FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

“Control de emisiones de SOx en siderurgia, Chimbote 2015”.

AUTORES

ASENCIO SALDARRIAGA, Stephanie Michelle.

NARRO GARCÍA, Hugo Jhonatan.

RISCO RUIZ, Pierina Alexandra

VERGARA IGLESIAS, Kevin Arnoldo.

ASESOR

Ing. MIMBELA LEÓN, Juan del Carmen.

TRUJILLO, PERÚ

2015

ÍNDICE

I. INTRODUCCIÓN........................................................................................................2

II. ANTECEDENTES........................................................................................................2

III. MARCO TEÓRICO......................................................................................................3

IV. MARCO LEGAL...........................................................................................................3

V. DESCRIPCIÓN PROBLEMÁTICA..................................................................................3

VI. RESULTADOS..............................................................................................................3

VII. DISCUSIÓN DE RESULTADOS......................................................................................3

VIII. CONCLUSIONES........................................................................................................3

IX. RECOMENDACIONES.................................................................................................3

X. BIBLIOGRAFÍA O REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................3

XI. ANEXOS.....................................................................................................................3

I. INTRODUCCIÓN

La contaminación ambiental producida por las emisiones atmosféricas al

ambiente incide principalmente en la salud y calidad de vida de los seres

humanos. En la actualidad las siderúrgicas integrales producen todo tipo de

contaminantes y en cantidades importantes, siendo los principales: partículas,

NOx y SOx, fluoruros y humos rojos (óxidos de hierro). Estos contaminantes

pueden ser transportados a gran distancia y producir efectos adversos en áreas

muy alejadas del lugar donde se presentó la emisión.

El cumplimiento de los límites máximos permisibles (LMP), exige el control

sistemático respecto al contenido real del polvo en los gases industriales

emitidos a la atmósfera. Dicho control permite garantizar los parámetros de

protección e higiene normados, tener en cuenta el nivel de limpieza necesario

para proteger la tecnología, conocer el desempeño ambiental de la

organización.

Es por ello que en este proyecto titulado “Control de emisiones de SO x en

Siderúrgica” evaluaremos como se encuentra actualmente el sistema de control

de la contaminación atmosférica que es producida en la ciudad de Chimbote a

causa de la Siderúrgica y las consecuencias que esta traería a la población de

Chimbote y al medio ambiente. Se describirá brevemente los conceptos básicos

y datos sobre el tema y como se encuentra actualmente la ciudad en aspectos

de calidad de aire, posteriormente se darán las conclusiones, discusiones sobre

y el tema y el punto de vista de varios autores y se dará breves

recomendaciones sobre el caso en Chimbote.

II. ANTECEDENTES

ALMANZA CASTILLO Y CARVAJAL NAVARRO (2008), Universidad De La Salle,

Bogotá D.C ,en su trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Ambiental y

Sanitaria, “DIAGNOSTICO DEL SECTOR SIDERURGICO Y METALURGICO EN

COLOMBIA Y EVALUACION DE ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS PARA DAR

CUMPLIMIENTO DE LA PROPUESTA TÉCNICA NORMA DE EMISIÓN DE FUENTES

FIJAS”,2008. Tiene como finalidad realizar la evaluación de las siderúrgicas y

metalúrgicas y la verificación del cumplimiento de las normas de emisión,

evaluar el escenario presente y establecer un escenario futuro, de acuerdo a la

propuesta de modificación que está desarrollando el Ministerio de Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT) y evaluar alternativas técnicas de

reconversión de partes de equipos y/o de control de emisiones, para aquellas

plantas siderúrgicas y metalúrgicas que según el diagnóstico, no llegarían a

cumplir los nuevos límites permisibles que se establezcan, brindando a las

plantas siderúrgicas y metalúrgicas los lineamientos básicos para que generen

alternativas técnicas de mayor eficiencia (equipos de control de emisiones

atmosféricas) y la inversión que generaría implementarlos, este será parte del

documento soporte de la propuesta técnico-jurídica de la nueva

reglamentación de fuentes fijas elaborada por el MAVDT.

LA CORPORACIÓN PERUANA DEL SANTA, en 1944 contrató los servicios de la

firma C. Morfit para que revisara lo efectuado por H.A. Brassert. La conclusión

fue favorable, proveyéndose la instalación de hornos eléctricos y

recomendando el puerto de Chimbote como el lugar más adecuada para su

instalación, por contar con una bahía excepcionalmente buena, tener el carbón

a pocos kilómetros de distancia y la posibilidad de contar con energía barata de

la Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato que se encontraba en proceso de

construcción.

III. MARCO TEÓRICO

SIDERÚRGICA

Se denomina siderurgia a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para

obtener diferentes tipos de este o de sus aleaciones. El proceso de

transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las

minas. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en forma de óxidos,

hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la siderurgia

son los óxidos hidróxidos y carbonatos.

La cadena siderúrgica comprende la obtención del acero, la fabricación de

artículos de acería laminados en caliente como las barras, varillas, láminas y

alambrón (utilizados en obras de infraestructura), artículos laminados en frío

(utilizados en la metalmecánica para la fabricación de electrodomésticos),

planos revestidos (utilizados para la fabricación de cubiertas y envases) y

tubería con costura. Estos productos son obtenidos a partir de procesos de

fundición, laminación y forjado, entre otros. La industria siderúrgica se

caracteriza por la existencia de altos costos fijos -por tanto altas economías de

escala-, alta intensidad en capital, requerimientos de personal con alto nivel de

calificación e impacto ambiental significativo del proceso productivo.

CONTAMINANTES ATMOSFERICOS

Los contaminantes atmosféricos varían dependiendo del proceso, el diseño

técnico y la construcción de la planta, de las materias primas empleadas, de las

fuentes y las cantidades de energía necesarias, del grado de reciclaje de los

productos de desecho dentro del proceso y de la eficiencia de los controles

anticontaminantes. Por ejemplo, la introducción de la fabricación de acero con

inyección de oxígeno ha permitido recuperar y reciclar los gases residuales de

forma controlada, reduciendo las cantidades aspiradas al exterior, mientras

que el proceso de colada continua ha disminuido el consumo de energía y, por

tanto, las emisiones. De este modo, se ha aumentado el rendimiento del

producto y mejorando la calidad.

Por lo tanto entre los sectores que dan lugar a la mayor emisión de

contaminantes atmosféricos podemos destacar al sector siderúrgico, y no solo

a él sino también al sector metalúrgico. Los contaminantes procedentes de las

operaciones de fabricación de hierro y acero en cada una de las Siderurgias han

constituido un problema ecológico desde siempre. Entre ellos se encuentran

sustancias gaseosas como óxidos de azufre, dióxido de nitrógeno y monóxido

de carbono.

También, los trabajadores pueden verse expuestos a una gran variedad de

contaminantes dependiendo del proceso, de los materiales y de la eficacia de

las medidas de vigilancia y control, estos podrían ser: Polvo y vapores, sílice,

metales pesados, nieblas de ácido, compuestos de azufre, nieblas de aceite,

hidrocarburos aromáticos policíclicos, productos químicos.

Además, las partículas de hollín y polvo, que pueden contener óxidos de hierro,

han sido el principal objeto de control. Las emisiones de los hornos de coque y

de las plantas de recuperación de los subproductos de hornos de coque han

sido problemáticas, pero las constantes mejoras en la tecnología de fabricación

del acero y en el control de las emisiones durante los dos últimos decenios,

junto con reglamentaciones gubernamentales más restrictivas, han reducido

significativamente su volumen en Norteamérica, Europa occidental y Japón.

Se ha estimado que los costos totales del control de la contaminación, más de

la mitad de los cuales están relacionados con las emisiones atmosféricas,

oscilan entre el 1 y el 3 % de los costos totales de producción; las instalaciones

de control de la contaminación atmosférica constituyen aproximadamente de

un 10 a un 20 % de las inversiones totales de las plantas. Estos costos

representan una barrera para la aplicación global de controles de tecnología de

punta en los países en desarrollo y en las empresas más antiguas,

económicamente marginales.

EMISIONES DE SOx

Las emisiones de óxidos de azufre en una refinería tienen como orígenes

principales como la combustión en hornos y calderas, unidad FCC (Craqueo

catalítica en lecho fluidizado), gas residual de las plantas de recuperación de

azufre (PRA).

SIDER PERÚ

Empresa Siderúrgica del Perú S.A.A. es la

principal empresa siderúrgica del Perú. Desde 1956 se dedica a la fabricación y

comercialización de productos de acero de alta calidad. El Complejo

Siderúrgico, ubicado en la ciudad de Chimbote, está instalado en un extenso

terreno de aproximadamente 600 hectáreas y tiene una capacidad de

producción superior a las 500 mil toneladas de productos terminados de acero.

Cuenta para ello con un Alto Horno, el único del país, hornos eléctricos con su

respectiva Planta de Hierro Esponja. Además tiene una moderna colada

continua, que en conjunto aseguran su total operatividad. Tiene instalaciones

de reducción, aceración, laminación de productos planos, laminación de

productos no planos, productos planos revestidos, productos tubulares, viales y

numerosas instalaciones auxiliares. Para el abastecimiento de sus principales

insumos, tiene un muelle habilitado para recibir embarcaciones hasta de 50 mil

toneladas.

Los productos son requeridos por clientes de los distintos sectores económicos,

principalmente por el sector construcción, minero e industrial; tanto en el

mercado local como extranjero.

Desde 1958 la empresa exhibe ser la primera y más grande siderúrgica del Perú

que ofrece al mercado nacional e internacional el mejor acero del Perú, gracias

a la capacidad y esfuerzo de cada uno de sus trabajadores.

Fue en 1956 cuando nace la primera y más grande siderúrgica del Perú, con la

creación de la Sociedad de Gestión de la Planta Siderúrgica de Chimbote y de la

Central Hidroeléctrica del Cañón del Pato (SOGESA), con el fin de administrar la

industria pesada y el aprovechamiento hidráulico del Cañón del Pato. En julio

de ese mismo año, el General Juan Mendoza, en representación del entonces

Presidente de la República, General Manuel Odría, inauguró el tren laminador

de planchas de la Planta de Laminación.

El funcionamiento de este primer equipo, sirvió para el entrenamiento del

personal peruano que operaría la planta siderúrgica. Posteriormente, el 21 de

abril de 1958 fue inaugurada la Planta Siderúrgica de Chimbote por el

presidente Manuel Prado, justamente en el día de su cumpleaños. En esta

fecha, el mandatario conectó la llave que encendió el horno de la Planta de

Hierro, poniéndolo en operación con la energía de Huallanca. En sus inicios, la

siderúrgica estaba constituida por la Planta de Hierro que operaba con dos

hornos eléctricos de arco, la Planta de Acero equipada también con dos hornos

eléctricos de arco y la Planta de Laminación No Planos, que contaba con un

laminador desbastador y un laminador mercantil.

SIDERPERÚ se encuentra bajo la administración del grupo Gerdau

(inversionistas Brasileños), que a finales del año 2006, compró más del 70% de

las acciones de la empresa. Se proyecta a exportar dentro de dos años,

requiriendo implementar sistemas de gestión integrada que por conocimiento

es necesario. La empresa enviaría a sus ingenieros residentes (químicos,

metalúrgicos, mecánicos, industriales, otros) a capacitarse a países extranjeros

como Brasil para lograr el éxito de la empresa SIDERPERU.

Su capacidad de producción es de 600 mil toneladas anuales de productos

terminados de acero, parte de la cual se exporta.

Allí se efectúa operaciones de reducción, aceración, laminación de productos

planos, laminación de productos no planos, productos planos revestidos,

productos tubulares, viales y numerosas instalaciones auxiliares.

Los productos fabricados son: barras y alambrón para la construcción de

viviendas y edificios; calaminas para el techado de almacenes, viviendas y

plantas industriales; planchas estructurales para la fabricación de puentes y

tuberías; alcantarillas y guardavías para caminos y carreteras; barras de molino

para la molienda de minerales; barras de alto carbono para la fabricación de

bolas de acero para molienda de minerales; planchas para la fabricación de

estructuras y carros mineros; tubos soporte de roca; bobinas y planchas

laminadas en frío y caliente para la industria metal mecánica fabricante de

estructuras, tubos electro soldados, perfiles, carrocerías, tanques y muebles;

bobinas y planchas galvanizadas para fabricar ductos de ventilación, perfiles y

techos; planchas navales y estructurales para la fabricación de naves pesqueras,

etc.

SISTEMA DE CONTROL DE EMISIONES DE ÓXIDOS DE AZUFRE (SOx)

Se vio que las industrias que contaminan con SOx tienen un % de remoción muy

alto es por esto que se pensó en el cambio de combustible más la torre de

absorción, pero al final no se realizó esto porque las siderúrgicas y metalúrgicas

no tienen en su prioridad la utilización de carbón como combustible.

Se sabía que una de las técnicas de la combinación de este carbón con otros

que no tengan un % alto en azufre ayudaría a que el equipo de control tenga

una mayor durabilidad y el mantenimiento de este se realizara en pocos

periodos, pero se ha demostrado que este método es solo teórico, no tiene

buenos resultados puesto que el transporte y localización de un lugar cercano

en donde se pueda explotar otro tipo de carbón con menos % de azufre, es

complicado a veces y es por eso que prefieren no hacerlo, además estas

industrias utilizan más que todo Coque; pero también se ve que no solo

contaminan estos combustibles sino el ACPM y FUEL-OIL pero para esto no

existiría un mejor cambio, solo que la industria cambiara de combustible pero

esto no sería bueno para ellos porque la parte del proceso se vería afectada.

Entonces por estas razones solo se implementa una torre de absorción debido

a q esta tiene un % de remoción alto, llevando así a una buena remoción de

este contamínate, una de las desventajas que esto ocasionaría es el aumento

del costo, pero es uno de los únicos equipos de remoción de SOx buenos y que

perduran por mucho tiempo, además muchas industrias lo implementan

debido a su gran eficacia.

IV. MARCO LEGAL

Los criterios para la evaluación de la calidad del aire están dados por dos tipos

de instrumentos legales:

LOS ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL (ECA) proporcionan los criterios de

calidad que se aplican al aire ambiental en su condición de cuerpo receptor de

emisiones de contaminantes atmosféricos (i.e. emisiones gaseosas o de

material particulado).

LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES (LMP) proporcionan los criterios de

calidad exigidos para las fuentes puntuales de emisión de contaminantes

atmosféricos.

Los ECA y los LMP están definidos por las siguientes normas:

Ley N°28611, Ley General del Ambiente.

Decreto Supremo N°074-2001-PCM. Reglamento de estándares nacionales de

calidad ambiental del aire.

Resolución Ministerial N°2009-MINAM. Aprueba plan de acción para la mejora

de la calidad del aire de la cuenca atmosférica de la ciudad de Chimbote.

Decreto Supremo N°069-2003-PCM. Valor anual de concentración de Plomo.

Resolución Ministerial N°315-96-EM/VMM (19-07-96).Niveles máximos

permisibles de elementos y compuestos presentes en emisiones gaseosas

provenientes de las unidades minero-metalurgias.

Decreto Supremo N°09-2003-SA. Niveles de estados de alerta nacionales para

contaminantes del aire.

V. DESCRIPCIÓN PROBLEMÁTICA

VI. RESULTADOS

VII. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

VIII. CONCLUSIONES

IX. RECOMENDACIONES

X. BIBLIOGRAFÍA O REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALMANZA CASTILLO, Lady y CARVAJAL NAVARRO, Ana. Diagnóstico del sector

siderúrgico y metalúrgico en Colombia y evaluación de alternativas tecnológicas

para dar cumplimiento de la propuesta técnica norma de emisión de fuentes

fijas. Universidad de la Salle, 2008.

XI. ANEXOS