evaluaciÓn de estrategias para la mitigaciÓn de la
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EVALUACIÓN DE ESTRATEGIAS PARA LA MITIGACIÓN DE LA
GENERACIÓN NO INTENCIONAL DE COMPUESTOS ORGÁNICOS PERSISTENTES (COPs) EN LA PRODUCCIÓN DE METALES FERROSOS Y
NO FERROSOS EN COLOM BIA
ALBA LUZ ARANGO VILLAR
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AM BIENTAL
BOGOTÁ D.C.
2007
IAMB 200710 01
ii
Evaluación de Estrategias para la M itigación de la Ge neración No
Intencional de Com puestos Orgánicos Persistentes (COPs) en la Producción de Metales Ferrosos y No Ferrosos en Colombia
Alba Luz Arango Villar
Proyecto de Gr ado para optar al Título de Ingeniera Am biental
Asesor: Nicolás Escalante Mora., Msc
Universidad de Los Andes
Facultad de Ingeniería De partam ento de Ingeniería Civil Y Ambiental
Bogotá D.C.
2007
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Este trabajo va dedicado
especialmente a mi papá, porque
gracias a él soy quien quiero ser. A
mi mamá por ser una mujer ejemplar.
A mis hermanitas Jul y y Ednita por
ser mi apoyo, mi respaldo, mis
amigas incondicionales. A mi tía
Hilma y a mi abuelita Emma por orar
y preocuparse por mí y a mi abuelita
Julia por las cosas buenas que me
envía. Y a Dios por darme tantas
bendiciones y hacerme una persona
feliz.
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AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, quiero agradecerle al Ingeniero Nicolás Escalante por toda la
ayuda prestada, que más que mi asesor, se conv irtió en un gran apoyo durante
el desarrollo de este proyecto.
Al señor Orlando Quintero, quién trabaja con el Ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo Territorial, por toda la información que me fac ilitó y por
estar siempre dispuesto a colaborarme.
A todos los profesores de Ingenier ía Ambiental, por sus invaluables
enseñanzas, a Eliza y John por su buena energía siempre.
A mis papás, mis hermanitas, mi tía, mi abuelita, mi cuñado, quienes son mi
pilar y siempre estuvieron apoyándome y animándome en los momentos
dif íc iles.
A mis amigos, lo de s iempre; en especial a Aleja y Deicy que s iempre conté
con su incondicional amistad.
A mis compañeros de Universidad, muchas grac ias por todas las enseñanzas y
por todo el apoyo que me brindaron este semestre. A las niñas con las que
compartí asesor, por ser parte de es to.
Y a todas las personas que lograron que este proyecto fuera una realidad.
Muchas Gracias…
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TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................1
2. OBJ ETIVOS ............................................................................................................3
2.1 OBJETIVO GENERAL......................................................................................3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................3
3. JUSTIFICACIÓN.....................................................................................................4
4. COMPUESTOS ORGÁNICOS PERSISTENTES (COPs)...............................6
4.1 ¿QUÉ SON? .......................................................................................................6 4.2 CONVENIO DE ESTOCOLMO........................................................................7
5. COPs NO INTENCIONALES................................................................................8
5.1 DIOXINAS Y FURANOS ..................................................................................8 5.1.1 DIOXINAS......................................................................................................8 5.1.2 FURANOS......................................................................................................9 5.1.3 SUSTITUCIONES DE ÁTOMOS DE CLORO..........................................9 5.1.4 CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS................................................10 5.1.5 TOXICIDAD..................................................................................................10
5.2 ¿DE DÓNDE PROVIENEN? ..........................................................................12 5.2.1 PROCESOS TÉRMICOS ..........................................................................12 5.2.2 PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES .............................................13
5.3 M EDIOS AMBIENTALES PARA LIBERACIÓN DE PCDD/F..................13 5.3.1 A IRE..............................................................................................................14 5.3.2 AGUA............................................................................................................14 5.3.3 TIERRA.........................................................................................................14 5.3.4 PRODUCTOS..............................................................................................14 5.3.4 RESIDUOS ..................................................................................................14
5.4 CATEGORÍAS Y SUBCATEGORÍAS..........................................................14 5.5 INVENTARIO DE DIOXINAS Y FURA NOS EN COLOM BIA ..................16
6. CATEGORÍA DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS ....................19
6.1 EL SECTOR EN COLOM BIA........................................................................20 6.2 FACTORES DE EMISIÓN..............................................................................24 6.3 SINTERIZACIÓN DE HIERRO ......................................................................33 6.4 PRODUCCIÓN DE COQUE...........................................................................34 6.5 PRODUCCIÓN DE ACERO Y FUNDICIÓN DE HIERRO ........................34 6.6 PRODUCCIÓN DE COBRE ...........................................................................35 6.7 PRODUCCIÓN DE ALUMINIO......................................................................35 6.8 PRODUCCIÓN DE PLOMO...........................................................................36 6.9 PRODUCCIÓN DE ZINC ................................................................................36 6.10 PRODUCCIÓN DE BRONC E Y LATÓN .....................................................36 6.11 PRODUCCIÓN DE MAGNESIO....................................................................37 6.12 PRODUCCIÓN DE OTROS METALES NO FERROSOS ........................37 6.13 DESGUAZADORAS........................................................................................37 6.14 REC UPERACIÓN TÉRM ICA DE CABLES ................................................38 6.15 CUANTIFICACIÓN DE PCDD/F PARA LA CATEGORÍA 2 ....................38
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7. ESTRATEGIAS PARA LA MINIMIZACIÓN Y/O ELIMINACIÓN DE PCCD
y PCDF SEGÚN SUBCATEGORÍA ..........................................................................40
8. REDUCCIÓN DE LAS LIBERACIONES DE PCDD Y PCDF.......................52
9. CONCLUSIONES .................................................................................................57
10. RECOM ENDACIONES.........................................................................................59
11. REFERENCIAS......................................................................................................61
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Lis tado inicial de Compuestos Orgánicos Pers istentes ...........................7
Tabla 2. Factor de Equivalencia Tóxica para PCDD/F..........................................11
Tabla 3. Categor ías y Subcategor ías para Dioxinas y Furanos...........................15
Tabla 4. Categor ías de Fuentes ................................................................................16
Tabla 5. Liberaciones de PCDD/F anuales por categor ía.....................................17
Tabla 6. Número de Generadores para las categorías con mayor liberac ión ....18
Tabla 7. Toneladas producidas por año para cada Subcategor ía.......................21
Tabla 8. Factores de emisión para plantas de sinterizac ión de hierro................25
Tabla 9. Factores de emisión para producción de coque .....................................25
Tabla 10. Fac tores de emisión de la industria del acero y las funder ías de
hierro ...............................................................................................................................26
Tabla 11. Factores de emisión para producc ión de cobre....................................27
Tabla 12. Factores de emisión para producc ión de aluminio ...............................27
Tabla 13. Factores de emisión para producc ión de plomo ...................................28
Tabla 14. Factores de emisión para producc ión de z inc .......................................28
Tabla 15. Factores de emisión para producc ión de latón/bronce........................29
Tabla 16. Factores de emisión para producc ión de magnes io.............................29
Tabla 17. Factores de emisión de procesos térmicos de metales no ferrosos .30
Tabla 18. Factores de emisión para desguazadores .............................................30
Tabla 19. Factores de emisión para la recuperac ión térmica de cables ............30
Tabla 20. Liberac ión de PCDD/F por subcategor ía ...............................................31
Tabla 21. Liberac iones de la Subcategor ía Sinter ización de Hierro aplicando
estrategias ......................................................................................................................44
Tabla 22. Liberac iones de la Subcategoría Producc ión de Coque aplicando
estrategias ......................................................................................................................45
Tabla 23. Liberac iones de la Subcategor ía Producc ión de acero y fundic ión de
hierro aplicando es trategias ........................................................................................46
Tabla 24. Liberaciones de la Subcategoría Producc ión de Cobre aplicando
estrategias ......................................................................................................................47
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Tabla 25. Liberaciones de la Subcategor ía Producción de Aluminio aplicando
estrategias ......................................................................................................................48
Tabla 26. Liberac iones de la Subcategoría Producc ión de Plomo aplicando
estrategias ......................................................................................................................49
Tabla 27. Liberaciones de la Subcategor ía Producc ión de Zinc aplicando
estrategias ......................................................................................................................49
Tabla 28. Liberaciones de la Subcategor ía Producción de Latón y Bronce
aplicando es trategias ....................................................................................................50
Tabla 29. Liberac iones de la Subcategor ía Producc ión de Magnesio aplicando
estrategias ......................................................................................................................51
Tabla 30. Liberac iones de la Subcategoría Producción de otros Metales No
Ferrosos aplicando es trategias ..................................................................................51
Tabla 31. Liberac ión de PCDD/F por Subcategor ía aplicando estrategias ........52
Tabla 32. Porcentaje de Reducción en el vector aire ............................................54
Tabla 33. Porcentaje de Reducción en el vector agua..........................................55
Tabla 34. Porcentaje de Reducción en el vector res iduos....................................56
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Estructura Química de las PCDD ...............................................................9
Figura 2. Estructura Química de las PCDF ...............................................................9
Figura 3. Liberaciones de PCDD/PCDF por Categor ía.........................................18
Figura 4. Sector Metalúrgico ......................................................................................20
Figura 5. Producc ión Bruta en porcentaje 2006 .....................................................21
Figura 6. Producc ión Sector Metalúrgico.................................................................22
Figura 7. Expor tac iones Sector Metalúrgico ENE – NOV de 2006 .....................23
Figura 8. Liberaciones Totales por Vector en la Categor ía 2 ...............................32
Figura 9. Apor te en porcentaje por Subcategoría en la Categor ía 2...................32
Figura 10. Liberac iones al Vector Aire por Subcategoría .....................................38
Figura 11. Liberac iones al Vector Agua por Subcategor ía ...................................39
Figura 12. Liberac iones al Vector Res iduos por Subcategor ía ............................40
Figura 13. Liberac iones por vec tor para la Categoría 2 aplicando estrategias .53
Figura 14. Aporte en porcentaje por Subcategor ía aplicando es trategias .........53
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1. INTRODUCCIÓN
A partir de la década de los 50’s a nivel mundial, se han identificado y
estudiado un conjunto de sustanc ias que causan efectos negativos sobre la
salud humana y el medio ambiente, las cuales son conocidas común mente con
el nombre de Compuestos Orgánicos Persistentes (COPs). Es tos
contaminantes poseen caracterís ticas que los catalogan como sustanc ias
peligrosas y tóxicas, entre las cuales se destacan los Plaguic idas
Organoc lorados, los Bifenilos Polic lorados (PCBs), las diox inas y los f uranos.
Para adoptar medidas y proteger la salud humana y el medio ambiente contra
los daños que ocasionan los COPs, se creó el Convenio de Estocolmo, el cual
fue firmado por Colombia en mayo del 2001. A partir de ahí, se han venido
aplicando medidas y creando estrategias para poder cumplir con lo establec ido
en el Convenio, el cual como un instrumento internac ional, es tablece la
prohibic ión para el uso intenc ional de los compuestos que hacen parte del
Anexo A (Plaguicidas Organoclorados), la restricción del empleo de sus tanc ias
del Anexo B (Productos Químicos) y las medidas a tomar para disminuir las
liberaciones de subproductos industr iales no intenc ionales identificadas en el
Anexo C (Diox inas y Furanos) . El estudio de la generación y liberac ión de
estos últimos ha ido en aumento, así como su mitigación y prevención; debido
a los procesos de formación de éstos y a las diversas categor ías donde se
pueden encontrar.
Adic ionalmente, la Unión Europea por medio de la European Integrated
Pollution Prevention and Control Bureau (EIPPCB) creó los BREFs que son
documentos de referenc ia sobre las mejores técnicas disponibles (BAT – Best
Available Techniques) y mejores prácticas ambientales (BEP – Best
Environmental Practices), cuyo objetivo pr inc ipal es completar las acc iones que
puedan ser aplicadas para la disminución y/o en los casos en que sea viable la
eliminac ión de la generac ión y liberación de dioxinas y furanos, de acuerdo a
cada categoría.
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En Colombia, el organismo encargado de establecer una serie de dispos iciones
para regular las emis iones de contaminantes no intenc ionales es el Minister io
de Ambiente, V iv ienda y Desarrollo Terr itor ial (MAVDT). Estas regulaciones
están pr inc ipalmente enfocadas en la liberac iones de dioxinas y furanos a la
atmósfera que prov ienen de lo procesos de incinerac ión.
Este documento es un compendio de información ex istente en el país sobre los
Contaminantes Orgánicos Pers istentes (COPs) no intencionales en el sector de
producción de metales ferrosos y no ferrosos con el fin de encontrar las
medidas y técnicas más apropiadas en la industria colombiana para la
reducción de la emisiones de dioxinas y furanos al mínimo y en el caso que sea
posible, eliminación definitiva. De igual forma, está basado en documentos
guía que ponen a dispos ición organismos del Convenio para el cumplimiento
del mismo.
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2. OBJ ETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
Definir la situac ión actual de los compuestos orgánicos persistentes que se
generan no intencionalmente en el sector de producc ión de metales ferrosos
y no ferrosos en Colombia y las pos ibles alternativas para la reducc ión y/o
eliminación de los mismos.
2.2 OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS
• Descr ibir las propiedades y caracter ísticas de las dioxinas y furanos, as í
como las fuentes de producc ión, con el fin de prior izar los procesos de
princ ipal interés.
• Definir el estado del arte de los convenios, dec laraciones y tratados a
nivel mundial y nacional para la prevenc ión y minimizac ión de la
producción de COPs.
• Evaluación cualitativa de estrategias según los BREFs de las mejores
técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales (Best Available
Techniques, BAT, y Best Env ironmental Practices , BEP) que puedan
ser aplicadas en la industr ia metalúrgica Colombiana con el fin de
reduc ir y/o eliminar la cantidad de COPs liberados.
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3. JUSTIFICACIÓN
Actualmente, los compuestos orgánicos pers istentes hacen parte de una
problemática a nivel mundial y en los últimos 40 años se ha logrado crear
conc ienc ia acerca de los efectos negativos que tienen los COPs sobre la salud
humana y el medio ambiente, dividiéndolos en tres grupos: plaguic idas,
productos químicos y subproductos no controlados de procesos industriales;
siendo los últimos objeto de este proyecto.
Las investigac iones sobre los contaminantes produc idos de forma involuntar ia
han ido en aumento desde 1976, debido al acc idente ocurrido en Seveso
(Italia) en la planta Icmesa Chemical Company, el cual se produjo por la
apertura del disco de ruptura del reactor que manejaba entre otros reactivos
triclorobenceno, hidróx ido de sodio, etilenglicol y xileno, para la producc ión de
2,4,5-tr iclorofenol que servía para la fabricación de pesticidas y plaguic idas,
teniendo como subproducto la sustanc ia denominada 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-
p-dioxina (2,3,7,8-TCDD). En el acc idente se liberó una nube tóx ica que
contenía 2,3,7,8-TCDD en una concentrac ión aprox imada de 3.500 ppm,
ocas ionando daños al medio ambiente (flora, fauna, agr icultura, ganadería,
suelos contaminados, entre otros) y daños a la salud humana, pr inc ipalmente,
lesiones dérmicas (Univers idad de Zaragoza, Recuperado el 31 de Mayo de
2007).
Entre los COPs produc idos en la industria de manera no intencional se
encuentran las Dibenzoparadioxinas y Dibenzofuranos polic lorados
(PCDD/PCDF), que poseen carac ter ísticas y propiedades importantes tales
como: alto tiempo de residenc ia en el ambiente, resis tenc ia a la degradac ión
biológica o química y tienden a acumularse en los organismos v ivos
(MAVDT, 2005, Febrero). Prov ienen princ ipalmente de la producc ión de
sustanc ias químicas industr iales como Hexac lorobenceno (HCB) y los Bifenilos
Polic lorados (BPC) y de procesos térmicos que involucran mater ia orgánica y
Cloro (MAVDT, 2002, p. 10).
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Así mismo, ex isten diferentes fuentes de las que prov ienen las PCDD/PCDF;
entre las cuales se encuentran la incinerac ión de desechos, el sector
metalúrgico con producción de metales ferrosos y no ferrosos, producc ión de
minerales, procesos de combustión incontrolados, entre otros; estos a su vez
se div iden en varias subcategor ías.
En Colombia el problema de los COPs no intencionales en el sector de
producción de metales, aún es tá en proceso de exploración. Con base en lo
anter ior, la investigac ión y evaluación de las pos ibles alternativas para la
eliminac ión o reducc ión de las dioxinas y furanos en la industria Colombiana
resulta ser un tema interesante para la optimizac ión de procesos químicos, as í
como para la atenuac ión de daños sobre la salud humana y el medio ambiente.
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4. COMPUESTOS ORGÁNICOS PERSISTENT ES (COPs)
4.1 ¿QUÉ SON?
Los contaminantes orgánicos persistentes (COPs) son productos de la industr ia
a base de carbono entre las cuales se encuentran plaguic idas , compuestos
químicos industriales y subproductos no deseados. Los COPs poseen
carac ter ísticas importantes que los conv ierten en sustancias potencialmente
peligrosas para la salud humana y el medio ambiente (RAP -AL, 2002):
A. Altamente tóxicos. En muy bajas concentraciones tienen efec tos
negativos sobre los seres vivos y el ambiente.
B. Persistentes. Pueden durar muchos años o décadas en los vectores
ambientales antes de degradarse en formas menos peligrosas.
C. Dispersos. Se pueden desplazar largas distancias a través del aire,
agua, suelo, desechos, animales y personas.
D. Bioacumulables. Se tienden a acumular en los tejidos adiposos de los
organismos.
Actualmente, se cons ideran COPs 12 sustanc ias descr itas a continuación (RAP
-AL, 2002 y PNUMA, 2005, Abr il, p. 2) , divididas en 3 grupos: ocho plaguic idas:
Aldr ín, Clordano, DDT, Dieldr ín, Endr ín, Heptacloro, Mirex y Toxafeno; dos
productos químicos: Bifenilos Polic lorados (PCBs) y el Hexaclorobenzeno; y
por último, dos subproductos de la industr ia: Dioxinas y Furanos. En la Tabla
1 se presentan los 12 contaminantes con una pequeña descripción de cada
uno de ellos.
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Tabla 1. Listado inicial de Compuest os Orgánicos Pers istent es (RAP -AL, 2002 y PNUMA,
2005, Abril, p. 2)
12 COMPUESTOS ORGNÁNICOS PERSISTENTES PLAGUICIDAS
Aldrín Utilizado para combatir insect os del suelo. Por ejemplo: termit as, saltamontes, gusanos de la raí z del maí z, entre otros.
Clordano Usado princ ipalment e en cultivos agrícolas para la eliminación de termit as.
DDT Empleado para la lucha contra el paludismo, el tif us y otras enf ermedades transmitidas por insectos.
Dieldrín Utilizado para prot eger los textiles de plagas.
Eldrín Se usa en cultivos de algodón y cereales, también se aprovecha como rodenticida.
Hept acloro Para combatir insectos del suelo y del algodón, así como vectores de paludismo.
Mirex Utilizado para combatir hormigas rojas y como pirorret ardant.
Toxaf eno Se emplea en los cultivos de algodón, cereales, f rutas, nueces y hortalizas.
PRODUCTOS QUÍ MICOS Hexac lorobenceno HCB Ataca los hongos que af ectan los cultivos alimentarios.
Policlorobifenilos PCB
Utilizados como f luidos de intercambio térmico y como aditivos en pint uras, selladores y plásticos.
SUBPRODUCTOS NO INTENCIONALES Dioxinas Furanos
Se producen mediante procesos térmicos y procesos químicos industriales.
4.2 CONVENIO DE ESTOCOLMO
A raíz de diversos estudios realizados y por los problemas que ev idenciaron los
Compuestos Orgánicos Persistentes para la salud humana y animal (EPA,
1994, Septiembre) , a nivel internac ional, se prohibió y restringió el uso,
producción y transpor te de los COPs anter iormente lis tados. En Febrero de 1997, el Consejo de Adminis trac ión del Programa de las Naciones Unidas para
el Medio Ambiente (PNUMA), mediante la decisión 19/13 “organizó la
conformación del Comité Intergubernamental de Negoc iación para que
negociara la creac ión de este convenio vinculante” (Mitchell, 2001, p. 293) con
relac ión a los COPs.
A par tir de eso, se han realizado 7 reuniones Co mité: en Montreal (1998), Nairobi (Enero de 1999), Ginebra (Septiembre de 1999), Bonn (Marzo de
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2000), Johannesburgo (Dic iembre de 2000) . De allí nació el Convenio de
Estocolmo el 22 de Mayo de 2001 en Estocolmo, Suec ia; “firmado por
Colombia el 23 de Mayo de 2001, cuyo objetivo es proteger la salud humana y
el medio ambiente a través de la adopc ión de medidas de control para la
producción, importac ión, exportac ión, uso y eliminac ión de las sus tanc ias”
(MADTV, 2007, Febrero, p. 4).
El primer paso para cumplir con el Convenio de Estocolmo, es realizar un
inventario para la identificación y cuantificación de las liberaciones y fuentes de
los 12 COPs a nivel nacional. En Colombia, está fase ya se encuentra
terminada. Dos años después de haber firmado y ratificado el Convenio, se
debe realizar un Plan Nacional de Aplicac ión (PNA); en el cual se deben
proponer medidas y activ idades para la reducción y/o eliminac ión de los COPs,
con el fin de cumplir el Convenio. Actualmente, Colombia se encuentra en el
proceso de ratificac ión.
5. COPs NO INTENCIONALES
Los Contaminantes Orgánicos Pers istentes no intencionales son aquellos
subproductos que se generan de manera no deseada a partir de fuentes
antropogénicas. Está categor ía se encuentra citada en el Anexo C del
Convenio de Estocolmo.
5.1 DIOXINAS Y FURANOS
Las Diox inas y Furanos son compuestos que se forman y liberan de manera no
intenc ional a diferente vec tores. Estas sustanc ias no tienen utilizac ión
comercial. Se cons ideran los subproductos químicos cancerígenos más
potentes que se conocen (PNUMA, 2005, Abr il p. 6).
5.1.1 DIOXINAS
Las Dioxinas constituyen un grupo de sus tanc ias químicas usualmente
llamadas policlorodibenzo-dioxinas (PCDD). Es tán constituidas por dos anillos
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aromáticos unidos entre s í por dos átomos de ox ígeno como se muestra en la
Figura 1.
Figura 1. Estructura Química de las PCDD
Puede formar 75 congéneres, de los cuales el más estudiado y considerado el
de mayor tox ic idad es la 2, 3, 7, 8- tetrac loro-dibenzo-p-diox ina, conoc ida
comúnmente como TCDD.
5.1.2 FURANOS
Las Furanos son compuestos químicos, y debido a su afinidad por el c loro son
comúnmente llamados polic lorodibenzo-furanos (PCDF). Están constituidos por dos anillos aromáticos unidos entre s í por un enlace carbono – carbono y
por medio de un átomo de ox ígeno. Los PCDF pueden formar 135
congéneres. Ver Figura 2.
Figura 2. Estructura Química de las PCDF
5.1.3 SUSTITUCIONES DE ÁTOMOS DE CLORO
Los anillos bencénicos de los polic lorodibenzo-dioxinas y de los
policlorodibenzo-furanos pueden presentar diferentes grados de sus tituc ión de
carbono por cloro, estos átomos pueden variar entre 1 y 8, según el número de
átomos sus tituidos , lo cual da lugar a diferentes congéneres u homólogos.
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“Esto es : mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta y octaclorados. Al mismo
tiempo, para un mismo grado de cloración, los átomos de cloro pueden
encontrarse unidos a diferentes átomos de carbono dando lugar a un buen
número de combinaciones no equivalentes , cada una de las cuales
corresponderá a un isómero” (MADVT, 2002, p.10).
5.1.4 CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
Los PCDD/F son considerados compuestos altamente liposolubles, es decir,
tienen baja solubilidad en agua (0.019 mg/L a 25°C), además presentan una
pres ión de vapor muy baja (1.5 x 10-9 – 3.4 x 10-5 mm Hg a 25°C) y una gran
capac idad de adsorc ión, motivos por los cuales presentan un alto riesgo de
bioacumulac ión en tejidos grasos de los animales y el hombre. Son
compuestos químicos extremadamente estables, en espec ial aquellos
congéneres con cuatro o más átomos de cloro. Requieren temperaturas
super iores a los 1000° C para descomponerse completamente. A temperaturas
entre 750-800°C y bajo la influenc ia de radiación ultrav ioleta, se descomponen
produciendo vapores de cloro que representan un peligro químico (MAVDT,
Recuperado el 31 de Mayo de 2007).
5.1.5 TOXICIDAD
La semejanza de los aspectos tox icológicos del conjunto de PCDD/F ha
permitido establecer un parámetro para poder definir la toxicidad relativa de
cada uno de ellos . Se trata del Factor de Equivalenc ia Tóxica o TEF (Toxic
Equivalency Factor), que utiliza a la TCDD (2,3,7,8-Tetrac lorodibenzo-p-
diox ina) como referencia, as ignándole el valor 1 (LANETA, Recuperado el 31
de Mayo de 2007) , ya que “su toxic idad es casi cinco millones de veces mayor
que el c ianuro de potas io y quinientas veces más peligrosa que los PCB”
(MAVDT, 2002, p. 11) . Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el
Minister io de la Salud y Bienestar Soc ial (MSBS) de Canadá las diox inas tienen
un umbral de toxic idad porque “(a) no se han observado efectos adversos en
los exper imentos de evaluac ión de riesgo, (b) la TCDD es promotora de cáncer
y no ocasiona daños en el ADN y (e) los efectos de la TCDD están mediados
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por un receptor” (Allsopp, 2004, Octubre, p. 19). En los estudios
exper imentales se asume la ex istencia de un umbral de tox icidad o nivel de
expos ición a las dioxinas por debajo del cual no se producen efec tos
observables que sean perjudic iales para la salud (NOAEL, del inglés 'no
observed adverse effects level'). Se estableció un NOAEL de 1.000 pg/kg/d
(picogramos/kilogramo de peso v ivo/día) en animales era equivalente a una
dosis de 100pg/kg/d en los seres humanos. En la Tabla 2 se presentan los
TEF para los PCDD/F de acuerdo al número de átomos sustituidos por c loro.
Tabla 2. Fact or de Equivalencia Tóxica para PCDD/F (LANETA, Recuperado el 31 de Mayo de
2007)
Clorodibenzo-p-dioxinas (CDDs) TEF 1 átomo de cloro: cualquiera de las 2 combinaciones. 0 2 átomos de cloro: cualquiera de las 10 combinaciones. 0 3 átomos de cloro: cualquiera de las 14 combinaciones 0
2,3,7, 8-TCDD 1 4 átomos de cloro Cualquiera de las 21 combinac iones restantes 0
1,2,3, 7,8-PnCDD 1 5 átomos de cloro Cualquiera de las 13 combinac iones restantes 0 1,2,3, 4,7,8-HxCDD 0,1 1,2,3, 6,7,8-HxCDD 0,1 1,2,3, 7,8,9-HxCDD 0,1 6 átomos de cloro
Cualquiera de las 7 combinaciones restant es 0 1,2,3, 4,6,7,8-HpCDD 0,01
7 átomos de cloro 1,2,3, 4,5,7,8-HpCDD 0 8 átomos de cloro: OCDD 0,0001
Clorodibenzofur anos (CDFs) TEF 1 átomo de cloro: cualquiera de las 4 combinaciones. 0 2 átomos de cloro: cualquiera de las 16 combinaciones. 0 3 átomos de cloro: cualquiera de las 28 combinaciones 0
2,3,7, 8-TCDF 0,1 4 átomos de cloro: Cualquiera de las 37 combinac iones restantes 0
2,3,4, 7,8-PnCDF 0,5 1,2,3, 7,8-PnCDF 0,05 5 átomos de cloro: Cualquiera de las 26 combinac iones restantes 0 1,2,3, 4,7,8-HxCDF 0,1 1,2,3, 6,7,8-HxCDF 0,1 1,2,3, 7,8,9-HxCDF 0,1 2,3,4, 6,7,8-HxCDF 0,1
6 átomos de cloro
Cualquiera de las 12 combinac iones restantes 0 1,2,3, 4,6,7,8-HpCDF 0,01 1,2,3, 4,7,8,9-HpCDF 0,01 7 átomos de cloro Cualquiera de las 2 combinaciones restant es 0
8 átomos de cloro: OCDF 0,0001
IAMB 200710 01
12
5.2 ¿DE DÓNDE PROVIENEN?
Aunque los mecanismos y condic iones para la formación de PCDD/PCDF no
son muy claros en la actualidad, se pueden div idir las fuentes de las cuales
prov ienen en dos, procesos térmicos y procesos químicos industr iales.
5.2.1 PROCESOS TÉRMICOS
Los PCDD/PCDF se pueden formar en cantidades trazas en procesos térmicos
o de combustión que cuentan con la presencia de carbono, ox ígeno, hidrógeno
y cloro. La formación puede ocurr ir por dos mecanismos (PNUMA, 2005,
Febrero, p. 14) :
1. Síntesis de Novo: en la cual los PCDD/PCDF se forman a partir de
estructuras de carbón no-extraíbles de la siguiente manera: el oxígeno
del aire fluye a través del poro del carbón, reacciona con éste y da lugar
a anillos aromáticos. A l mismo tiempo, los átomos de cloro presentes en
la reacc ión se transfieren hacia los anillos de carbón.
2. Formación de precursores: por la oxidación incompleta de aromáticos o
de la cic lizac ión de fragmentos de hidrocarburos .
A continuación se citan algunas condic iones y variables que influyen en la
formación y liberación de PCDD/PCDF (PNUMA, 2005, Febrero, pp. 14 - 15) .
- Tecnología: Combustión incompleta, ausencia de s istemas de control
atmosféricos o mala operación de los mismos.
- Temperatura: Se forman en un rango de temperatura de operación entre
200 y 650°C. Con un máximo de alrededor de 300°C.
- Metales: Su función es catalizar la reacción de formac ión de PCDD/F como
el Cobre (Cu).
- Cloro: En forma elemental, orgánica e inorgánica, se une con facilidad a los
anillos aromáticos.
IAMB 200710 01
13
5.2.2 PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES
Ex isten diferentes tipos de procesos químicos en la industria; sin embargo, la
formación de Diox inas y Furanos se da en aquellos que inc luyan en su proceso
productos o subproductos que contengan carbono, hidrógeno, ox ígeno y c loro.
Según el Instrumental Normalizado para la Identificac ión y Cuantificac ión de
Liberaciones de Dioxinas y Furanos (2005, Febrero, p. 15) , las condiciones en
las que se ve favorec ida la reacción son:
- Temperatura: Mayor a 150°C
- pH alto (Condiciones alcalinas)
- Presenc ia de uno o más metales que actúen como catalizadores
- Radiación Ultravioleta (UV) u otras sustanc ias que generen radicales.
De igual forma, los procesos químicos vienen de 4 f uentes con una
probabilidad decreciente de generación de arriba hacia abajo (PNUMA, 2005,
Febrero, p. 15) . Fabricac ión de:
- Fenoles clorados y sus derivados
- Aromáticos clorados y sus derivados
- Sustanc ias químicas alifáticas c loradas
- Catalizadores y sustancias químicas inorgánicas cloradas.
5.3 M EDIOS AMBIENTALES PARA LIBERACIÓN DE PCDD/F
Las liberac iones de diox inas y furanos tienen como destino final 5 vectores
(PNUMA, 2005, Febrero, p. 16):
- Atmósfera o Aire
- Agua (Cuerpos de agua)
- Tierra (Suelos)
- Productos (De diferentes procesos)
- Residuos (sólidos, líquidos o lodos)
IAMB 200710 01
14
5.3.1 AIRE
Básicamente provienen de chimeneas de diferentes industr ias . Ya que las
PCDD/PCDF son sustancias que pueden recorrer distancias muy largas a partir
del punto de liberación. En este vector, se incluyen procesos como
combustión, producción y fundic ión de metales, plantas térmicas industr iales.
5.3.2 AGUA
La liberación de PCDD/F a cuerpos de aguas se da por descarga de aguas
residuales de diferentes empresas, así como lixiv iados que se filtran en el
suelo. Para este medio, se encuentran fuentes como: producción papel y
pasta, producc ión de productos químicos, fabricación de tex tiles, cuero y
madera y procesos que utilicen s istemas húmedos para limpieza de gases.
5.3.3 TIERRA
El suelo func iona como un lugar de almacenamiento de sus tanc ias
contaminadas con PCDD y PCDF que se aplican de forma directa como los
plaguicidas, as í como los productos químicos los cuales quedan depositados
en el suelo, y ahí pueden acumularse durante largos per íodos de tiempo.
5.3.4 PRODUCTOS
Los princ ipales productos de los cuales se pueden formar las PCDD/ PCDF son
los fenoles c lorados y sus derivados. Así como los Policlorobifenilos, productos
químicos considerados COPs.
5.3.4 RESIDUOS
Los res iduos pueden provenir de procesos de incineración, vertederos,
combustión, plantas de tratamiento de aguas residuales, plaguicidas obsoletos,
aceites usados, entre otros.
5.4 CATEGORÍAS Y SUBCATEGORÍAS
Para un mejor estudio, identificación y cuantificación de las fuentes de las que
prov ienen los PCDD/F, el Ins trumental Normalizado conoc ido como Toolkit
IAMB 200710 01
15
realizado por el Programa de las Nac iones Unidas del Medio Ambiente
(PNUMA), divide las principales fuentes de emisión de PCDD y PCDF en 9
categor ías, las que a su vez , están div ididas en subcategor ías, mostradas en la
Tabla 3.
Tabla 3. Categorí as y Subcategorí as para Dioxinas y Furanos (PNUMA, 2005, Febrero, pp. 25
-33)
CATEGORÍAS SUBCATEGORÍAS Incineración de desechos sólidos municipales Incineración de desechos peligrosos Incineración de desechos médicos Incineración de desechos de desguace, f racción ligera Incineración de lodos de alcantarilla Incineración de maderas de desecho y biomasa de desecho
1. Incineración de desechos
Combustión de cadáveres de animales Sint erización de Hierro Producción de Coque Producción de Acero y Fundic ión de Hierro Producción de Cobre Producción de Aluminio Producción de Plomo
2. Producción de metales f errosos y no f errosos
Producción de Zinc Producción de Latón y Bronce Producción de Magnesio Producción de otros Metales no Ferrosos Desguazadoras
2. Producción de metales f errosos y no ferrosos
Recuperación térmica de cables Plantas de generación de Energía por combustibles f ósiles Plantas de generación de Energía por biomasa Combustible de biogás en Rel lenos Sanitarios Cocinas y calefacción doméstica (biomasa)
3. Transf ormación de Energía
Calef acción doméstica (combustibles f ósiles) Producción de cemento Producción de cal Producción de ladrillos Producción de v idrio Producción de cerámica
4. Producción de minerales
Producción de asf alto Motores de 4 tiempos Motores de 2 tiempos Motores diesel
5. Transporte
Motores de aceite pesado Quema de biomasa 6. Procesos de
combustión incontrolados Quema de desechos e incendios accidentales
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16
CATEGORÍAS SUBCATEGORÍAS Fábricas de pasta y papel Indust ria química Indust ria del petróleo Fábricas de texti les
7. Producción y uso de sustanc ias químicas y
bienes de consumo
Fábricas de productos de cuero Desecado de biomasa Crematorios, Ahumadores Limpieza en seco
8. Varios
Humo de tabaco Terraplenes y vertederos de desechos Aguas negras y tratamiento de aguas negras Vertidos a aguas de superficie
9. Evacuac ión/ Terraplenes
Comportado
5.5 INVENTARIO DE DIOXINAS Y FURANOS EN COLOM BIA El inventar io Nac ional de fuentes y liberac iones de dioxinas y furanos en
Colombia, se realizó en el año 2005, tomando como base el 2002. Para esto,
se s iguió el lineamiento que se muestra en el documento del PNUMA
“Instrumental Normalizado para la Cuantificac ión de Liberac iones de Dioxinas y
Furanos – Toolkit” (PNUMA, 2005, Febrero).
A continuac ión, se presenta el resumen de las fuentes de PCDD/PCDF de acuerdo a las 9 categor ías y los medios ambientales que afec tan (PNUMA,
2005, Febrero, p. 25):
Tabla 4. Categorí as de Fuent es (PNUMA, 2005, Febrero, p. 25)
POSIBLES VÍAS DE LIBERACIÓN PRINCI PALES CATEGORÍAS DE FUENTES Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Incineración de desechos X X 2. Producción de metales f errosos y no f errosos X X
3. Transformación de Energía X X X 4. Producción de minerales X X 5. Transporte X X 6. Procesos de combustión incontrolados X X X X
7. Producción y uso de sustancias químicas y bienes de consumo X X X X
8. Varios X X X X X 9. Evacuac ión/ Terraplenes X X X X
IAMB 200710 01
17
Como se muestra en la Tabla 4, los principales medios ambientales que son
afectados por la liberación de diox inas y furanos, son la atmósfera y res iduos.
Así mismo, el vector en el que se genera menos impacto es el de productos,
que únicamente cuenta con la liberación de PCDD/F que prov ienen de 2 de las
9 categor ías (7- Producción y uso de sustanc ias químicas y bienes de consumo
y 8 - Var ios).
En el inventario se cuantificaron las emis iones de dioxinas y furanos en
Colombia para el año base de estudio. Sin embargo, estos datos fueron
ajustados para el año 2006, por algunas var iaciones importantes en los valores
anuales de emisiones. Estos valores están dados en gramos de Equivalente
de Toxicidad (EQT) por año. El EQT representa la sumator ia de las
concentraciones en masa por el Factor de Equivalencia de Toxic idad (FET) de
cada congénere, este último está basado en su capacidad tóx ica específ ica
(Ver Tabla 2). Los valores correspondientes de EQT para cada categor ía y su
corrección para el año 2006 se presentan en la Tabla 5.
Tabla 5. Liberaciones de PCDD/F anuales por categoría (MAVDT, 2007, Febrero, p. 18)
CATEGORÍAS g EQT/ año 2002 Parti cipaci ón g EQT/ año
2006 Parti cipación
1. Incineración de desechos 124 15% 106 12% 2. Producción de metales f errosos y no f errosos 59 7% 70 8%
3. Transf ormación de Energía 70 9% 82 9% 4. Producción de minerales 4 0,5% 5 1% 5. Transporte 2 0,2% 2 0% 6. Procesos de combustión incontrolados 435 54% 509 57%
7. Producción y uso de sustancias químicas y bienes de consumo 37 5% 44 5%
8. Varios 41 5% 48 5% 9. Evacuación/Terraplenes 29 4% 33 4%
TOTAL 801 100% 899 100%
En el s iguiente gráfico se aprecian los porcentajes de participación en la
liberación de productos no intenc ionales de la industr ia para cada categoría
según la Tabla 5.
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18
Liberaciones de PCDD/PCDF por Categoría
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Porc
enta
je (%
)
2002 15% 7% 9% 0,5% 0 ,2% 54% 5% 5% 4%
2006 12% 8% 9% 1% 0% 57% 5% 5% 4%
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Figura 3. Liberaciones de PCDD/PCDF por Categoría
En general el apor te de las categor ías al inventar io de diox inas y furanos, se ha
mantenido constante. Sin embargo, se aprecia una disminución en la categoría
1 (Inc ineración de Desechos); principalmente por la expedición por parte del
Minister io de Ambiente, Viv ienda y Desarrollo Territor ial de la Resoluc ión 058
de 2004, “por la cual se es tablecen normas y límites máximos permisibles de
emis ión para incineradores y hornos cremator ios de res iduos sólidos y líquidos”
(Alcaldía de Mayor de Bogotá, Recuperado el 10 de Abril de 2007). Caso
contrario se observa para las categorías 2 y 6 (Producc ión de Metales Ferrosos
y No Ferrosos y Procesos de Combustión Incontrolados, respectivamente).
Esta información se confirma con la Tabla 6, la cual muestra el número de
generadores para las categor ías más representativas comparando los datos del
año 2002 con el ajuste realizado para el 2006.
Tabla 6. Número de Generadores para las categorías con mayor liberación (MAVDT, 2007,
Febrero, p. 19)
CAT. SUBCATEGORÍA Generadores 2002
Generadores 2006
Reducci ón % Reducci ón
1 Residuos Peligrosos 130 55 SI 57,7% 1 Residuos Hospitalarios 171 106 SI 38,0% 2 Producción Metales Fe y No Fe 137 139 NO NO HAY 4 Producción de Cemento y Cal 10 10 NO HAY 6 Quema de Residuos Agrícolas 118 118 NO HAY 6 Desechos e Incendios Accidentales 911 332 SI 63,6% 7 Producción de Papel 9 9 NO HAY 7 Indust ria Quí mica Pentaclorof enol 39 39 NO HAY
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19
Con base en los anteriores reportes las categor ías que tienen mayor
responsabilidad en las liberaciones de Dioxinas y Furanos actualmente, son la
número 2 y la número 6. Por efec tos prácticos y por falta de informac ión
asoc iada con la categoría 6, Procesos de combustión incontrolados, el
presente documento se centrará en la categor ía de Producción de Metales
Ferrosos y No Ferrosos. De igual forma, el sec tor de producción metalúrgico
es un campo bastante importante para la industria colombiana, y las mejoras
que se puedan aplicar para la optimizac ión de procesos se vuelven de sumo
interés. Además, los procesos metalúrgicos térmicos de alta temperatura se
cons ideran una fuente importante de producc ión y liberación de PCDD y PCDF
(PNUMA, 2005, Febrero, p. 68).
6. CATEGORÍA DE METALES FERROSOS Y NO FERROSOS
La industr ia del hierro y el acero, as í como la de metales no ferrosos
constituyen procesos industriales suma mente intensivos en mater iales y
energía (PNUMA, 2005, Febrero, p. 66) . Cantidades relevantes de la masa
que entra al proceso se transforma en gases de salida y residuos. Además, los
materiales secundarios y la proporción de reutilizac ión y recic lado de residuos
sólidos tienen gran importancia en este sector. La mater ia pr ima contiene
cantidades de metales dis tintos al metal de interés y, “mediante cier tos
procesos, se trata de obtener este metal de interés puro y recuperar al mismo
tiempo otros metales valiosos” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 66) . Estos otros
metales tienden a ser parte de los residuos de los procesos y a su vez, pueden
ser materia pr ima de otros. Finalmente, al final del proceso se puede contar
con un s istema de control de la contaminac ión atmosférica (SCCA), como por
ejemplo, filtros de mangas, cuyo remanente puede reciclarse dentro de la
misma planta o puede ser utilizado para la producción de otros metales no
ferrosos.
IAMB 200710 01
20
6.1 EL SECTOR EN COLOM BIA
En el año 2006, en Colombia este sec tor representó el 11.9% de la producc ión
industrial en el país (Lesmes, 2006, Noviembre). De los 1117 es tablecimientos
que hacen parte de este sector, 104 son de industr ias bás icas de hierro y acero
y fundición de metales, 441 establec imientos corresponden a fabricac ión de
productos elaborados de metal, 35 representan las industrias bás icas de
metales preciosos y metales no ferrosos y 537 hacen parte empresas de
fabricac ión de maquinarias y transporte (ensamble de vehículos) . Los
porcentajes se muestran en la Figura 4.
SECTOR METALÚRGICO
9,3%
39,5%
3,1%
48,1%
HIERRO Y ACERO PROD. ELABORADOS DEL METAL
METALES PRECIOSOS Y NO FERROSOS MAQUINARIAS Y TRANSPORTE
Figura 4. Sect or Metalúrgico (Lesmes, 2006, Noviembre)
De la misma manera, el sector de producción de metales ferrosos y no ferrosos
en el año 2006 produjo alrededor de 11113 Millardos en comparación con los
100110 Millardos de producción bruta total Nacional, distr ibuidos como se
muestra en la Figura 5 (Lesmes, 2006, Noviembre).
IAMB 200710 01
21
PRODUCCIÓN BRUTA EN MILLARDOS 2006SECTOR METALÚRGICO
41,6%
8,7%19,0%
30,7%
HIERRO Y ACERO PROD. ELABORADOS DEL META LMETA LES PRECIOSOS Y NO FERROSOS MA QUINARIAS Y TRANSPORTE
Figura 5. Producción Bruta en porcent aje 2006 (Lesmes, 2006, Nov iembre)
De acuerdo a la informac ión suministrada por el Inventar io Nac ional de Fuentes
y Liberac iones de Diox inas y Furanos, en la Tabla 7 se presentan las toneladas
producidas por año en cada una de las subcategorías presentes en el país para
el año 2002. Estos valores no pudieron ser actualizados para el año 2006,
debido a que durante la realización de este trabajo no se contó con informac ión
que pudiera llevar a este resultado. De igual manera, no se disponen de datos
consolidados que indiquen la cantidad de mater ial que se procesa en la
subcategor ía número 12 que corresponde a recuperación térmica de cables.
Tabla 7. Toneladas producidas por año para cada Subcat egoría (MAVDT, 2002, pp. 37 - 49)
SUBCATEGORÍA PRODUCCIÓN t/a
Sint erización de Hierro 449.400 Producción de Coque 608.060 Producción de Acero y Fundic ión de Hierro 1’437. 000 Producción de Cobre 3.090 Producción de Aluminio 27.370 Producción de Plomo 9.500 Producción de Zinc 2.126 Producción de Latón y Bronce 4.031 Producción de Magnesio 2.000 Producción de otros Metales no Ferrosos 136.765 Desguazadoras 152.243
TOTAL 2’831.585
IAMB 200710 01
22
En la Figura 6 se presentan los porcentajes de producción para el año 2002
correspondientes a cada una de las subcategorías del sec tor metalúrgico.
PRODUCCIÓN SECTOR METALÚRGICO
15,9%
21,5%
5,4%0,1%0,3%
0,1%
0,1%
50,7%
1,0%
0,1%4,8%
Sinter ización de Hierro
Producción de Coque
Producción de Acero y Fundic iónde Hierro Producción de Cobre
Producción de Alum inio
Producción de Plomo
Producción de Zinc
Producción de Latón y Bronce
Producción de Magnesio
Producción de otros Metales noFerrososDesguazadoras
Figura 6. Producción Sector Metalúrgico (MAVDT, 2002, pp. 37 - 49)
De acuerdo a la Tabla 7 y Figura 6, la subcategor ía que representa algo más
de la mitad de la producción para el sector metalúrgico en el país es la de
producción de acero y fundición de hierro; seguida en orden descendente de
producción de coque, s interización de hierro, deguazadoras, producc ión de
otros metales no ferrosos, producción de aluminio, producción de plomo,
producción de latón y bronce, producc ión de cobre, producción de zinc y
producción de magnes io.
Actualmente, Colombia exporta metales ferrosos y no ferrosos y sus derivados
a países como Estados Unidos, China, Venezuela, Italia, Ecuador, República
de Corea del Sur, España, Perú y Méx ico, como se muestra en la Figura 7
(Lesmes, 2006, Noviembre).
IAMB 200710 01
23
EXPORTACIONES SECTOR METALÚRGICO ENE - NOV 2006
17%
13%
12%8%7%7%
6%
4%
3% 13%
CHINA ESTADOS UNIDOS VENEZUELA ITALIAECUADOR REP. COREA DEL SUR ESPAÑA PERÚ MÉXICO OTROS
Figura 7. Export aciones Sector Metalúrgico ENE – NOV de 2006 (Lesmes, 2006, Nov iembre)
Según Lesmes, la producción as í como las ventas promedio en el sector
metalúrgico, aumentaron alrededor de un 10% del año 2005 al 2006, excepto
procesos en los cuales se requiere alta tecnología y mano de obra calificada
como la fabricación de productos elaborados de metal que regis tró un menor
nivel de producción para el año 2006.
Con base en la anter ior informac ión, se puede afirmar la importancia del sector
para la industr ia colombiana. As í mismo, esta categor ía se divide en 12
subcategor ías, dependiendo de los procesos metalúrgicos de Colombia:
1. Sinter ización de Hierro
2. Producc ión de Coque 3. Producc ión de Acero y Fundición de Hierro 4. Producc ión de Cobre
5. Producc ión de Aluminio 6. Producc ión de Plomo
7. Producc ión de Zinc
8. Producc ión de Latón y Bronce 9. Producc ión de Magnesio
10. Producc ión de otros Metales No Ferrosos
IAMB 200710 01
24
11. Desguazadoras
12. Recuperac ión térmica de cables
6.2 FACTORES DE EMISIÓN
Los factores de emisión para cada categoría son calculados en el Instrumental
Normalizado para la Identificación y Cuantificación de Liberac iones de Diox inas
y Furanos de acuerdo a los lineamientos del Toolkit. Dichos factores son
función del medio o vec tor en el que son liberados los productos no
intenc ionales de la industrial (aire, agua, tierra, productos y en residuos) y el
tipo de proceso que se está evaluando. En este último se inc luye variables
como la tecnología que tiene la planta (Equipos) y el grado de pureza en las
materias pr imas. Los factores de emis ión se clas ifican como c lases de 1 a 7, y
sus caracter ísticas var ían de acuerdo a la subcategoría que se esté evaluando.
Los valores de los factores de emisión van desde 0.01 a 9000µg de EQT por
tonelada de producto, dependiendo de la subcategor ía.
Debido a que liberac iones de PCDD y PCDF var ían de unas plantas a otras (o
de unas actividades a otras) y de un día a otro, los fac tores de emisión que se
utilizan representan liberac iones medias de las subcategor ías para el sector
metalúrgico (PNUMA, 2005, Febrero, p. 45).
En las Tablas 8 a la 19 se presentan los factores de emis ión correspondientes
a cada subcategor ía, as í como la c lase que se le asigna a cada uno de ellos.
La s igla NA (No aplicable) indica que el vector de liberac ión no es importante
en la subcategoría correspondiente y ND (No detectable/No datos) representa
que hasta ahora no ex isten mediciones disponibles.
En el caso de sinterizac ión de hierro (Ver Tabla 8), los factores clase 1 se
asignarán a las plantas que utilizan una gran cantidad de desechos, incluidos
aceite de corte u otros contaminantes c lorados. Las industrias que incluyan en
sus procesos un buen control de la contaminac ión y un limitado uso de
desechos se les aplicarán los factores de emisión clase 2. Para las que han
IAMB 200710 01
25
adoptado amplias medidas para el control de PCDD/PCDF se les aplicarán los
factores clase 3.
Tabla 8. Fact ores de emis ión para plant as de sinterización de hierro (PNUMA, 2005, Febrero,
p. 71)
Factores de emi si ón - µ g de EQT/t de sinterizado producido Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Alto reciclado de desechos, incluidos materiales contaminados con aceite 20 ND ND NA 0,003
2. Escasa util ización de desechos, planta bien controlada 5 ND ND NA 0,003
3. Alta tecnología para la reducc ión de emisiones 0,3 ND ND NA 0,003
Según la Tabla 9 en cuando al proceso de producc ión de coque, La clase 1 se
aplicará a las plantas que no utilizan ningún tipo de dispos itivo de retenc ión de
polvo, mientras que en la clase 2 se incluirán las plantas con mejor tecnología
para limpieza de gases.
Tabla 9. Fact ores de emis ión para producción de coque (PNUMA, 2005, Febrero, p. 73)
Factores de emisi ón - µg de EQT/t de coque producido Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Sin limpieza del gas 3 0,06 NA ND ND 2. Cont rol de la contaminación atmosf érica (CCA) con postcombustión/retención del polvo
0,3 0,06 NA ND ND
La Tabla 10 presenta todas las pos ibles plantas para la industria del acero y las
funderías de hierro, inc luyendo la mater ia prima de alimentac ión y las
tecnologías utilizadas y as í mismo se asignará los respectivos factores de
emis ión de acuerdo a la clase.
IAMB 200710 01
26
Tabla 10. Factores de emisión de la industria del acero y las funderías de hierro (PNUMA,
2005, Febrero, p. 79)
Factores de emi si ón - µ g de EQT/t de acero líquido Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
Industria Siderometal úri ca 1. Chat arra suc ia (aceites de corte, contaminación general), precalent amient o de la chatarra, controles limit ados
10 ND NA NA 15
2. Chat arra limpia / hierro virgen, postcombustión y f iltros de t ela 3 ND NA NA 15
3. Chat arra limpia / hierro virgen, hornos de arco eléct rico diseñados para bajas emisiones de PCDD/F, hornos al oxígeno
0,1 ND NA NA 1,5
4. Altos hornos con CCA 0,01 ND ND ND ND Fundiciones/fuderías de hierro
1. Cubilot e de aire f río o tambor rotativo y sin depurac ión del gas 10 NA NA NA ND
2. Tambor rot atorio - f iltro de tela 4,3 NA NA NA 0,2 3. Cubilot e de aire f río - f iltro de tela 1 NA NA NA 8 4. Cubilot e de aire caliente u horno de inducción - f iltro de tela 0,03 NA NA NA 0,5
Factores de emisi ón - µg de EQT/t de hierro/acero galvanizado Plantas de gal vanizaci ón de Inmersi ón en calien te Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Instalaciones sin sistemas de control de la contaminación atmosf érica(SCCA) 0,06 NA NA NA ND
2. Instalaciones sin et apa de desengrasado, buen SCCA (f iltros de mangas)
0,05 NA NA NA 2000
3. Instalaciones con etapa de desengrasado, buen SCCA (f iltro de mangas)
0,02 NA NA NA 1000
Para la subcategor ía 4, la clas ificac ión de acuerdo al factor de emis ión
depende básicamente si se procesa y/o produce cobre primario o secundar io, y
posteriormente se evalúa el control de PCDD/F que se tenga en las plantas y
finalmente se asigna la c lase (Ver Tabla 11).
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Tabla 11. Factores de emisión para producción de cobre (PNUMA, 2005, Febrero, p. 85)
Factores de emi sión - µ g de EQT/t de cobr e Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Cu Sec. - tecnologí a básica 800 ND NA NA 630 2. Cu-Sec. - bien controlada 50 ND NA NA 630 3. Cu Sec. – control óptimo de PCDD/F 5 ND NA NA 300 4. Fundición y vaciado de Cu / aleaciones de Cu 0,03 ND NA NA ND
5. Cu primario, bien controlado, con materiales de aliment ación secundarios 0,01 ND NA NA ND
6. Fundidor de cobre primario puro sin materiales de aliment ación secundarios ND ND NA NA NA
Los factores de clase 1 deberán ser usados para las plantas que producen
aluminio y no cuentan con ningún SCCA o es muy simple. Los de la c lase 2
deberán ser lo para plantas que poseen s istemas de postcombustión y filtros de
tela, de igual forma los de la clase 3. La clase 4 deberá emplearse para
instalaciones con controles de gran efic iencia cons istentes en limpieza de
chatarra, sis temas de postcombustión, filtros de tela con inyección de cal y de
carbón activado; las clases 5 y 6 se refieren al tratamiento de virutas y
raspaduras; mientras que la c lase 7 se refiere a la producción de aluminio
primario por electrólisis (PNUMA, 2005, Febrero, p. 88) . Ver Tabla 12.
Tabla 12. Factores de emisión para producción de aluminio (PNUMA, 2005, Febrero, p. 88)
Factores de emisi ón - µg de EQT/t de aluminio Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Procesamient o térmico de chat arra de Al, tratamiento mí nimo de material de entrada y simple retención de polvo
100 ND NA NA 200
2. Procesamient o térmico de Al, pret ratamiento de la chatarra, buenos controles, f iltros con inyección de cal
35 ND NA NA 400
3. Procesamient o térmico de Al, pret ratamiento de la chatarra, buenos controles, f iltros de mangas con inyección de cal
3,5 ND NA NA 100
4. Cont rol de PCDD/F óptimo - sistemas de postcombustión. 0,5 ND NA NA 100
5. Desecado de raspaduras / viruta 5 NA NA NA NA 6. Eliminación de aceites/desengrasado térmico de v irutas, hornos rotatorios, sistemas de postcombustión, filtros de tela
0,3 NA NA NA NA
7. Producción de aluminio primario puro ND NA NA NA ND
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Según la Tabla 13, la aplicación de los fac tores de emisión depende del grado
de contaminac ión de la chatarra como materia pr ima y la presenc ia de s istemas
de control de la contaminación atmosfér ica as í como del tratamiento de los
efluentes en los procesos de producción de plomo.
Tabla 13. Factores de emisión para producción de plomo (PNUMA, 2005, Febrero, p. 91)
Factores de emi si ón - µ g de EQT/t de plomo Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Producción de plomo a partir de chatarra que contiene PVC 80 ND NA NA ND
2. Producción de plomo a partir de chatarra libre de PVC/Cl2, algún SCCA 8 ND NA NA 50
3. Producción de plomo a partir de chatarra libre de PVC/Cl2 en hornos altamente ef icientes, con CCA incluyendo depuradores
0,5 ND NA NA ND
4. Producción de plomo primario ND NA NA NA ND
En la Tabla 14 se presentan los fac tores de emisión, así como las clases
correspondientes a las plantas de producc ión de zinc.
Tabla 14. Factores de emisión para producción de zinc (PNUMA, 2005, Febrero, p. 94)
Factores de emi si ón - µ g de EQT/t de zinc Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Hornos sin SCCA 1000 ND NA NA ND 2. Hornos de briquetado en caliente/ rotativos, control básico de polvo 100 ND NA NA ND
3. Cont roles de contaminación complet os 5 ND NA NA ND
4. Fundición de zinc 0,3 ND NA NA ND 5. Producción de zinc primario ND ND NA NA ND
En el caso de la subcategor ía correspondiente a la producción de latón y
bronce, los factores c lase 1 se aplicará a plantas en las que exis te un s istema
postcombustión senc illo; los c lase 2 aquellas que inc luyan en sus procesos
hornos de fusión sencillos; los clase 3 para industrias que cuentan con SCCA
pero no con control de limpieza de la materia pr ima y los factores clase 4 para
los que incluyan SCCA de alta tecnología (Ver Tabla 15).
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Tabla 15. Factores de emisión para producción de lat ón/ bronce (PNUMA, 2005, Febrero, p.
96)
Factores de emi sión - µ g de EQT/t de latón/bronce Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Eliminación térmica de aceites de v irutas, sistema de postcombustión, depurador húmedo
2,5 NA NA NA NA
2. Hornos de fusión sencillos 10 ND NA NA ND 3. Chat arra mezclada, hornos de inducción, f iltros de tela 3,5 ND NA NA 125
4. Equipos sofisticados, como hornos de inducción con SCCA 0,1 ND NA NA ND
Para las plantas de producción de magnesio (Ver Tabla 16), los fac tores c lase
1 se asignará a las plantas que utilizan MgO/C en Cl2 y no cuentan con CCA.
Las industr ias que inc luyan en sus procesos un control completo de la
contaminac ión se les aplicarán los factores de emis ión clase 2. Para las que
han adoptado procesos de reducción térmica se les aplicarán los factores clase
3.
Tabla 16. Factores de emisión para producción de magnesio (PNUMA, 2005, Febrero, p. 98)
Factores de emisi ón - µg de EQT/t de magnesio Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Producción mediante termitratamiento de MgO/C en C l2 - sin tratamiento del ef luente, tratamiento limitado del gas
250 9000 NA NA 0
2. Producción mediante termotrat amient o de MgO/C en Cl2 - Control complet o de la contaminación
50 30 NA NA 9000
3. Procesos de reducción térmica 3 ND NA NA NA
Según la Tabla 17 en cuando al proceso de producción de metales no ferrosos,
La c lase 1 se aplicará a las plantas que no utilizan ningún tipo de dispos itivo de
retención de polvo y la materia pr ima sea chatarra contaminada, mientras que
en la clase 2 se inc luirán las plantas con mejor tecnología para limpieza de
gases.
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Tabla 17. Factores de emisión de procesos térmicos de metales no f errosos (PNUMA, 2005,
Febrero, p. 100)
Factores de emisi ón - µg de EQT/t del producto Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Procesos térmicos de metales no f errosos - chatarra contaminada, cont rol senci llo o nulo del polvo
100 ND NA NA ND
2. Procesos térmicos de metales no f errosos - chatarra limpia, f iltros de tela/inyección de cal / postcombustión
2 ND NA NA ND
Teniendo en cuenta que exis ten pocos datos disponibles para la subcategoría
desguazadoras, sólo se utiliza una única c lase de factores de emisión para las
liberaciones de los procesos de desguace (Ver Tabla 18).
Tabla 18. Factores de emisión para desguazadores (PNUMA, 2005, Febrero, p. 102)
Factores de emi sión - µ g de EQT/t de acero Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Plantas de fragmentación de metales 0,2 NA NA ND ND
Para la última subcategoría, recuperación térmica de cables (Tabla 19), “ los
factores de la c lase 1 se aplicarán a la quema de cable a cielo abier to, los de la
clase 2 lo hacen a operaciones controladas de recuperac ión de cable que
utilizan un horno con un sistema básico de limpieza de gases, y los factores de la clase 3 a hornos utilizados para la recuperación de bobinas de motores
eléctr icos, zapatas de frenos y objetos semejantes con algún tipo de s istema de
limpieza de gases” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 103).
Tabla 19. Factores de emisión para la recuperación térmica de cables (PNUMA, 2005,
Febrero, p. 103)
Factores de emi si ón - µg de EQT/t de material Clasifi caci ón Aire Agua Suelo Productos Residuos
1. Quema de cables a cielo abiero 5000 ND ND ND ND 2. Horno básico con postcombustión y depurador húmedo 40 ND NA ND ND
3. Quema de mot ores eléctricos, dot ado de postcombustión 3,3 ND NA ND ND
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A continuac ión, se presenta una tabla en la cual se resumen los resultados de
las liberaciones de dioxinas y furanos (Factores de emisión por la producc ión)
provenientes de la producción de metales ferrosos y no ferrosos, discriminados
por el medio ambiental en el que se disponen (Ver Tabla 20).
Tabla 20. Liberación de PCDD/F por subcategoría (MADVT, 2002, pp. 50 - 53)
Liberación de D&F (g EQT/año) Subcategorías Aire Agua Residuos TOTAL
Sinterización de Hierro 0,135 0,000 0,001 0,136 Producción de Coque 1,090 0,036 0,000 1,126 Producción de Acero y Fundic ión de Hierro 11,316 0,000 7,415 18,731 Producción de Cobre 2,472 0,000 1,947 4,419 Producción de Aluminio 0,580 0,000 0,876 1,456 Producción de Plomo 0,382 0,000 0,000 0,382 Producción de Zinc 2,126 0,000 0,000 2,126 Producción de Latón y Bronce 0,0025 0,000 0,000 0,003 Producción de Magnes io 0,500 18,000 0,000 18,500 Producción de otros Metales no Ferrosos 0,404 0,000 0,000 0,404 Desguazadoras 0,030 0,000 0,000 0,030 Recuperac ión térmica de cables 0,000 0,000 0,000 0,000
TOTAL 19,038 18,036 10,239 47,313
Como se puede apreciar en la Tabla 20, la categor ía en es tudio (2) no tiene
liberaciones a los vectores suelo y productos; sin embargo, presenta emisiones
significativas a los otros vectores, que corresponden al 4%, 90.1% y 4.3% de
las liberaciones totales de diox inas y furanos de todas las categor ías, en los
medios ambientales aire, agua y residuos, respectivamente.
El vector que se encuentra más afectado por la liberac ión de subproductos no
intenc ionales dentro de la categor ía de producción de metales ferrosos y no
ferrosos es el vector aire. Este representa el 40,2% de las liberaciones totales
para esta categor ía, el 38,1% es equivalente a las emis iones al agua y el
21,6% restante, corresponde a las PCDD/PCDF cuya disposición final son los
residuos. Los valores de EQT anuales para cada vec tor son mostrados en la
Figura 8.
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Liberaciones Totales por Vector
02468
101214161820
Aire Agua Residuos
g EQ
T/añ
o
Figura 8. Liberaciones Tot ales por Vector en la Cat egorí a 2
De igual manera, se puede ver el apor te de cada subcategoría a las
liberaciones totales para esta categoría. Ver Figura 9.
Aporte por Subcategoría
0,3%2,4%
39,6%
9,3%
3,1%0,8%
4,5%0,0%
39,1%
0,9% 0,1% 0,0%0%5%
10%15%20%25%30%35%40%45%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Po
rcen
taje
(%)
Figura 9. Aport e en porcentaje por Subcat egorí a en la Categorí a 2
Como se muestra en la Figura 6, la subcategoría que más importanc ia tiene en
las emisiones de PCDD/F es la número 3, que corresponde a Producc ión de
acero y fundición de hierro con un 39.6%. En segundo lugar , se encuentra la
subcategor ía número 9, producc ión de magnesio con un 39,1%.
Posteriormente se encuentra la subcategoría que representa la producc ión de
cobre, con el 9.3%. As í mismo, en orden descendente están: producc ión de
zinc con 4.5%, producc ión de aluminio con 3,1%, producción de coque con
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33
2,4%, producc ión de otros metales no ferrosos con 0.9%, producc ión de plomo
con 0.8%, sinterizac ión de hierro con 0,3%, desguazadoras con 0,1%, y
producción de latón y bronce y recuperación térmica de cables con valores
aprox imadamente de 0%.
6.3 SINTERIZACIÓN DE HIERRO Este proceso, es el paso anter ior a la producción de hierro y consis te en la
aglomeración de par tículas finas de metal. Esta unión de partículas es
necesaria para incrementar el área superfic ial y permitir el paso de los gases
en el horno. Adic ionalmente, se tiene una fuente de carbón, que para el caso
de las industrias colombianas es el coque y la piedra caliza se utiliza como
aditivo (PNUMA, 2005, Febrero, p. 70).
El horno de ignición se alimenta con la materia pr ima, es decir, las partículas de
metal o chatarra con una cantidad determinada de agua. Esta mezcla es
calentada hasta temperaturas entre 1300 y 1480°C para permitir la ignic ión del
combustible; de esta forma se va creando el aglomerado. Posteriormente, el
producto del horno se enfría al aire libre y es llevado a un proceso de molienda
y luego a hornos de inyecc ión de aire. Finalmente, los gases de desecho se
tratan en un prec ipitador electrostático ubicado luego del horno de ignic ión
(MAVDT, 2002, p. 37).
En este proceso, las Dioxinas y Furanos se forman en el interior del lecho de
sinter ización, en el punto en el que los gases calientes son forzados a través
del lecho; así como a partir de las partículas finas y reactivas, las cuales son
responsables del 10% de la formac ión de PCDD y PCDF. De igual forma, el
contenido de c loro de la mezcla de sinter izado crudo y de la materia pr ima se
conv ierte en una causa de generac ión de PCDD y PCDF (PNUMA, 2005,
Febrero, pp. 70 - 71).
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34
Para Colombia, a es ta subcategor ía se le aplica los factores de emisión de la
clase 3, es dec ir, las plantas cuentan con alta tecnología para contribuir con la
reducción de emis iones de contaminantes orgánicos persistentes.
6.4 PRODUCCIÓN DE COQUE
La producc ión de coque se inc luye dentro de esta categor ía de “producc ión de
metales ferrosos y no ferrosos” porque és te es cons iderado el combustible más
utilizado en el proceso de manufactura de estos metales , ya que durante la
Revoluc ión industr ial, sustituyó al carbón vegetal como reductor y fuente de
energía en los altos hornos ( INCAR, Recuperado el 31 de Abril de 2007).
El carbón mineral (antracita o lignito) sirve como materia prima para este
proceso, y se somete a un calentamiento sin aire y con una temperatura que
llega alrededor de los 1000°C. Poster iormente, el coque es extraído y enfríado
con agua. A pesar de los avances en los estudios sobre PCDD y PCDF, la
liberación de éstas “a partir de la producc ión de coque no ha s ido
extensivamente estudiada” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 73) .
En Colombia, la producc ión de coque se realiza principalmente en dos tipos de
hornos: hornos tipo colmena que no cuentan con un Sistema de Control de
Contaminac ión Atmosférica (SCCA) y hornos verticales que tienen equipos
para el tratamiento de gases. Por lo tanto, para esta subcategor ía se aplican
dos factores de emis ión, clase 1 y clase 2, respectivamente (MAVDT, 2002, p.
38).
6.5 PRODUCCIÓN DE ACERO Y FUNDICIÓN DE HIERRO La materia pr ima para la producc ión de acero y fundición de hierro,
básicamente es chatarra contaminada con grasas y aceites (MAVDT, 2002, p.
39). En es te proceso, “más de la mitad de la masa que ingresa se transforma
en egresos, en forma de gases de salida, de desechos sólidos o productos
secundar ios” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 75).
IAMB 200710 01
35
Para la producción de acero, se utilizan altos hornos (HA), que se alimentan
con mineral de hierro que proviene de plantas de sinterización, dichos hornos
tienen SCCA y por lo tanto el factor de emisión que se les aplica es el de la
clase 4. Por otro lado, hay en la industria hornos que no cuentan con s istemas
para tratamiento de efluentes gaseosos y se les aplica el factor clase 1
(MAVDT, 2002, p. 39).
En las siderúrgicas, se utilizan hornos de cubilote, de arco eléctrico, de
inducción, de cuchara y Bendotty. Estos hornos se alimentan esencialmente
de chatarra y en su mayoría no cuentan con SCCA. La formación de PCDD/F
se da pr incipalmente por el horno de cubilote de aire fr ío en el cual se funde el
metal por la quema de coque y los gases son enviados a un s istema de
depurac ión. Estos hornos no precalientan el aire, y se les aplica el factor clase
1 (MAVDT, 2002, p. 39).
6.6 PRODUCCIÓN DE COBRE En Colombia, el princ ipal problema con respecto a la formación de PCDD y
PCDF es la producción de cobre secundario. Es te se produce a partir de
chatarra u otros residuos que contienen cobre, tales como escor ias y cenizas;
las cuales normalmente se encuentran en forma oxidada o metálica, por lo
tanto, la fusión de los mater iales secundarios emplea condiciones reductoras.
El proceso se realiza en hornos de cubilote, crisol y de inducc ión s in SCCA. Se
utiliza el factor de emisión clase 1 para sistemas que cuentan con tecnología
básica (MAVDT, 2002, p. 41).
6.7 PRODUCCIÓN DE ALUMINIO El Aluminio que se procesa en el país viene de dos fuentes, aluminio primar io
de Venezuela y chatarra, que corresponden al 92% y 8%, respectivamente
(MAVDT, 2002, p. 42). La mater ia prima en general, no tiene un tratamiento
prev io a la alimentación a hornos de inducción, fus ión, cubilote y cr isol que no
cuentan con sis temas postcombustión, por lo tanto se aplica la clase 1.
IAMB 200710 01
36
6.8 PRODUCCIÓN DE PLOM O
En el país, se produce plomo secundario a partir de chatarra, básicamente
bater ías usadas con res iduos de cloruro de poliv inilo (PVC), utilizando gas
natural, coque o gas licuado de petróleo (GLP) como combustible.
Pr inc ipalmente, los hornos en los que se produce plomo secundario cons isten
en tambores mecánicos, hornos tipo cr isol o cubilote, o rotator io. Los pr imeros
no cuentan con un sistema para el tratamiento de gases, se as igna los factores
clase 1; los segundos y terceros tienen procesos debidamente es tandarizados
y equipos de control de emis iones del proceso para tratar la corr iente efluente
gaseosa, factores c lase 3 (MAVDT, 2002, pp. 43 - 44).
“Las emisiones de PCDD/PCDF pueden relacionarse con la existencia de gran
cantidad de mater ia orgánica en los materiales de chatarra y la presencia de
cloro. En particular , se ha podido observar la relación exis tente entre el uso de
separadores de PVC en baterías de vehículos y las emis iones de PCDD/ PCDF”
(PNUMA, 2005, Febrero, p. 91)
6.9 PRODUCCIÓN DE ZINC
El zinc se produce en hornos tipo crisol y de inducción eléctr ica a partir
primordialmente, de varios materiales de chatarra, as í como de mater ias pr imas
secundar ias, como el polvo resultante de la producc ión de aleaciones de cobre
y de la fabr icac ión de acero en arco, además de res iduos de fragmentac ión de
chatarra de acero, y chatarra resultante de procesos de galvanización.
La formación de PCDD y PCDF se da por el procesamiento de chatarra impura
como la fracc ión no metálica. En Colombia, los hornos no cuentan con
sistemas de control de contaminación atmosférica, clase 1.
6.10 PRODUCCIÓN DE BRONCE Y LATÓN “El latón es un metal br illoso, duro y amar illo que cons iste en una aleación de
cobre (55% - 90%) y de zinc (10% - 45%)” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 95) y
puede ser produc ido por fusión y fundic ión de chatarra mixta (esencialmente
IAMB 200710 01
37
compuesta por cobre y zinc). “El bronce es una aleación dura marrón
amar illenta de cobre y estaño, fósforo, y a veces pequeñas cantidades de otros
elementos” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 95). Se forma mediante un proceso de
fusión de metales.
En el país, exis ten hornos tipo cr isol que no tienen ningún SCCA, clase 1; y
hornos de inducc ión eléctrica que tienen filtros de mangas como sis temas de
control de emis iones gaseosas, clase 2.
6.11 PRODUCCIÓN DE MAGNESIO
La producc ión de magnesio en Colombia, se basa en la reducción química de
compuestos de magnesio oxidado (óx ido de magnesio - MgO -) en hornos que
no cuentan con sistemas para limpieza de corrientes gaseosos ni con
tratamiento de efluentes líquidos , c lase 1.
“Las liberaciones al agua dependerán de la cantidad de PCDD/PCDF que se
forme en el proceso, de la eficienc ia de los s istemas de depuración para
remover PCDD/ PCDF de la corr iente de gas y, sobretodo, del tratamiento que
se aplique a los efluentes” (PNUMA, 2005, Febrero, p. 98) .
6.12 PRODUCCIÓN DE OTROS METALES NO FERROSOS
En Colombia se producen metales no ferrosos como bario, estaño, oro, plata,
ferroníquel. En es te último se cuenta con filtros de mangas y lavadores de
gases, lo cual reduce las liberac iones totales de diox inas y furanos de este
sector. “Las liberac iones de PDCC/PDCF en estas activ idades, pueden
provenir de los procesos térmicos realizados, del grado de contaminación de
los materiales de entrada y de los s istemas de depurac ión de los gases de
salida” (MAVDT, 2002, p.47).
6.13 DESGUAZADORAS
En Colombia, pr incipalmente se presenta el desguace de chatarra que proviene
de automóv iles . En este proceso, no se tiene una evidencia c lara acerca de la
IAMB 200710 01
38
formación de dioxinas y furanos, sino s implemente se dejan en libertad las que
venían de procesos prev ios.
6.14 REC UPERACIÓN TÉRMICA DE CABLES
Para la recuperación de metales como plomo y cobre, se utiliza el
procedimiento de quema de mater ial ais lante de los cables. En esta
subcategor ía no se tienen datos consolidados.
6.15 CUANTIFICACIÓN DE PCDD/F PARA LA CATEGORÍA 2 A continuac ión se presentan las gráficas de emisiones de diox inas y furanos
para cada vector y por subcategor ía de producc ión de metales ferrosos y no
ferrosos (Figura 10).
Liberaciones al Vector Aire
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
g E
QT/
año
Figura 10. Liberaciones al Vector Aire por Subcategorí a
De acuerdo a la Figura 10, se puede ver que las subcategor ías que más
aportan a las emis iones de subproductos no intenc ionales a la atmósfera son
en su orden: producción de acero y fundición de hierro, producc ión de cobre,
producción de zinc y producc ión de coque.
La subcategor ía número 3 (Producc ión de acero y fundición de hierro),
básicamente aporta la mayor parte de las liberac iones al aire, debido a que en
este proceso se utiliza chatarra, la cual esencialmente está contaminada y no
IAMB 200710 01
39
se realiza una preselecc ión antes de su alimentac ión a los hornos. De igual
forma, el proceso utiliza como combustible el coque que al ser calentado con el
metal da lugar a la formación y liberac ión de PCDD/PCDF. Además, se tiene
otro problema que ayuda al incremento en las liberac iones de PCDD/F, y es
que la mayoría de procesos no cuentan con sistemas de control de emisiones
atmosféricas (MAVDT, 2002, pp. 39 -41).
Los procesos de producción de cobre, que representan la subcategor ía número
4, cuentan con una tecnología básica, es decir , no tienen sistemas de control
atmosféricos, al igual que la subcategoría 7 (Producción de zinc) y la número 2
(Producc ión de coque).
Cabe resaltar, que todos los procesos incluyen las condiciones necesar ias para
la formación de Diox inas y Furanos, como lo son las altas temperaturas, la
presencia de un catalizador y Cloro.
La subcategor ía que más descargas tiene al vector agua es, como se muestra
en la Figura 11, la número 9 que corresponde a la producc ión de magnesio.
Esto se debe posiblemente, a que las empresas que realizan este proceso no
cuentan con un s istema de tratamiento de efluentes y trabajan con ác ido
clorhídr ico para la pur ificación del MgO, creando una atmósfera de Cl2.
Liberaciones al Vector Agua
02468
101214161820
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
g E
QT/
año
Figura 11. Liberaciones al Vector Agua por Subcat egoría
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40
En el vector residuos (Ver Figura 12) , de nuevo aparece la subcategoría
número 4 que es la producc ión de cobre, probablemente porque el cobre es el
metal que mejor cataliza la reacción para la formac ión de Dioxinas y Furanos
(MAVDT, 2002, p. 41). Además de esto, los PCDD y PCDF pueden
depositarse en los desechos provenientes de la limpieza de los gases de salida
de estos procesos (PNUMA, 2005, Febrero, p. 28). Sin embargo, la
subcategor ía más importante para este vector es la número 3 que corresponde
a la producc ión de acero y fundic ión de hierro. Lo anter ior se debe
posiblemente, a que en estos procesos se utiliza una gran cantidad de
chatarra.
Liberaciones al Vector Residuos
01
2
3
45
6
7
8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
g E
QT/
año
Figura 12. Liberaciones al Vector Res iduos por Subcategorí a
7. ESTRATEGIAS PARA LA MINIM IZACIÓN Y/O ELIM INACIÓN DE PCCD
y PCDF SEGÚN SUBCATEGORÍA
Para el planteamiento de es trategias y medidas de control de la contaminac ión
se conoce mundialmente el Integrated Pollution Prevention and Control ( IPPC),
el cual es el régimen que se ha puesto en ejecución para resolver problemas
con respecto a la prevención de la contaminación en la Unión Europea. El
IPPC incluye: suelo contaminado, rendimiento energético, minimización inútil,
ruido y vibración. Adic ionalmente, para el manejo efectivo se requiere que
todas las medidas para prevenc ión y control de la contaminación sean
IAMB 200710 01
41
tomadas, hac iendo especial énfasis en el uso de las mejores técnicas
disponibles para reducir las consecuenc ias sobre el medio ambiente (REC,
Recuperado el 31 de Mayo de 2007).
La oficina europea del Integrated Pollution Prevention and Control (EIPPCB)
existe para catalizar un intercambio de la información técnica sobre las mejores
técnicas disponibles y para crear los documentos de referencia denominados
BREFs. Los BREFs proveen informac ión acerca de las mejores opciones
técnica y económicamente viables en las industr ias para optimizar su
funcionamiento en términos ambientales y eventualmente, mejorar el ambiente
entero (EIPPCB, Recuperado el 31 de Mayo de 2007).
Para realizar una recopilación de las estrategias más idóneas para el sector de
producción de metales ferrosos y no ferrosos en Colombia, se tomaron como
referenc ia los dos BREFs publicados por la EIPPCB que hacen alus ión a esta
rama de producción. Adicionalmente, se analizaron documentos publicados en
la página Web del Convenio de Estocolmo, entre los cuales se encuentran
Inventar ios de diox inas y furanos realizados por Paraguay, Argentina, Cuba y
Uruguay; así como, los Planes Nac ionales de Acción (PNA) o de
Implementación (PNI) de A lbania, Alemania, Argentina, Armenia, Australia,
Belarus, Boliv ia, Bulgar ia, Chile, Comunidad Europea, Dinamarca, Ecuador,
España, Franc ia, Japón, Nicaragua, Nueva Zelanda, Reino Unido, República
Checa, Suecia, Suiza y Uruguay.
Sin embargo, el planteamiento de medidas y es trategias para la reducc ión y/o
eliminac ión definitiva de PCDD/PCDF no se pudo hacer de manera muy
específica debido a que no existe información acerca de los procesos y
condiciones de operación de los mismos y en el Inventario realizado por el
MAVDT no se espec ifican. De igual forma, se hizo el intento de comunicarse
con las personas encargadas de hacer las encuestas para realizar dicho
inventario quienes podr ían tener información, pero no se obtuvo ningún
resultado. Por lo tanto, las es trategias que se presentan a continuación son
IAMB 200710 01
42
producto de una extensa rev isión bibliográfica basada en la similitud de algunos
procesos de otros países con los de las industrias colombianas (según la
informac ión con la que se contaba).
Inicialmente, se puede ver que dentro de las subcategor ías de producc ión de
metales ferrosos y no ferrosos, existen muchos aspectos comunes de los
componentes u operaciones que pueden conducir a la formación y liberac ión
de PCDD/PCDF, lo cual permite plantear algunas estrategias generales para la
reducción potenc ial de emisiones de diox inas y furanos a los 3 medios
ambientales.
Generales
• Ya que Colombia cuenta con ins trumentos de comando tradic ionalmente
conoc idos como de control al final del tubo y que no buscan modificar o
sustituir las fuentes que las producen, se ve la necesidad de buscar
otras alternativas que tengan que ver con los procesos en s í (CAEMA,
2005, Noviembre) .
• Se deben aplicar a los procesos las mejores prácticas ambientales
(BET) y mejores técnicas disponibles (BAT), con el fin de promover la
producción limpia y optimizar procesos (CAEMA, 2005, Nov iembre;
UNEP, 2003, Junio; España, 2005).
• Evaluar la pos ibilidad de la utilización de materiales , productos y
procesos sustitutivos o modificados para evitar la formación de PCCD y
PCDF (Ministerio del Ambiente, 2006; Co mmission of the European
Communities, 2007; DINAMA, 2006, Mayo; España, 2005).
• En todos los casos, se debe realizar una preselecc ión y preclas ificac ión
del material de alimentación para ev itar impurezas en el proceso y
aumentar la efic iencia del mismo (UNEP, 2003, Junio).
IAMB 200710 01
43
• Implementar sistemas capaces de monitorear emis iones de COPs no
intenc ionales en los 5 vectores ambientales: aire, suelos, agua,
productos y residuos (CONAMA, 2005, Diciembre; Australian
Government, 2006, July; Federal Republic of Germany, 2006, April).
• Buscar métodos de análisis químico de Dioxinas y Furanos en aire,
suelos, agua, alimentos y biota, ya que a pesar de los altos costos que
esto implica, se dar ía un paso importante en el aumento en la capacidad
analítica para el es tudio de PCDD/F (MARENA, 2005, Dic iembre;
CONAMA, 2005, Diciembre).
• Cada Empresa, debe hacerse responsable de realizar una rev isión de la
vida útil de los equipos y el estado en el que ellos se encuentran, ya que
esto podría ser la raíz de producción de diox inas y furanos. Así mismo,
se deben comprometer con las paradas para realizar limpieza de
equipos y la implementación de programas de mantenimiento
preventivo, y esto debe hacerse con cierta frecuencia (España, 2005).
• Se necesita ampliar la informac ión acerca de los r iesgos puntuales de
Diox inas y Furanos tanto para la salud humana como para el medio
ambiente (Republic of Armenia, 2005; Galarza, Colomo, Aguilar, López,
2004, Mayo).
• Desarrollo de una Política Preventiva para crear acciones sobre la
prohibic ión de procedimiento inadecuados y de la tecnificación de cier tos
procesos que contribuyan a la reducc ión de emisiones (Ministerio del
Ambiente, 2006).
Específica s
A continuación, se presentan algunas estrategias un poco más específicas para
cada subcategoría, as í como las tablas que indican las liberaciones de PCDD/F
IAMB 200710 01
44
con la aplicac ión de las medidas y los respectivos factores de emisión. Es
importante notar, que en algunas subcategor ías no se inc luyen todas las
clases, ya que eso depende de las tecnologías disponibles en Colombia y de
los procesos que se realizan en las industrias. De igual forma, en el caso de
las subcategor ía 11, desguazadores, sólo existe una clase de factores de
emis ión, por lo tanto no presentaría reducc ión alguna.
- Sinterizac ión de Hierro
• Deben existir procesos debidamente estandar izados para la selección y
limpieza del mater ial de alimentación.
• El proceso de sinter izac ión debe ser lo más regular que se pueda,
mantener constante la compos ición del lecho s interizado, la altura del
lecho, la veloc idad y el uso de aditivos.
En la Tabla 21, se presentan los valores de las liberaciones anuales por vector.
Para es te caso no hubo cambio en la clasificac ión de los factores de emis ión,
clase 3, ya que las plantan cuentan con alta tecnología para la reducc ión de
emis iones de PCDD/F. Sin embargo, es importante no hacer caso omiso de
las estrategias planteadas anter iormente, ya que esto permite que los s istemas
operen de madera adecuada.
Tabla 21. Liberaciones de la Subcategorí a Sinterización de Hierro aplicando estrat egias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de liberaci ón (µ g EQT/t)
Prod. t/a
Liberación Anual g EQT/ a
Aire Residuos Aire Residuos 2 Producción de metales f errosos y no f errosos
a Sinterizaci ón de hierro
1
Alto reciclado de desechos, incluidos materiales contaminados con aceit e
20 0,003
0,000 0,000
2 Escasa utilización de desechos, planta bien controlada 5 0,003 0,000 0,000
3 Alta tecnología para la reducc ión
de emisiones 0,3 0,003 449400 0,135 0,001
Total Subcategoría 0,135 0,001
IAMB 200710 01
45
- Producción de Coque
Aunque para esta subcategor ía no fue pos ible encontrar estrategias específ icas
de acuerdo a la industr ia colombiana, con la aplicac ión de las estrategias
generales los factores de emisión cambian de c lase 1 a clase 2 para todas las
empresas que producen coque a nivel nac ional. Ver Tabla 22.
Tabla 22. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Coque aplicando estrat egias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de
liberaci ón (µ g EQT/t) Prod.
t/a Liberación Anual
g EQT/ a Aire Agua Aire Residuos
2 Producción de metales f errosos y no f errosos b Producci ón de Coque 1 Sin l impieza del gas 3 0,06 0,000 0,000
2 CCA con postcombustión/ retención del polvo 0,3 0,06 608060 0,182 0,000
Total Subcategoría 0,182 0,000
- Producción de Acero y Fundic ión de Hierro
• Deben existir procesos debidamente estandar izados para la selección y
limpieza de material de alimentación.
• Antes de arrancar el procesos se deben llevar a cabo etapas de limpieza
y preparac ión de a superfic ie del metal, para eliminar suc iedad, grasa,
incrustac iones, entre otras. El desengrasado se “realiza por inmers ión
del acero / hierro en una soluc ión desengrasante ácida o alcalina, el
metal se lava luego y finalmente se sumerge en ácido clorhídrico a la
temperatura ambiente para eliminar incrustac iones” (PNUMA, 2005,
Febrero, p. 78) .
• Utilizar hornos de inducc ión con filtros de tela como s istema de control
de contaminac ión atmosférica.
Para calcular las liberaciones de PCDD/F en el vector aire para las plantas que
producen acero en el país, se utilizó el fac tor de emisión c lase 4, en el que se
IAMB 200710 01
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incluye un buen s istema de control de contaminación atmosférica. Para el
vector res iduos, se utiliza el factor c lase 3, que inc luye la limpieza y
prec lasificac ión de la chatarra (desegrasado). Mientras que para las plantas de
fundic ión de hierro se aplica los factores de emis ión clase 4, tanto para aire
como para el vector residuos. Los valores se presentan en la Tabla 23.
Tabla 23. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de acero y f undición de hierro aplicando
estrategias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de
liberaci ón (µ g EQT/t) Prod.
t/a Liberación Anual
g EQT/ a Aire Residuos Aire Residuos
2 Producción de metales f errosos y no f errosos c Producci ón de Acero
1
Chat arra sucia (aceit es de corte, contaminación general), precalent amient o de la chatarra, controles limit ados
10 15
0,000 0,000
2 Chat arra limpia / hierro v irgen, postcombustión y filtros de t ela 3 15 0,000 0,000
3
Chat arra limpia / hierro v irgen, hornos de arco eléctrico diseñados para bajas emisiones de PCDD/F, hornos al oxígeno
0,1 1,5 494330 0,000 0,741
4 Altos hornos con CCA 0,01 800000 0,008 0,000 Funderías de Hi erro
1 Cubilote de aire f río o tambor rotativo y sin depuración del gas 10 15 0,000 0,000
2 Tambor rotat orio - f iltro de tela 4,3 0,2 0,000 0,000 3 Cubilote de aire f río - filtro de tela 1 8 0,000 0,000
4 Cubilote de aire caliente u horno
de inducción - f iltro de tela 0,03 0,5 637000 0,019 0,000
Total Subcategoría 0,027 0,741
- Producción de Cobre
• Deben existir procesos debidamente estandar izados para la selección y
limpieza de material de alimentac ión, ya que los materiales de
alimentación pueden contener materia orgánica. Se necesita la
aplicación de métodos para eliminación de recubrimientos y
IAMB 200710 01
47
revestimientos con el fin de minimizar la formación de PCDD y PCDF en
las etapas s iguientes.
• Se debe contar con un s istema de control de temperatura de los hornos
en los cuales se realiza el proceso, debido a que la oscilación de la
misma permite la formac ión y poster ior liberac ión de dioxinas y furanos.
Para esta subcategor ía se cambia los factores de emisión c lase 1 a c lase 3,
éstos últimos se refieren a control óptimo de PCDD/F que incluyen
pretratamiento de la materia pr ima así como un s istema que impida la variac ión
permanente de la temperatura. Ver Tabla 24.
Tabla 24. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Cobre aplicando est rategias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de liberaci ón (µg EQT/t)
Prod. t/a
Liberación Anual g EQT/a
Aire Residuos Aire Residuos 2 Producción de metales ferrosos y no f errosos
D Producci ón de Cobre 1 Cu Sec. - tecnologí a básica 800 630 0,000 0,000 2 Cu-Sec. - bien controlada 50 630 0,000 0,000 3 Cu Sec. - control óptimo PCDD/F 5 300 3090 0,015 0,927 Total Subcategoría 0,015 0,927
- Producción de Aluminio
• Se requiere realizar un pretratamiento de la chatarra antes de ser
alimentada al proceso para eliminar aceites y plásticos.
• Se recomienda el uso de filtros de mangas como s istema
postcombustión para la limpieza de gases.
• Tener monitoreados los efluentes líquidos y y registrar la fuente.
Según los valores presentados en la Tabla 25, para calcular las liberaciones de
PCDD/F en los vectores aire y residuos para las plantas que producen aluminio
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en el país, se utilizó el factor de emis ión c lase 4, en el que se inc luye un buen
sistema postcombustión. Para los procesos de desecado de rapaduras/v iruta
se dejan los fac tores c lase 5.
Tabla 25. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Aluminio aplicando estrat egias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de liberaci ón (µg EQT/t)
Prod. t/a
Liberación Anual g EQT/a
Aire Residuos Aire Residuos 2 Producción de metales ferrosos y no f errosos
E Producci ón de Aluminio
1
Procesamient o térmico de chatarra de Al, trat amient o mínimo de mat erial de entrada y simple retenc ión de polvo
100 200
0,000 0,000
2
Procesamient o térmico de Al, pretratamiento de la chatarra, buenos controles, f iltros dcon inyección de cal
35 400 0,000 0,000
3
Procesamient o térmico de Al, pretratamiento de la chatarra, buenos controles, f iltros de mangas con inyección de cal
3,5 100 0,000 0,000
4
Control de PCDD/F óptimo - sistemas de postcombustión, inyección de cal, f iltros de tela y carbón activado
0,5 100 2190 0,001 0,219
5 Desecado de raspaduras / viruta
(plant as simples) 5 25180 0,126 0,000
Total Subcategoría 0,127 0,219
- Producción de Plomo
• Se debe realizar alimentación de chatarra libre de PVC mediante
procesos debidamente estandarizados para minimizar la pos ibilidad de
formación de PCDD y PCDF.
• Se necesitan equipos de control de emisiones del proceso, como por
ejemplo, filtros de mangas.
Con la implementación de las estrategias generales as í como las específ icas
nombradas anteriormente, a todas las empresas involucradas en la producc ión
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de plomo en el país se les aplicaría los factores de emisión clase 3. Los
valores se presentan en la Tabla 26.
Tabla 26. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Plomo aplicando estrat egias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de
liberaci ón (µg EQT/t) Prod.
t/a Liberación Anual
g EQT/a Aire Residuos Aire Residuos
2 Producción de metales ferrosos y no f errosos F Producci ón de Plomo
1 Producción de plomo a partir de
chatarra que contiene PVC 80
0,000 0,000
2
Producción de plomo a partir de chatarra libre de PVC/Cl2, algún SCCA
8 50 0,000 0,000
3
Producción de plomo a partir de chatarra libre de PVC/Cl2 en hornos altamente eficientes, con CCA incluyendo depuradores
0,5 9500 0,005 0,000
Total Subcategoría 0,005 0,000
- Producción de Zinc
Aunque para esta subcategor ía no fue pos ible encontrar estrategias específ icas
de acuerdo a la industr ia colombiana, con la aplicac ión de las estrategias
generales los factores de emisión cambian de c lase 1 a clase 3 para todas las
empresas que producen zinc a nivel nacional. La c lase 3, cuenta con SCCA
completos que permiten la disminuc ión en las liberaciones de dioxinas y
furanos para es ta subcategor ía. Ver Tabla 27.
Tabla 27. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Zinc apl icando estrategias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de liberaci ón (µg EQT/t)
Prod. t/a
Liberación Anual g EQT/a
Aire Residuos Aire Residuos 2 Producción de metales ferrosos y no f errosos
G Producci ón de Zinc 1 Hornos sin SCCA 1000 0,000 0,000
2
Hornos de briquetado en caliente/rotativos, control básico de polvo
100 0,000 0,000
3 Controles de contaminación completos
5 2126 0,011 0,000
Total Subcategoría 0,011 0,000
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- Producción de Latón y Bronce
• Utilizar hornos de inducc ión con filtros de tela como s istema de control
de contaminac ión atmosférica.
Para esta subcategor ía se cambia los factores de emisión c lase 2 a c lase 4,
éstos últimos se refieren a control óptimo de PCDD/F que incluyen equipos
más complejos con un sis tema para el control de la contaminación atmosférica.
Ver Tabla 28.
Tabla 28. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de Lat ón y Bronce aplicando
estrategias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de liberaci ón (µ g EQT/t)
Prod. t/a
Liberación Anual g EQT/ a
Aire Residuos Aire Residuos 2 Producción de metales ferrosos y no f errosos
h Producci ón de Latón y Bronce
1
Eliminación térmica de aceites de v irutas, sistema de postcombustión, depurador húmedo
2,5
0,000 0,000
2 Hornos de fusión sencillos 10 0,000 0,000
3 Chat arra mezclada, hornos de
inducción, f iltros de tela 3,5 125 0,000 0,000
4 Equipos sofisticados, como hornos de inducción con SCCA 0,1 4031 0,0004 0,000
Total Subcategoría 0,0004 0,0000
- Producción de Magnes io
• Se debe contar para la salida del gas con un sistema de limpieza
húmedo, seguido de un tratamiento de efluentes líquidos eficiente para
la minimizac ión de dioxinas y furanos.
Los valores de las emisiones de PCDD/F se presentan en la Tabla 29. Para
este caso hubo un cambio de la clase 1 a la c lase 2, que cuenta con control
completo de los efluentes líquidos y gaseosos.
IAMB 200710 01
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Tabla 29. Liberaciones de la Subcategoría Producc ión de Magnesio aplicando estrat egias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de
liberaci ón (µg EQT/t) Prod.
t/a Liberación Anual
g EQT/a Aire Agua Aire Agua
2 Producción de metales ferrosos y no f errosos I Producci ón de Magnesio
1
Producción mediante termitratamiento de MgO/C en Cl2 - sin tratamient o del ef luente, tratamiento limitado del gas
250 9000
0,000 0,000
2
Producción mediante termotrat amiento de MgO/C en Cl2 - Control complet o de la contaminación
50 30 2000 0,100 0,060
3 Procesos de reducción térmica 3 0,000 0,000 Total Subcategoría 0,100 0,060
- Producción de otros Metales No Ferrosos
• Los sistemas deben operarse en estado es tac ionario, ya que la
operación en es tado no es tac ionario, es dec ir, cuando ex isten
alteraciones en el frente de llama, provocan el incremento en las
emis iones de diox inas y furanos.
Para es ta subcategor ía, todas las empresas quedar ían con los factores de
emis ión clase 2, éstos últimos se refieren a control óptimo para la disminuc ión
de PCDD/F. Ver Tabla 30.
Tabla 30. Liberaciones de la Subcategorí a Producción de otros Met ales No Ferrosos
aplicando estrategias
Cat. Subca. Clase Subcategoría de Fuentes Vía posible de
liberaci ón (µg EQT/t) Prod.
t/a Liberación Anual
g EQT/a Aire Residuos Aire Residuos
2 Producción de metales ferrosos y no f errosos J Producci ón de o tros Metales No Ferrosos
1
Procesos térmicos de metales no f errosos - chatarra contaminada, control sencil lo o nulo del polvo
100
0,000 0,000
2
Procesos térmicos de metales no f errosos - chatarra limpia, f iltros de tela/inyección de cal / postcombustión
2 136765 0,274 0,000
Total Subcategoría 0,274 0,000
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8. REDUCCIÓN DE LAS LIBERACIONES DE PCDD Y PCDF
Aplicando las recomendaciones para la disminuc ión y en los casos en que sea
viable eliminac ión de dioxinas y furanos en el sector de producc ión de metales
ferrosos y no ferrosos, se tienen los porcentajes de reducción para aire, agua y
residuos, respectivamente.
En la Tabla 31, se presentan los valores de las emisiones de PCDD y PCDF en
las 12 subcategor ías aplicando los factores de emis ión de acuerdo a las tablas
8 – 19 según las modificaciones realizadas en los procesos (Ver Tablas 21-30).
Tabla 31. Liberación de PCDD/F por Subcategoría aplicando estrat egias
Liberación de D&F (g EQT/año) Subcategorías Aire Agua Residuos TOTAL
Sint erización de Hierro 0,135 0,000 0,001 0,136 Producción de Coque 0,182 0,036 0,000 0,218 Producción de Acero y Fundición de Hierro 0,027 0,000 0,741 0,769 Producción de Cobre 0,015 0,000 0,927 0,942 Producción de Aluminio 0,014 0,000 0,219 0,233 Producción de Plomo 0,005 0,000 0,000 0,005 Producción de Zinc 0,011 0,000 0,000 0,011 Producción de Latón y Bronce 0,0004 0,000 0,000 0,000 Producción de Magnes io 0,100 0,100 0,000 0,200 Producción de otros Metales no Ferrosos 0,274 0,000 0,000 0,274 Desguazadoras 0,030 0,000 0,000 0,030 Recuperac ión térmica de cables 0,000 0,000 0,000 0,000
TOTAL 0,793 0,136 1,888 2,817
En el caso de aplicar las estrategias menc ionadas anteriormente, el vec tor que
se encontrar ía más afec tado por la liberación de contaminantes no
intenc ionales dentro de la categor ía del sector metalúrgico sería el vector
residuos. Este representa el 67.0% de las liberaciones para esta categor ía, el
28,2% corresponde a las emis iones a la atmósfera y 4.8% equivale a las
liberaciones al agua. Cabe notar , que ninguno de estos valores supera 2g
EQT/año como se muestra en la Figura 13.
IAMB 200710 01
53
Liberaciones Totales por Vector
0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0
Aire Agua Residuos
g EQ
T/añ
o
Figura 13. Liberaciones por vector para la Categorí a 2 aplicando estrategias
De igual manera se presenta en la Figura 14, el aporte de cada subcategor ía a
las liberaciones totales de PCDD y PCDF para esta categor ía.
Aporte por Subcategoría
4,8%7,8%
27,3%
33,5%
8,3%
0,2% 0,4% 0,0%
7,1%9,7%
1,1% 0,0%0%5%
10%15%20%25%30%35%40%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Po
rcen
taje
(%
)
Figura 14. Aporte en porcentaje por Subcategoría aplicando estrategias
Como se muestra en la Figura 14, aplicando las estrategias la subcategoría
que se torna importante es la número 4 que corresponde a la producc ión de
cobre que apor ta el 33.5% de las liberaciones. Esto puede explicarse debido a
que el cobre tiene especial interés porque es el metal más eficiente para
catalizar la formac ión de PCDD y PCDF (PNUMA, 2005, Febrero, p. 82) . En
segundo lugar, se encuentra la subcategoría número 3, producc ión de acero y
fundic ión de hierro con un 27.3%. Poster iormente se encuentra la subcategoría
que representa la producc ión de otros metales no ferrosos con un 14.8%. Y en
IAMB 200710 01
54
orden descendente están: producc ión de aluminio con el 8.3%, producc ión de
coque, con el 7.8%, producc ión de magnesio con 7.1%, s interización de hierro
con 4.8%, desguazadoras con 1.1%, producc ión de z inc 0.4%, producc ión de
plomo con el 0.2% y el resto de las subcategor ías con valores alrededor del
0%.
En la Tabla 32, se muestran los valores de gramos de equivalente de toxicidad
por año para cada una de las subcategor ías. Se puede ver que los porcentajes
de reducción de liberac ión y generac ión de diox inas y furanos en su gran
mayoría son mayores al 80%, lo cual representa la efec tiv idad de la aplicac ión
de las estrategias de las mejores técnicas disponibles y mejores prácticas
ambientales. Finalmente, se obtiene un porcentaje total de reducción de
liberación de dioxinas y furanos en aire del 95.2%.
Tabla 32. Porcentaje de Reducción en el vector aire
Aire
Subcategorías Sin
Estrategias Con
Estrategias
% de Reducci ón
Sint erización de Hierro 0,135 0,135 0,0% Producción de Coque 1,090 0,182 83,3% Producción de Acero y Fundic ión de Hierro 11,316 0,027 99,8% Producción de Cobre 2,472 0,015 99,4% Producción de Aluminio 0,580 0,127 78,1% Producción de Plomo 0,382 0,005 98,8% Producción de Zinc 2,126 0,011 99,5% Producción de Latón y Bronce 0,0025 0,0004 83,9% Producción de Magnesio 0,500 0,100 80,0% Producción de otros Metales no Ferrosos 0,404 0,274 32,3% Desguazadoras 0,030 0,030 0,0% Recuperación térmica de cables 0,000 0,000 0,0%
TOTAL 19,038 0,906 95,2%
Los procesos que tienen un porcentaje mayor de disminuc ión de liberación de
diox inas y furanos son en su orden, producc ión de acero y fundición de hierro
con el 99.8%, producción de zinc con el 99.5%, producc ión de cobre con el
99.4%, producc ión de plomo con el 98.8%, producc ión de latón y bronce y
coque con el 83% aproximadamente, producción de magnesio con el 80%,
producción de aluminio con el 78.1%. Estas reducciones tienen en común la
IAMB 200710 01
55
implementac ión de diferentes sistemas de control de la contaminac ión
atmosférica, as í como la preclasificación y limpieza de la materia prima para
cada uno de los procesos. En la subcategorías de recuperac ión térmica de
cables y desguazadoras no se cuenta con datos suficientes para realizar el
cálculo de reducción (Ver Tabla 32) .
Los porcentajes de reducción de las emis iones de diox inas y furanos que van
directamente al medio ambiental agua, se muestran en la Tabla 33. El mayor
porcentaje se obtiene por la implementación de un sis tema para el control
óptimo de la contaminación en la producción de magnesio, como los son filtros
de mangas, que representan una reducc ión del 99.7% de es ta subcategoría.
La reducción total para el vector agua se estima en aproximadamente 99.5%.
Tabla 33. Porcentaje de Reducción en el vector agua
Liberación de D&F (g EQT/año) Agua
Subcategorías Sin
Estrategias Con
Estrategias
% de Reducci ón
Producción de Coque 0,036 0,036 0,0% Producción de Magnesio 18,000 0,060 99,7%
TOTAL 18,036 0,096 99,5%
Respecto al vec tor residuos, los porcentajes de reducc ión para las
subcategor ías que tienen liberac iones de PCDD y PCDF en este medio
ambiental, se presentan en la Tabla 34. Este es el vector que tiene menor
porcentaje total de reducción, 81.6%. As í mismo, tiene un porcentaje de
alrededor del 90% en la subcategor ía de producción de producción de acero y
fundic ión de hierro por la optimización del proceso. Mientras, los procesos de
producción de cobre secundario presentan una disminución del 52.4% y los de
producción de aluminio una del 75% en la liberación de dioxinas y furanos al
medio, debido a la implementac ión de s istemas de control óptimos de
subproductos no intencionales.
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Tabla 34. Porcentaje de Reducción en el vector residuos
Liberación de D&F (g EQT/año) Residuos
Subcategorías Sin
Estrategias Con
Estrategias
% de Reducci ón
Sint erización de Hierro 0,001 0,001 0,0% Producción de Acero y Fundic ión de Hierro 7,415 0,741 90,0% Producción de Cobre 1,947 0,927 52,4% Producción de Aluminio 0,876 0,219 75,0%
TOTAL 10,239 1,888 81,6%
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9. CONCLUSIONES
• Los compuestos orgánicos pers istentes son catalogados mundialmente
como contaminantes tóx icos, por eso se deben empezar a tomar
medidas y crear acciones en pro a la disminución y eliminación total de
dichas sustanc ias a nivel nac ional.
• Las dioxinas y furanos como COPs producidos en la industr ia de forma
no intencional aparecen como una problemática en diferentes procesos
industriales, afectando la salud humana y el medio ambiente y es allí
donde surge la necesidad de buscar técnicas y métodos para la
reducción y poster ior eliminación de dichos compuestos .
• Estudiar todas las categor ías de donde provienen las PCDD y los PCDF,
es una tarea que requiere mucho tiempo. Por eso es importante
centrarse en una categor ía que sea importante y tenga valores
significantes en las emis iones de PCDD/F en la industr ia colombiana.
• La presentación de estrategias de minimizac ión y/o eliminac ión de
diox inas y furanos en la categor ía de producción de metales ferrosos y
no ferrosos, resultó ser una buena elección debido a que se estima que
las emis iones de diox inas y furanos ha ido en aumento y aún no se tiene
un control o norma específica para este sector.
• La falta de información fue el pr inc ipal problema que se tuvo durante el
desarrollo del presente documento, ya que existen muy pocas fuentes
acerca de las Empresas metalúrgicas que ex isten en Colombia, as í
como las tecnologías utilizadas por las mismas.
• Es importante discr iminar las emis iones de subproductos no
intenc ionales a la industr ia de acuerdo al medio ambiental donde son
dispuestas, ya sea, aire, agua, tierra, productos o res iduos; debido a que
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esto permite elegir la o las mejores estrategias para tratar las emisiones
de dioxinas y furanos a nivel industrial.
• Dentro de las es trategias de minimización y posible eliminación de
PCDD/F no se inc luyen opc iones de reconvers ión industr ial para
modernizar las fábricas más antiguas, adoptando nuevas tecnologías y
haciéndolas más productivas, pr incipalmente porque no se contó con
informac ión detallada acerca de los procesos en estudio y porque se
requiere un análisis profundo acerca de los factores económicos y
técnicos que es to inc luir ía.
• Actualmente en Colombia, las subcategor ías que tienen niveles de
emis iones más altos de PCDD y PCDF en el sec tor metalúrgico son:
producción de acero y fundic ión de hierro, producción de cobre y
producción de magnesio. Debido a esta pr ior ización se deben tomar
acciones inmediatas en estos procesos, s in dejar a un lado las demás
subcategor ías que hacen par te del sector.
• La implementación de mejores técnicas disponibles y mejores prácticas
ambientales según los BREFs llevan a una reducción s ignificativa de las
emis iones de PCDD y PCDF en la industria y constituyen un paso
fundamental para la eliminación de diox inas y furanos en los medios
ambientales.
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10. RECOM ENDACIONES
• Realizar una actualización del Inventario Nacional de Fuentes y
Liberaciones de Dioxinas y Furanos de Colombia, debido a la
incertidumbre que se tiene respecto a la informac ión para algunas
categor ías y la aplicación de ciertos fac tores de emis ión.
• Hacer una evaluac ión económica y técnica disponible para la
implementac ión de las estrategias para la minimización y /o eliminac ión
de Dioxinas y Furanos en la producción de metales ferrosos y no
ferrosos.
• Analizar cada subcategor ía del sec tor metalúrgico por aparte para poder
aplicar las mejores ténicas diponibles y mejores prácticas ambientales
teniendo conocimiento de los procesos y condic iones específ icas de
operación.
• Establecer valores de emisiones estándares de dioxinas y furanos,
discr iminado por las nueve categor ías existentes; dependiendo del
medio ambiental en donde se van a liberar. Para liberac iones gaseosas,
de debe contar con normas vigentes que podr ían ser las actuales para
incinerac ión. Con respecto a las emisiones a efluentes líquidos, se
deben definir concentrac iones máx imas de diox inas y furanos
contenidas en efluentes industriales y los niveles máximos para los
cuerpos receptores. Para suelo y residuos, podr ían desarrollarse límites
máximos permisibles de concentraciones (CONAMA, 2005, Dic iembre,
p. 98).
• Ratificar la firma del Convenio de Estocolmo, para as í poder poner en
marcha la realizac ión del Plan Nacional de Acción (PNA).
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• Incluir las Diox inas y Furanos en las redes de monitoreo atmosféricas,
as í como en suelos y agua, con el fin de poder hacer un seguimiento y
realizar un adecuado control.
• Realizar el mismo anális is de pos ibles BAT y BET para aplicar a las
demás categor ías de subproductos no intenc ionales en Colombia.
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11. REFERENCIAS
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