRE EN LA ZONA MINERA DE CESAR, COLOMBIA

Autor:Daniel Fernando PratoUniversidad EAN - Grupo de Investigacin en Gestin AmbientalCorreo electrnico: [email protected]

INTRODUCCIN

Hoy por hoy, la preocupacin latente por el medio ambiente y los efectos que puedegenerar la contaminacin sobre este y sobre la salud humana, se ha convertido en untema de inters en Colombia. Por esta razn, se han tomado acciones para protegerla salud de la poblacin y los recursos naturales estableciendo los lmites permisiblesde contaminacin de determinada actividad, con el n de poder controlar sus niveles..La calidad del aire es una de las mayores preocupaciones en materia de salud y susefectos sobre el medio ambiente, razn por la cual, se han creado tanto normas deemisin como de concentracin, para los distintos contaminantes atmosfricos.

Por ende, para que nuevos proyectos tengan la aprobacin de la autoridad ambiental,para iniciar la operacin, es de vital importancia conocer si su puesta en prcticaalterar de manera positiva o negativa el lugar donde se va a ejecutar y en caso de quesobrepase los lmites, tener claramente denidas las acciones de mitigacin y controlpara reducir el impacto de la actividad a los grupos de inters..Los modelos de dispersin para modelar la calidad del aire se han convertido, enel mundo, en una herramienta muy utilizada por las autoridades ambientales, conpropsitos regulatorios en los diferentes tipos de actividades en las que se requiere

monitorear la concentracin de material particulado sobre una poblacin determinada.En este estudio de caso se aplica la metodologa de un modelo de dispersin de materialparticulado en la zona minera del Cesar, para determinar los niveles de concentraciny sedimentacin de las emisiones generadas por las operaciones en la zona minera.

Dicha zona est ubicada en la regin Norte de Colombia y es considerada como unade las zonas mineras a cielo abierto ms grandes del mundo, con una produccinaproximada de 70 Mton/ao. En la Figura 1 se muestra, en la parte superior, la ubicacinde la zona de explotacin y en la parte inferior, la ubicacin de las minas que operanen la regin.

CASO 5.


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Figura 1. Ubicacin de la zona de explotacin minera del departamento del Cesar, Colombia.

Fuente. Google Earth

La minera de carbn a cielo abierto es una de las actividades que ms contribuyen ala generacin de material particulado, seguido de la metalurgia, produccin de energay explotacin y manipulacin de materiales granulares.

Las polticas enfocadas a la prevencin de impactos son de hecho, las ms econmicasy con las que se obtienen mejores resultados tanto sociales, como ambientales. Dadoel gran impacto econmico que representa la minera a cielo abierto en Colombia,la autoridad ambiental ha optado por utilizar modelos de calidad de aire, con el n

de encaminar acciones hacia el cuidado y proteccin de los ciudadanos y, al mismotiempo, impulsar el desarrollo econmico de la regin.


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OBJETIVO PEDAGGICO

Aplicar una herramienta que permita evaluar la calidad del aire en la zona minera delCesar, Colombia por medio de modelacin de dispersin de material particulado.

OBJETIVOS ESPECFICOS

w Conocer los diferentes tipos de herramientas que hay en materia de modelacinde calidad del aire.

w Aplicar una metodologa para modelar la calidad del aire en la zona minera del Cesar, Colombia.

DESCRIPCIN DEL PROCESO

La contaminacin atmosfrica producida por actividades antropognicas da origen aenfermedades respiratorias como la silicosis. Segn estudios realizados por Pope ycolaboradores, como parte del II Estudio para la Prevencin del Cncer (Cohen A,Pope, 1995), existe una relacin entre la contaminacin atmosfrica (para este caso enpartculas que contienen slice libre) y las enfermedades cardiovasculares y el cncerpulmonar.

De otra parte, se presenta deterioro de los ecosistemas y reduccin de la visibilidaden la zona de trabajo (Wheeler et al., 2000; NIOSH, 2005), lo que aumenta el riesgode accidentes, tales como sedimentacin de material particulado sobre el suelo ydetrimento de la calidad de aguas superciales.

Entre las actividades que ms contribuyen a la generacin de material particulado, deacuerdo con la clasicacin en fuentes jas de emisin, se encuentran la minera y obracivil, metalurgia, produccin de energa y la explotacin y manipulacin de materialesgranulares.

En la zona minera del Cesar operan siete empresas cuya produccin anual, como semencion anteriormente, supera las 70 millones de toneladas (Tabla 1).

Mantener estos niveles de produccin tiene un impacto ambiental sobre las zonasaledaas a la regin y es all donde viene la importancia de modelar la dispersin delmaterial particulado en la zona, para determinar si los niveles de concentracin estnsobre los lmites permisibles por la autoridad ambiental colombiana.


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Tabla 1. Produccin anual de las empresas que operan en la regin

Fuente. CIMA, 2009.

MODELOS DE CALIDAD DEL AIRE

Los modelos de calidad del aire usan tcnicas matemticas y numricas para simular

los procesos fsicos y qumicos que afectan a los contaminantes en su dispersiny transformacin en la atmsfera. Para describir la dispersin de contaminantesatmosfricos alrededor de una fuente de emisin es necesario involucrar en lamodelacin los siguientes fenmenos fsicos que ocurren en forma simultnea:

. El movimiento de uidos gaseosos de varias especies y de partculas suspendidas, de densidad variable y en rgimen turbulento.. La transferencia de calor que ocurre al interior del uido.. La transferencia de masa que ocurre a la salida de la fuente, en la atmsfera y en

los receptores.. Los procesos de formacin y destruccin de especies que ocurren al interior del uido.. Las reacciones qumicas que ocurren al interior del uido bajo la presencia de factores externos como radiacin solar y humedad.

Se deben tener en cuenta como parmetros de entrada, las siguientes condiciones:

. Meteorologa del lugar.

. La emisin msica de cada especie.

. La geografa del lugar y el uso del suelo.

Mina EmpresaProduccin 2009

Ton / aoProduccin 2010

Ton / ao

DescansoDrummond LTD 1.8148E+06 7.4554E+06

MinaLa Francia

Compaa Carbones del Cesar S.A. 1.0438E+06 1.5000E+06

MinaCalenturitas

C.I. Prodeco S.A. 5.9984E+06 7.1024E+06

MinaCerrolargo Norcarbn S.A.

6.0000E+05 6.0000E+05

ProyectoLa Jagua

Carbones de la Jagua CDJ 4.7230E+06 2.5000E+06

La Loma

Drummond LTDEmpresa de carbones del cesar y la guajira S.A.Emcarbn.

1.8940E+071.6000E+06

1.9528E+071.6000E+06


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Las ecuaciones que describen estos fenmenos son bien conocidas y se mencionan enla Tabla 2. All se muestra que estas son ecuaciones ntegro-diferenciales no linealesque se deben resolver en forma simultnea para cada aplicacin especca.

Dada la complejidad de estas ecuaciones, an no se conocen soluciones analticas

para el caso de dispersin de contaminantes. Como alternativa, se ha optado poracudir a soluciones heursticas y/o simplicadas como las sintetizadas en la Tabla 3.Estas soluciones proveen informacin referente a un aspecto especco del fenmenode dispersin de contaminantes alrededor de la fuente de emisin. Sin embargo, todasellas son aproximaciones con supuestos, algunas veces poco aceptables.

Tabla 2. Ecuaciones que describen los fenmenos fsicos que ocurren en la dispersin de

contaminantes atmosfricos

Dada la complejidad de estas ecuaciones, an no se conocen soluciones analticaspara el caso de dispersin de contaminantes. Como alternativa, se ha optado poracudir a soluciones heursticas y/o simplicadas como las sintetizadas en la Tabla 3.Estas soluciones proveen informacin referente a un aspecto especco del fenmenode dispersin de contaminantes alrededor de la fuente de emisin. Sin embargo, todasellas son aproximaciones con supuestos, algunas veces poco aceptables.


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Tabla 3. Alternativas de modelacin de la calidad del aire

Modelo Descripcin Ventajas Desventajas

ModelosFotoqumicos

Para cada celda desimulacin asume que

la emisin se difundeuniformemente en elespacio disponible yocurren las reaccionesqumicas pertinentes.

Apropiado paragran

nmero de fuentescomo complejosindustriales yciudades.

Requieren de gran

capacidad decmputo.

Estadsticos

Redes neuronales:asocian el efectode las condicionesmeteorolgicasy emisin decontaminantes a laconcentracin de

contaminantes enpuntos alejados de lafuente de emisin.

Sintetizan datoshistricos.

Necesita depatrones decomportamiento,

Modelos de MonteCarlo: Modelannucleacin,coalescencia,coagulacin ycondensacin departculas.

Han sido validadosexperimentalmente.

Poco conocidos.

Modelo de receptores:

Asocian laconcentraciny composicin de lacontaminacin de unreceptor con una fuente.

Proveen evidenciaacerca delimpacto de unafuente sobre losreceptores.

Son cualitativos.

Aplican cuandocada una de lasfuentes emitesustancias concaractersticasdiferentes.

Fsicos oexperimentales

Modelos a escala entnel de viento

Se ajustan a larealidad

Costosos

Simulacin

numrica

Computational uiddynamics CFD:resuelve numricamente

las ecuaciones quedescriben el movimientode los uidos

Son los ms

exactos.

Requieren degran capacidadde cmputo.No apropiadospara modelar adistancias mayoresde 1 Km.

Modelosgaussianos

Estado estable .Han tenido ampliaaceptacin por susimplicidad.

Poco exactos.Problemas concondiciones deviento menores a1 m/s.

Avanzados.

Incluyen en formadinmica lascaractersticas

climatolgicas ygeogrcas.

Requieren grancantidad deinformacin de

entrada.


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SIMULACIN NUMRICA

La dinmica de uidos computacional (CFD), por sus siglas en ingls, es la cienciaque predice el ujo de uidos, transferencia de masa y calor, reacciones qumicas,mediante una solucin numrica de las ecuaciones que gobiernan el fenmeno fsico y

qumico, resolviendo las ecuaciones fundamentales de:

. Conservacin de masa.

. Conservacin de momento.

. Conservacin de energa.

Por tanto, constituye la alternativa que provee resultados ms exactos. Tiene el

potencial de incorporar reacciones qumicas y el efecto de las variables climatolgicas.Sin embargo, las aplicaciones tpicas de esta herramienta no incluyen estas dosltimas opciones. Requiere gran capacidad de cmputo y de personal especializado.Es apropiada para problemas de tamao fsico reducidos, aunque es posible aumentarel tamao del rea de trabajo, usando tcnicas como anlisis dimensional o modelosa escala. La Figura 2 ilustra el tipo de resultados que se pueden obtener con estaherramienta.

Figura 2. Resultados de simular numricamente la dispersin de CO2alrededor de una chimeneausando ANSYS. Se muestra la concentracin de CO

2obtenida para un plano vertical que pasa por

el centro de la chimenea y est alineado con la direccin del viento

A continuacin se ilustra una de las metodologas ms usadas, para la solucin de

problemas que involucran CFD.


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Figura 3. Descripcin general de una metodologa CFD

Para obtener resultados conables con el modelo, el anlisis CFD est denido por unaserie de pasos que permitirn el uso adecuado de la herramienta y, por consiguiente,la consecucin de buenos resultados; dichos pasos estn organizados de la siguientemanera:

w Identicacin del problema y pre-procesamiento.

. Denir los objetivos del modelado.

. Identicar el volumen por estudiar.

. Disear y crear la malla.

w Ejecucin del solver.

. Denir el modelo numrico.

. Solucionar y monitorear la solucin.

w Posprocesamiento.

. Examinar los resultados.

. Poner a consideracin revisiones del modelo.

Para la ejecucin de este proyecto, se utiliz la metodologa mostrada en la Figura 4,

que recibe como entradas tres grandes grupos: geografa, meteorologa y emisiones.


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Figura 4. Metodologa CFD para la solucin del modelo de la calidad del aire

MODELACIN

A partir de los parmetros mostrados en la Figura 4, se procede a hacer las simulacionespara estimar la concentracin del material particulado en la regin minera.

Para tener una idea de la regin modelada, se presenta la siguiente gura donde sepuede apreciar la ubicacin de cada una de las minas en el terreno real.

Figura 5. rea de modelacin


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Despus de ingresar la informacin de entrada al modelo, se procede a hacer elposprocesamiento de la informacin obtenida; en total, se realizaron treinta y seissimulaciones en diecisis de las treinta y dos direcciones que tiene la rosa de los vientos.

A continuacin se muestran las grcas de concentracin en las direcciones norte, sur,

oriente y occidente, de las alturas de capa de mezcla ms altas por cada direccin:

Figura 6. Concentracin en direccin Norte (superior izquierda), Sur (inferior izquierda), Oriente

(Superior derecha), Occidente (inferior derecha).

Como se puede observar en la Figura 6, los mayores ndices de concentracin seencuentran en zonas muy cercanas a las minas.


w Qu es un modelo de dispersin y para qu se utiliza?

w Qu tan conables pueden ser los resultados arrojados por los modelos de dispersin y cul es su mayor fuente de incertidumbre?

w Si usted tuviera que implementar medidas de mitigacin y control para reducir la concentracin de las emisiones que est generando su actividad, qu acciones planteara?


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CONCLUSIONES

Existen varias herramientas que se utilizan a la hora de modelar la calidad del aire.Escoger una de ellas depende de la informacin, infraestructura tecnolgica y personalcapacitado para cada uno de los casos presentados.

Se evalu la posibilidad del uso de una herramienta de CDF para resolver unaproblemtica, como la contaminacin del aire, y gracias a ello, se han logrado denirpolticas de prevencin y control que mitigan los impactos generados por la actividadde la industria en la zona.

El desarrollo de este proyecto permiti avanzar en la denicin de una metodologapara el uso de CFD en modelacin de calidad del aire.


Coh

cuaderno de casos de ing ambiental

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