1

SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA DE LA INDUSTRIA

CELULÓSICOCELULÓSICO--PAPELERA. PAPELERA. ES FACTIBLE EN ARGENTINA?ES FACTIBLE EN ARGENTINA?

Dra. María Cristina Dra. María Cristina AreaAreaPhDPhD., ., MScMSc, Ing. , Ing. QcaQca..

DirectoraDirectoraInstituto de Ciencia Ambiental y Desarrollo SostenibleInstituto de Ciencia Ambiental y Desarrollo Sostenible

Programa de Investigación de Celulosa y PapelPrograma de Investigación de Celulosa y PapelFacultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales

Universidad Nacional de MisionesUniversidad Nacional de Misiones

m_c_area@fceqyn.unam.edu.arm_c_area@fceqyn.unam.edu.ar

FABRICACIÓN DE FABRICACIÓN DE PULPAS CELULÓSICAS Y PULPAS CELULÓSICAS Y

DE PAPELDE PAPEL

Materias primas fibrosasMaterias primas fibrosas

celulosacelulosa

ligninalignina

hemicelulosashemicelulosas

otrosotros

Fabricación de pulpaFabricación de pulpa

Transformación de la Transformación de la materia prima en materia prima en pulpa:pulpa:

•• Separando las fibras Separando las fibras mecánicamentemecánicamente

•• Disolviendo Disolviendo químicamente el químicamente el material que las material que las mantiene unidasmantiene unidas

Calidad fibras de pulpa Calidad fibras de pulpa mecánicamecánica

SGW TMPOpacidad - Volumen

Calidad fibras de pulpa químicaCalidad fibras de pulpa química

Resistencia

2

Fabricación de papelFabricación de papel

http://www.aspapel.es/medioambiente_nuevo/tecnologiaslimpias/intro.htm

PULPADO KRAFTPULPADO KRAFT

Pulpado kraftPulpado kraft

Dominante en el mundoDominante en el mundo•• 80% de la producción mundial80% de la producción mundial

Papeles de gran resistencia Papeles de gran resistencia

Recuperación de productos químicosRecuperación de productos químicos

Usos:Usos:•• Papeles y cartones de envoltura y empaquePapeles y cartones de envoltura y empaque

linerliner, bolsero, bolsero

•• Papeles de impresión y escrituraPapeles de impresión y escriturabondbond, refuerzo, refuerzo

•• Absorbentes y sanitarios de 1º calidadAbsorbentes y sanitarios de 1º calidadtissuetissue, f, fluffluff

Proceso de recuperación kraftProceso de recuperación kraftSin recuperación de los productos Sin recuperación de los productos químicos:químicos:•• Proceso antieconómicoProceso antieconómico

•• Nocivo para el medio ambienteNocivo para el medio ambiente

Funciones del sistema de recuperación:Funciones del sistema de recuperación:•• Recuperación de químicos del licor residualRecuperación de químicos del licor residual

•• Reconstitución de químicos (licor fresco)Reconstitución de químicos (licor fresco)

•• Recuperación de energía (incineración de la Recuperación de energía (incineración de la materia orgánica disuelta)materia orgánica disuelta)

Vista de una planta de pulpado Vista de una planta de pulpado kraftkraft

Preparación madera

Cocción

Lavado

Depuración

Deslignificación conoxígeno

Lavado

Blanqueo Planta química

Pulpa de mercado

Caldera potencia

Precipitadorelectrostático

Turbina

Generador

Caldera recuperación

Evaporadores

Horno de calFiltro licor

verde

Filtro licor blanco

Oxidación licor blanco

Ácido sulfúrico interno

Clarificador

Precipitadorelectrostático

Ciclo de recuperación

Economía de escala de fábricas Economía de escala de fábricas kraftkraft

Instalaciones actuales:Instalaciones actuales:•• 25002500--3000 3000 adtadt/d/d

Calderas de recuperación Calderas de recuperación queman + de 4500 t/d de queman + de 4500 t/d de sólidos secossólidos secos

Celulosa Celulosa AracruzAracruz, Brasil:, Brasil:•• Mayor fábrica del mundoMayor fábrica del mundo•• Kraft blanqueada ECF de Kraft blanqueada ECF de

eucaliptuseucaliptusLínea C (2002)Línea C (2002)

•• 2500 2500 adtadt/d/d

Producción total (3 líneas):Producción total (3 líneas):•• 6300 6300 adtadt/d (mismo sitio)/d (mismo sitio)

3

SOSTENIBILIDAD SOSTENIBILIDAD AMBIENTALAMBIENTAL

Definición más frecuentemente de desarrollo sostenible

"El desarrollo sostenible es el desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la habilidad de generaciones futuras de satisfacer sus propias necesidades".

Informe Nuestro Futuro Común, también conocido como informe Brundtland (1987)

Uso corriente de la forestaciónUso corriente de la forestación

TRONCOS

RESIDUOS

FIBRAS

MADERA SÓLIDA

EWP (TABLEROS)ENERGÍA

PULPA

PAPEL

CARTÓNPLANTACIÓN

Uso sostenible de la forestaciónUso sostenible de la forestaciónTRONCOS

RESIDUOS

MADERA SÓLIDA

EWP

MANEJO SOSTENIBLE PLANTACIÓN

FIBRAS

PULPA

PAPEL, CARTÓN

OTROS

BIO QUÍMICOS(alto valor)

ENERGÍASÓLIDA

LÍQUIDA

QUÍMICA FINA

MA

YO

R N

ÚM

ER

O P

UE

STO

S DE

TR

AB

AJO

MaterialesProductos

intermediosProductos

finales

Fábrica actualFábrica actualO2

CO2ENERGÍA

LICOR NEGRO Y RESIDUALES

VAPORENERGÍAQUÍMICOS

PULPAPAPEL

SOL

CO2

GENERACIÓN ENERGÍA:CALDERA DE RECUPERACIÓNCALDERA DE POTENCIA

InsumosProductos intermediosProductos finales

BiorefineríaBiorefinería forestalforestalO2 CO2 COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

QUÍMICOS

LICOR NEGRO Y RESIDUALES

VAPORENERGÍAQUÍMICOS

HEMICELULOSASLIGNINASNUEVOS PRODUCTOS

SOL

PULPAPAPEL

InsumosProductos intermediosProductos finales

•GASIFICACIÓN LN•GASIFICACIÓN RESIDUOS MADERA•GENERACIÓN CICLO COMBINADO•FABRICACIÓN COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Y QUÍMICOS

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CONTAMINACIÓN CONTAMINACIÓN AMBIENTALAMBIENTAL

Contaminación ambientalContaminación ambiental

Incorporación a los recursos naturales (aire, agua Incorporación a los recursos naturales (aire, agua y suelo), de sustancias nocivas y molestas, en y suelo), de sustancias nocivas y molestas, en calidad y cantidad que puedan provocar un daño calidad y cantidad que puedan provocar un daño sanitario, económico, ecológico, social o estéticosanitario, económico, ecológico, social o estético

No es exclusiva de la acción del hombreNo es exclusiva de la acción del hombre•• Es una de sus principales causasEs una de sus principales causas

Toda acción humana genera contaminaciónToda acción humana genera contaminación•• Efluentes urbanosEfluentes urbanos

•• TurismoTurismo

Pulpados y contaminaciónPulpados y contaminación

Todos las procesos de producción de Todos las procesos de producción de pulpas celulósicas presentan algún pulpas celulósicas presentan algún grado de contaminacióngrado de contaminaciónActualmente:Actualmente:•• Importante avance en medidas de Importante avance en medidas de

mitigaciónmitigación•• Emisiones mínimas Emisiones mínimas •• Contaminación de fábricas de Contaminación de fábricas de P&PP&P

modernas, comparable a otras industriasmodernas, comparable a otras industrias

ACUERDOS ACUERDOS INTERNACIONALES PARA INTERNACIONALES PARA

EL CONTROL DE LA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIÓNCONTAMINACIÓN

Acuerdo IPPCAcuerdo IPPCPrevención y control integrados de Prevención y control integrados de

la contaminación la contaminación A inicios de la década de 1990A inicios de la década de 1990::•• Presiones sociales y gubernamentales para Presiones sociales y gubernamentales para

disminuir la contaminación industrialdisminuir la contaminación industrial

•• V Programa Comunitario de Política y Actuación V Programa Comunitario de Política y Actuación en Materia de Medio Ambiente de la UE (1993)en Materia de Medio Ambiente de la UE (1993)

Estrategia comunitaria en materia de medio ambienteEstrategia comunitaria en materia de medio ambiente

Acciones para lograr un desarrollo sostenibleAcciones para lograr un desarrollo sostenible

Decisión 2179/98/CE del Parlamento Europeo (1998)Decisión 2179/98/CE del Parlamento Europeo (1998)•• Objetivos a largo plazoObjetivos a largo plazo

•• Metas a alcanzar para el año 2000Metas a alcanzar para el año 2000

•• Disposiciones a adoptar para alcanzar los objetivosDisposiciones a adoptar para alcanzar los objetivos

Prevención y Control Integrado de la Prevención y Control Integrado de la Contaminación (IPPC, Contaminación (IPPC, IntegratedIntegrated PollutionPollution

PreventionPrevention andand ControlControl))

Acuerdo IPPCAcuerdo IPPC•• Directiva D 96/61/CE (1996)Directiva D 96/61/CE (1996)

Objetivo:Objetivo:•• Alcanzar un nivel elevado de protección del Alcanzar un nivel elevado de protección del

medio ambiente en su conjuntomedio ambiente en su conjunto•• Medidas para evitar o reducir las emisiones Medidas para evitar o reducir las emisiones

contaminantes de las actividades industriales contaminantes de las actividades industriales A la atmósfera, al agua y al suelo. A la atmósfera, al agua y al suelo.

•• Elemento unificador para el tratamiento de Elemento unificador para el tratamiento de todos los procesos que generan algún tipo de todos los procesos que generan algún tipo de contaminacióncontaminación

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Concepto de prevención y control Concepto de prevención y control integrados de la contaminaciónintegrados de la contaminación

Nueva estrategia de gestión ambiental más Nueva estrategia de gestión ambiental más sostenible:sostenible:•• Establece una Establece una visión integradavisión integrada del medio del medio

ambienteambiente

•• Da prioridad a la prevenciónDa prioridad a la prevención

•• Establece valores límite de emisiónEstablece valores límite de emisión

•• Define las Define las Mejores Técnicas Disponibles Mejores Técnicas Disponibles ((MTDsMTDs, , BATsBATs))

Documentos de Referencia “BREF” (Documentos de Referencia “BREF” (BAT References BAT References DocumentsDocuments) sobre las Mejores Técnicas Disponibles ) sobre las Mejores Técnicas Disponibles para cada industriapara cada industria

Mejores Técnicas Disponibles (Mejores Técnicas Disponibles (MTDsMTDs) ) BestBest AvailableAvailable TechniquesTechniques ((BATsBATs))

MejoresMejores•• Las más eficaces para alcanzar un alto nivel de Las más eficaces para alcanzar un alto nivel de

protección del medio ambiente en su conjuntoprotección del medio ambiente en su conjunto

TécnicasTécnicas•• Tecnología usada y forma en que la instalación Tecnología usada y forma en que la instalación

está diseñada, construida, mantenida, está diseñada, construida, mantenida, explotada y paralizadaexplotada y paralizada

DisponiblesDisponibles•• Aplicación en condiciones económicamente y Aplicación en condiciones económicamente y

técnicamente viablestécnicamente viables

Mejores Técnicas Disponibles (Mejores Técnicas Disponibles (MTDsMTDs) para la ) para la Industria de Pulpa y Papel Industria de Pulpa y Papel

BestBest AvailableAvailable TechniquesTechniques ((BATsBATs)) in in thethePulpPulp andand PaperPaper IndustryIndustry

BREF BREF P&PP&P, diciembre 2001 (509 páginas), diciembre 2001 (509 páginas)•• Aspectos ambientales más relevantes de la Aspectos ambientales más relevantes de la

fabricación de fabricación de P&PP&P (distintos recursos fibrosos (distintos recursos fibrosos y tipos de fábricas)y tipos de fábricas)

•• Compromiso internacional de la industria de Compromiso internacional de la industria de pulpa y papel europeapulpa y papel europea

Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes, Orgánicos Persistentes, COPsCOPs

((PersistentPersistent OrganicOrganic PollutantsPollutants, POPS, POPS))

Reconoce que los Reconoce que los COPsCOPs::•• Tienen propiedades tóxicas,Tienen propiedades tóxicas,•• Son resistentes a la degradación, se Son resistentes a la degradación, se bioacumulanbioacumulan•• Son transportados por el aire, el agua y las Son transportados por el aire, el agua y las

especies migratorias a través de las fronteras especies migratorias a través de las fronteras internacionales internacionales

•• Son depositados lejos del lugar de su liberación, Son depositados lejos del lugar de su liberación, acumulándose en ecosistemas terrestres y acumulándose en ecosistemas terrestres y acuáticosacuáticos

Dado que generan problemas de salud:Dado que generan problemas de salud:•• Se adoptan medidas mundiales para prevenir sus Se adoptan medidas mundiales para prevenir sus

efectos en todos los estados de su ciclo de vida efectos en todos los estados de su ciclo de vida

Convenio de Estocolmo sobre Convenio de Estocolmo sobre Contaminantes Orgánicos Persistentes Contaminantes Orgánicos Persistentes

((COPsCOPs))Artículo 5: Artículo 5: •• Medidas para reducir o eliminar las liberaciones Medidas para reducir o eliminar las liberaciones

derivadas de la producción no intencional. derivadas de la producción no intencional.

Industria de pulpa y papel (Anexo C):Industria de pulpa y papel (Anexo C):•• COPsCOPs que se forman y se liberan de forma no que se forman y se liberan de forma no

intencional a partir de fuentes antropogenias intencional a partir de fuentes antropogenias (atribuidas a la actividad humana):(atribuidas a la actividad humana):

DibenzoparadioxinasDibenzoparadioxinas y y dibenzofuranosdibenzofuranospolicloradospoliclorados (PCDD/PCDF)(PCDD/PCDF)

HexaclorobencenoHexaclorobenceno (HCB)(HCB)

BifenilosBifenilos policloradospoliclorados (PCB)(PCB)

Fuentes de formación y liberación de COPs

Incineradoras de desechos municipales, peligrosos, médicos, cloacalesDesechos peligrosos de la combustión en hornos de cementoProducción de pasta de papel utilizando cloro elemental o productos químicos que producen cloro elemental para el blanqueoProcesos térmicos de la industria metalúrgica:• Producción secundaria de cobre• Plantas de sinterización en la industria del hierro e industria siderúrgica• Producción secundaria de aluminio• Producción secundaria de zinc• Otrosprocesos térmicos

Otras fuentes:• Quema a cielo abierto de desechos, incluida la quema en vertederos• Fuentes de combustión domésticas• Combustión de combustibles fósiles en centrales termoeléctricas o calderas • Instalaciones de combustión de madera u otros combustibles de biomasa• Producción de productos químicos, especialmente clorofenoles y cloranil• Crematorios

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NUEVAS NUEVAS TECNOLOGÍAS DE TECNOLOGÍAS DE

BLANQUEOBLANQUEO

Blanqueo y contaminaciónBlanqueo y contaminaciónProceso químico aplicado a materiales Proceso químico aplicado a materiales celulósicos para aumentar su blancuracelulósicos para aumentar su blancuraPlanta de blanqueo:Planta de blanqueo:•• 5050--75% del efluente total75% del efluente total

40% de la demanda biológica de oxígeno (BOD)40% de la demanda biológica de oxígeno (BOD)25% de los sólidos suspendidos (SS)25% de los sólidos suspendidos (SS)70% del color70% del colorTodos los compuestos Todos los compuestos organocloradosorganoclorados ((TOClTOCl))

Cantidad y naturaleza de los contaminantes varía:Cantidad y naturaleza de los contaminantes varía:•• Secuencia utilizadaSecuencia utilizada•• Especie de maderaEspecie de madera•• Proceso de pulpadoProceso de pulpado

Los reactivos de blanqueo Los reactivos de blanqueo gralm.gralm. no se recuperanno se recuperan

BlanqueoBlanqueo

Blanqueo de pulpas kraft:Blanqueo de pulpas kraft:

•• ECF (libre de cloro elemental)ECF (libre de cloro elemental)O, D, E, Q, P, ZO, D, E, Q, P, Z

•• TCF (libre de cloro total)TCF (libre de cloro total)O, Q, P, ZO, Q, P, Z

El CLORO elemental (gas cloro) no El CLORO elemental (gas cloro) no se usa más, por formar compuestos se usa más, por formar compuestos organocloradosorganoclorados tóxicostóxicos

Consumo histórico de reactivos Consumo histórico de reactivos de blanqueode blanqueo

1774: Descubrimiento del Cl.1945: Desarrollo de la tecnología de blanqueo con ClO21990: Primera fábrica TCF: Aspa Bruk en Suecia1993: Primera fábrica nueva ECF: Alberta-Pacific, Boyle, AB, Canada

Derivados Derivados organocloradosorganocloradosCloro elemental: Cloro elemental: •• Reacciona con la Reacciona con la

lignina residual de la lignina residual de la pulpa.pulpa.

•• Mecanismo:Mecanismo:Substitución aromática Substitución aromática electrofílicaelectrofílica

•• Forma grandes Forma grandes cantidades de cantidades de compuestos compuestos organocloradosorganocloradospersistentes:persistentes:

dioxinas, dioxinas, furanosfuranos y otrosy otros

2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina (C12-H4-Cl4-O2)

1,2,7,8-Tetraclorodibenzofurano(C12-H4-Cl4-O)

Derivados Derivados organocloradosorganoclorados

Dióxido de cloro en la Dióxido de cloro en la 1a etapa de blanqueo: 1a etapa de blanqueo: •• Reacción de oxidaciónReacción de oxidación

•• Rompe la estructura Rompe la estructura anillada de la ligninaanillada de la lignina

•• Produce compuestos Produce compuestos orgánicos solubles en orgánicos solubles en agua (agua (hidrofílicoshidrofílicos), no ), no bioacumulativosbioacumulativos ni ni persistentespersistentes

Reacción de la lignina con el ClO2

Compuestos identificados en el blanqueo ECF

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Medidas de reducción de Medidas de reducción de dioxinas/dioxinas/furanosfuranos::

Deslignificación con oxígenoDeslignificación con oxígeno

Extrae parte de Extrae parte de la lignina la lignina residual del residual del pulpadopulpado•• Reduce la Reduce la

cantidad de cantidad de lignina que lignina que entra al entra al blanqueoblanqueo

Ejemplo de planta de blanqueoEjemplo de planta de blanqueo

http://www.knowpulp.com/english/demo/english/pulping/bleaching/1_general/frame.htm

Evolución de la blancuraEvolución de la blancura

http://www.knowpulp.com/english/demo/english/pulping/bleaching/1_general/frame.htm

Ultimas tecnologíasUltimas tecnologías

ECF ECF clásicoclásico•• DEoD1ED2DEoD1ED2

ECF ECF lightlight•• DEoQ(PODEoQ(PO))•• (DZ)EoD1ED2(DZ)EoD1ED2•• ((DZ)EoQ(PODZ)EoQ(PO))

ECF hotECF hot•• hothotD0D0--EpEp--(D1P)(D1P)

El ozono (Z) disminuye la El ozono (Z) disminuye la resistencia de las fibras resistencia de las fibras

(PO) reduce los AOX pero (PO) reduce los AOX pero aumenta la DQO del efluenteaumenta la DQO del efluente

Ideal para eucaliptus

Métodos de blanqueo aceptados Métodos de blanqueo aceptados por el Convenio de Estocolmo:por el Convenio de Estocolmo:

ECF y TCFECF y TCFNi ECF ni TCF forman niveles detectables de Ni ECF ni TCF forman niveles detectables de

dioxinas.dioxinas.

No existen diferencias en los ambientes acuáticos No existen diferencias en los ambientes acuáticos

con vertidos de fábricas ECF o TCF tratados con con vertidos de fábricas ECF o TCF tratados con

un tratamiento secundario biológico.un tratamiento secundario biológico.

Las pulpas ECF son más fuertes, más blancas y Las pulpas ECF son más fuertes, más blancas y

menos costosas de producir que las pulpas TCF. menos costosas de producir que las pulpas TCF.

SostenibilidadSostenibilidad del blanqueo del blanqueo ECFECF

Cambio en la contaminación con blanqueo ECF:Cambio en la contaminación con blanqueo ECF:•• Recuperación sostenible de ecosistemas acuáticos Recuperación sostenible de ecosistemas acuáticos

afectadosafectados

Desaparición de las alertas de consumo de Desaparición de las alertas de consumo de pescados, río abajo de las fábricas de pescados, río abajo de las fábricas de P&PP&P•• Desde 1990, en USA, alertas de dioxinas en 25 Desde 1990, en USA, alertas de dioxinas en 25

ecosistemas (83% de estos ecosistemas) ecosistemas (83% de estos ecosistemas)

•• En el informe de 1996, alertas en 18 cuerpos de aguaEn el informe de 1996, alertas en 18 cuerpos de agua

•• En 2004, solamente 8 (0,2% ecosistemas con alertas) En 2004, solamente 8 (0,2% ecosistemas con alertas)

•• La EPA predice que todas las alarmas se levantarán La EPA predice que todas las alarmas se levantarán cuando todos los sistemas de blanqueo sean ECF.cuando todos los sistemas de blanqueo sean ECF.

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Tendencias en la producción mundial de producción de pulpas químicas: 1990-20022002 Alliance for Environmental Technology Survey

ECF vs. TCFECF vs. TCFTCF:TCF:•• Demanda y producción Demanda y producción ctecte. en los últimos 5. en los últimos 5--10 años 10 años

(5%)(5%)•• Europa (países nórdicos, Alemania, España) y algo en Europa (países nórdicos, Alemania, España) y algo en

BrasilBrasil

Suecia, Noruega, Finlandia y Alemania:Suecia, Noruega, Finlandia y Alemania:•• Producción total pulpa blanqueada Kraft: 9.500.000 t/añoProducción total pulpa blanqueada Kraft: 9.500.000 t/año•• Producción pulpa TCF 2.500.000 t/año son (25%)Producción pulpa TCF 2.500.000 t/año son (25%)

La mayoría de las nuevas instalaciones: ECFLa mayoría de las nuevas instalaciones: ECF•• No hay previstas nuevas instalaciones exclusivas TCFNo hay previstas nuevas instalaciones exclusivas TCF•• Algunas fábricas instalan con capacidades ECF y TCF:Algunas fábricas instalan con capacidades ECF y TCF:

AracruzAracruz CeluloseCelulose (Barra do Riacho, Brasil)(Barra do Riacho, Brasil)Línea B de Línea B de VotorantimVotorantim CeluloseCelulose e Papel (e Papel (JacareíJacareí, Brasil), Brasil)StendalStendal, Alemania, Alemania

ECF domina el mercadoECF domina el mercado

El blanqueo ECF es dominante en el El blanqueo ECF es dominante en el mundo (75% de pulpa Kraft mundo (75% de pulpa Kraft blanqueada).blanqueada).Por su buen funcionamiento y Por su buen funcionamiento y compatibilidad ambiental, los EE UU y la compatibilidad ambiental, los EE UU y la UE basaron las pautas y regulaciones en UE basaron las pautas y regulaciones en la tecnología ECF como componente base la tecnología ECF como componente base de las BAT, asegurando su conformidad de las BAT, asegurando su conformidad con el tratado de Estocolmocon el tratado de Estocolmo

TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA “ANTICONTAMINACIÓN”“ANTICONTAMINACIÓN”

Lluvia ácidaLluvia ácidaCon el agua de las nubes (y luz solar):• NO o el NO2 pueden formar acido nítrico (HNO3)• SO2 puede formar ácido sulfúrico (H2SO4)

Los NOx se producen en la combustión a alta temperatura • Composición del aire:

21% O2 y 78% N2

• Si la temperatura es muy alta:N2 (gas) + O2(gas) → NO o NO2

El SO2 se produce:• Al quemar combustibles que contienen azufre (S)• En el proceso de pulpado (SO2)

Fuentes de Fuentes de NOxNOx (USA)(USA)

http://epa.gov/airtrends/nitrogen.html

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Fuentes de SOFuentes de SO22 (USA)(USA)

http://epa.gov/airtrends/sulfur.html

Mitigación del impacto ambiental: aire Mitigación del impacto ambiental: aire (emisiones por fuentes de energía)(emisiones por fuentes de energía)

Reducción de la emisiones de gases de Reducción de la emisiones de gases de lluvia ácida y efecto invernadero:lluvia ácida y efecto invernadero:•• SOSO2 2

Lavadores de gases (Lavadores de gases (scrubbersscrubbers))

•• NOxNOxControl temperatura combustiónControl temperatura combustión

•• COCO22

Inferior por fuentes renovables por balance CInferior por fuentes renovables por balance C

•• Partículas (cenizas, Partículas (cenizas, NaNa22SOSO44 y de y de NaNa22COCO33))PrecipitadoresPrecipitadores electrostáticoselectrostáticos

Lavadores de gases Lavadores de gases para el control de para el control de

SOSO22

http://www.eec1.com/esprecip.htm

PrecipitadoresPrecipitadoreselectrostáticoselectrostáticos

http://www.airconsystems.net/industrial_scrubbers.html

Mitigación del impacto ambiental: Mitigación del impacto ambiental: aireaire

Emisiones por fuentes del proceso:Emisiones por fuentes del proceso:•• Agentes contaminantes peligrosos del aire Agentes contaminantes peligrosos del aire

((HAPsHAPs, , HazardousHazardous AirAir PollutantsPollutants))Metanol, Metanol, etiletil metilmetil cetona, acetaldehído, cetona, acetaldehído, formaldehído, cloroformoformaldehído, cloroformo

•• Compuestos volátiles orgánicos (Compuestos volátiles orgánicos (VOCsVOCs):):Vapores de solventes e hidrocarburosVapores de solventes e hidrocarburos

•• Compuestos totales reducidos de azufre (TRS)Compuestos totales reducidos de azufre (TRS)Ácido sulfhídrico (HÁcido sulfhídrico (H22S), S), metilmetil mercaptanomercaptano((MeSHMeSH), ), dimetildimetil sulfuro (DMS), sulfuro (DMS), dimetildimetil disulfurodisulfuro(DMDS)(DMDS)

Olor de fábricas KraftOlor de fábricas Kraft

150100150>150Daño inmediato a la salud y vida--100-200----Fatiga olfativa--50-100----Irritación vías respiratorias

150020-50----Irritación ojos4-810-20----Tos, dolor cabeza, insomnio, nauseas

0.5-103-10----Límite dañino

0.002-0.008

0.0005-0.010

0.006-0.090

0.001-0.020

Límite detectable de olorMeSHH2SDMDSDMS

Concentración (ppm)Efectos fisiológicos

Emisión TRS Emisión TRS en la fuenteen la fuente::•• Caldera recuperación: 1Caldera recuperación: 1--2 2 ppmppm•• Horno cal: 3Horno cal: 3--8 8 ppmppm•• Tratamiento aguas: <1Tratamiento aguas: <1--3 3 ppmppm

Sensibilidad olfativa humana: detecta concentraciones < Sensibilidad olfativa humana: detecta concentraciones < 11ppbppbGran influencia de las condiciones climáticas en la percepciónGran influencia de las condiciones climáticas en la percepción

Olor de fábricas KraftOlor de fábricas KraftFuentes:Fuentes:•• Digestores, lavadoresDigestores, lavadores•• Deslignificación con OxígenoDeslignificación con Oxígeno•• Sistema de recuperación (evaporadores, Sistema de recuperación (evaporadores,

caldera, horno de cal)caldera, horno de cal)

Reducción a valores imperceptibles:Reducción a valores imperceptibles:•• Sistemas no destructivosSistemas no destructivos

Lavadores de gasesLavadores de gasesAdsorbedoresAdsorbedores de carbónde carbón

•• Sistemas destructivos Sistemas destructivos Concentración e incineraciónConcentración e incineraciónSistemas de oxidación térmica o catalíticaSistemas de oxidación térmica o catalítica

•• Control periódico de niveles de olor con equipos Control periódico de niveles de olor con equipos especiales (cromatógrafos gaseosos móviles)especiales (cromatógrafos gaseosos móviles)

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Eliminación de VOC, Eliminación de VOC, HAP, CO y olorHAP, CO y olor

Oxidación térmica Oxidación térmica Utiliza aire a temperatura Utiliza aire a temperatura elevada para oxidar los elevada para oxidar los compuestoscompuestosEficiente con altas Eficiente con altas concentraciones de substanciasconcentraciones de substancias

http://www.odor.net/images/ThermalOxidation.pdf

Control de VOC/OlorControl de VOC/OlorAdsorbedorAdsorbedor de Carbón de Carbón

El carbón activado atrae y retiene las El carbón activado atrae y retiene las moléculas moléculas ••Eficiente con bajas concentraciones de Eficiente con bajas concentraciones de substanciassubstancias

http://www.airconsystems.net/industrial_scrubbers.html

Mitigación del olor de fábricas Kraft Mitigación del olor de fábricas Kraft existentesexistentes

AbitibiAbitibi ConsolidatedConsolidated ((FortFort FrancesFrances, , OntarioOntario, , CanadaCanada))

•• Invirtió Invirtió US$US$ 5.760.000.5.760.000.-- en un proyecto en un proyecto ambientalmente justificado para reducir ambientalmente justificado para reducir los niveles de TRS en los alrededores de los niveles de TRS en los alrededores de su fábrica kraft. su fábrica kraft.

•• TAPPI JOURNAL, TAPPI JOURNAL, JanuaryJanuary 2003, Vol. 2(1), 102003, Vol. 2(1), 10--15 15

Emisiones de compuestos de Emisiones de compuestos de azufreazufre

http://english.forestindustries.fi/environment/pulp/air.html

50% SO2 (combustibles para generar energía) y 50% TRS (químicos de proceso)

Tratamiento de efluentes Tratamiento de efluentes líquidoslíquidos

Mitigación del impacto ambiental: Mitigación del impacto ambiental: aguaagua

Efluentes líquidos:Efluentes líquidos:•• Sólidos suspendidos totales (TSS)Sólidos suspendidos totales (TSS)

Corteza y fibras, suciedad, arena, otrosCorteza y fibras, suciedad, arena, otros•• Sistemas recuperación fibras, tratamiento primario Sistemas recuperación fibras, tratamiento primario

•• Demanda bioquímica de oxígeno (BOD)Demanda bioquímica de oxígeno (BOD)Tendencia del efluente a consumir el OTendencia del efluente a consumir el O22 disuelto disuelto

•• Tratamiento biológico secundarioTratamiento biológico secundario

•• Demanda química de oxígeno (COD)Demanda química de oxígeno (COD)Substancias orgánicas difícilmente biodegradables Substancias orgánicas difícilmente biodegradables (carbohidratos, lignina/os, extractivos, ácidos (carbohidratos, lignina/os, extractivos, ácidos orgorg.).)

•• Tratamiento biológico secundario (parcial)Tratamiento biológico secundario (parcial)

•• Toxicidad: Toxicidad: Amoníaco, N, P, ácidos Amoníaco, N, P, ácidos resínicosresínicos y grasosy grasos

•• Control de derrames de barrosControl de derrames de barros

Descargas de DBO y TSSDescargas de DBO y TSS

Canadá Canadá •• PulpPulp and Paper Effluent and Paper Effluent

Regulations (PPER) federalRegulations (PPER) federalPrescribe ciertas Prescribe ciertas substancias perniciosas de substancias perniciosas de los efluentes de las los efluentes de las fábricas de fábricas de P&PP&PEstablece los niveles de Establece los niveles de descargadescarga

•• PortPort AlberniAlberni PulpPulp andand PaperPaperEffluentEffluent RegulationsRegulations(PAPPER) 1992(PAPPER) 1992

Controlan la descarga de Controlan la descarga de BOD, TSS y toxicidadBOD, TSS y toxicidad

((acutelyacutely lethallethal effluenteffluent, ALE), ALE)http://www.pyr.ec.gc.ca/enforcement/01sumhigh_e.htm#pulp

26 fábricas en 26 fábricas en BritishBritish ColumbiaColumbia

11

Mitigación del impacto ambiental: Mitigación del impacto ambiental: aguaagua

Efluentes líquidos:Efluentes líquidos:•• Halógenos orgánicos Halógenos orgánicos adsorbiblesadsorbibles (AOX)(AOX)

Madera, blanqueo con cloro, antiespumantes Madera, blanqueo con cloro, antiespumantes (aceites minerales)(aceites minerales)

•• Blanqueo libre de cloro elementalBlanqueo libre de cloro elemental•• Evitar el uso de antiespumantes con precursores de AOXEvitar el uso de antiespumantes con precursores de AOX

•• TemperaturaTemperaturaDecrece solubilidad oxígenoDecrece solubilidad oxígeno

•• Controlar y ajustar la temperatura de la descargaControlar y ajustar la temperatura de la descarga

•• pHpH•• Controlar y ajustar el pH de la descargaControlar y ajustar el pH de la descarga

•• Color y espumaColor y espumaCompuestos de lignina de las extracciones alcalinasCompuestos de lignina de las extracciones alcalinas

•• Tratamiento terciario de efluentesTratamiento terciario de efluentes

Descargas de compuestos Descargas de compuestos organocloradosorganoclorados

Canadá 1992Canadá 1992•• Regulación de descargas Regulación de descargas

de dioxinas y de dioxinas y furanosfuranos en en efluentes de las fábricas efluentes de las fábricas de de P&PP&P

Límite permitido de Límite permitido de descargas enero 1994descargas enero 1994•• 2,3,7,82,3,7,8--

tetraclorodibenzotetraclorodibenzo--para para --dioxina (2,3,7,8dioxina (2,3,7,8--TCDD)TCDD)

15 15 ppqppq (partes por (partes por cuadrillóncuadrillón))

•• 2,3,7,82,3,7,8--tetraclorotetraclorodibenzofuranodibenzofurano (2,3,7,8(2,3,7,8--TCDF)TCDF)

50 50 ppqppqhttp://www.pyr.ec.gc.ca/enforcement/01sumhigh_e.htm

Color de los efluentes líquidos kraftColor de los efluentes líquidos kraft

Color del efluente de fábricas de pulpa kraft:Color del efluente de fábricas de pulpa kraft:•• Productos de degradación de la ligninaProductos de degradación de la lignina•• Fuente principal: blanqueoFuente principal: blanqueo

No está legislado en la mayoría de los países.No está legislado en la mayoría de los países.Algunos estados y provincias canadienses fijaron Algunos estados y provincias canadienses fijaron límites permitidos de color para fábricas de límites permitidos de color para fábricas de P&PP&P::•• Consideraciones estéticasConsideraciones estéticas•• Asociación pública de color con contaminaciónAsociación pública de color con contaminación

Varios países europeos del este, escandinavos y Varios países europeos del este, escandinavos y Japón fijaron límites de DQO:Japón fijaron límites de DQO:•• Compuestos del mismo tipoCompuestos del mismo tipo•• Equivalente a regular la descarga del colorEquivalente a regular la descarga del color•• DQO y color se extraen parcialmente con los sistemas de DQO y color se extraen parcialmente con los sistemas de

tratamiento biológicos convencionalestratamiento biológicos convencionales

Tecnologías de extracción del color Tecnologías de extracción del color de los efluentes líquidos kraftde los efluentes líquidos kraft

Dos estrategias generales: Dos estrategias generales: 1.1.Tratamiento convencional del efluente (Tratamiento convencional del efluente (endend ofof pipepipe))

Coagulación con cal (3,4 Coagulación con cal (3,4 U$SU$S/t)/t)

Separación con membranas de Separación con membranas de ultrafiltraciónultrafiltración (5,5 (5,5 U$SU$S/t)/t)

Separación con resinas de intercambio iónico (6,5 Separación con resinas de intercambio iónico (6,5 U$SU$S/t)/t)

Adsorción en óxido de aluminioAdsorción en óxido de aluminio

Incorporación de hongos Incorporación de hongos lignolíticoslignolíticos (en desarrollo)(en desarrollo)

2.2.Modificación del proceso de fabricación para producir Modificación del proceso de fabricación para producir menos productos coloreados o reciclar internamente las menos productos coloreados o reciclar internamente las aguas residuales y destruir el color dentro del procesoaguas residuales y destruir el color dentro del proceso

Recirculación del efluente de la etapa ORecirculación del efluente de la etapa O

Ninguna tecnología ha demostrado ser más Ninguna tecnología ha demostrado ser más eficiente que otras y todas son muy costosaseficiente que otras y todas son muy costosas

Mitigación del impacto ambiental: Mitigación del impacto ambiental: suelosuelo

Residuos sólidos:Residuos sólidos:•• Basura de la playa maderaBasura de la playa madera•• Lodos del sistema de tratamiento de efluentesLodos del sistema de tratamiento de efluentes•• Cenizas de calderas de recuperación y potenciaCenizas de calderas de recuperación y potencia•• Residuos sólidos del sistema de recuperaciónResiduos sólidos del sistema de recuperación•• Deshechos generales de la fábricaDeshechos generales de la fábrica

Manejo y disposición:Manejo y disposición:•• Reducir al mínimo la generación de basura sólidaReducir al mínimo la generación de basura sólida•• Recuperar, reciclar y reutilizar tanto como sea posibleRecuperar, reciclar y reutilizar tanto como sea posible•• Recolectar y almacenar separadamente cada residuoRecolectar y almacenar separadamente cada residuo•• Prensar e incinerar todo el material orgánico no peligroso Prensar e incinerar todo el material orgánico no peligroso

en la caldera de biomasaen la caldera de biomasa•• Disponer los desechos peligrosos según la legislaciónDisponer los desechos peligrosos según la legislación

Consumo de aguaConsumo de agua

Fábricas con Fábricas con circuitos circuitos cerrados:cerrados:•• Kraft ECF:Kraft ECF:

1010--30 30 m³m³/ton./ton.•• Kraft TCF:Kraft TCF:

10 10 m³m³/ton./ton.•• BCTMP: BCTMP:

2,5 2,5 m³m³/ton. /ton. •• Fábrica de Fábrica de

papel:papel:44--15 15 m³m³/ton/ton

12

Volumen de efluenteVolumen de efluente

Nueva tecnología: Prensa en vez de filtroNueva tecnología: Prensa en vez de filtro

Chandra, S.Chandra, S. Effluent minimization Effluent minimization -- a little water goes a long way.a little water goes a long way. TAPPI Journal, Dec 1997, pg. 37TAPPI Journal, Dec 1997, pg. 37

Fábricas con efluente ceroFábricas con efluente ceroNo existen fábricas BK que funcionen en forma No existen fábricas BK que funcionen en forma continua en ciclo totalmente cerradocontinua en ciclo totalmente cerrado•• No hay plantas de blanqueo que funcionen de esa formaNo hay plantas de blanqueo que funcionen de esa forma

Las tecnologías de ciclo cerrado no se han Las tecnologías de ciclo cerrado no se han probado técnica o comercialmenteprobado técnica o comercialmenteLas partes que pueden cerrarse ya lo han hecho:Las partes que pueden cerrarse ya lo han hecho:•• Sistema de pulpa marrón (continua y Sistema de pulpa marrón (continua y batchbatch))•• Efluentes de preparación maderaEfluentes de preparación madera•• Algunos efluentes de blanqueoAlgunos efluentes de blanqueo•• CondensadosCondensados

Se introdujeron nuevas tecnologías pero Se introdujeron nuevas tecnologías pero se se necesita más desarrollonecesita más desarrollo

Fábricas con efluente ceroFábricas con efluente ceroInconvenientes del cerramiento de circuitos agua:Inconvenientes del cerramiento de circuitos agua:•• Aumento de la basura aniónicaAumento de la basura aniónica

•• CorrosiónCorrosión

•• Incrustaciones en el circuito de recuperaciónIncrustaciones en el circuito de recuperación

•• Pérdida de blancura de las pulpasPérdida de blancura de las pulpas

•• Más difícil y caro en ECF (cloruros)Más difícil y caro en ECF (cloruros)

Los NPE (elementos que no son del proceso):Los NPE (elementos que no son del proceso):•• Se incorporan al proceso con la madera, productos Se incorporan al proceso con la madera, productos

químicos y el agua de procesoquímicos y el agua de proceso

•• Se acumulan en el agua de proceso y deben purgarseSe acumulan en el agua de proceso y deben purgarse

La fábrica La fábrica efluente ceroefluente cero (TEF) no es todavía (TEF) no es todavía posibleposible

CONTROL DE LA CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN EN CONTAMINACIÓN EN FÁBRICAS NUEVASFÁBRICAS NUEVAS

Instalación de una fábrica “limpia”Instalación de una fábrica “limpia”

Tres pasos básicosTres pasos básicos::1.1. Exigir tecnologías de última Exigir tecnologías de última

generacióngeneraciónRealizar la Evaluación del Impacto Realizar la Evaluación del Impacto AmbientalAmbiental•• Basado en el Basado en el Estudio de Impacto Ambiental Estudio de Impacto Ambiental

presentado presentado

Verificar que la fábrica cuente con Verificar que la fábrica cuente con todos los elementos de mitigación y todos los elementos de mitigación y tratamiento de efluentes tratamiento de efluentes BATsBATs

Instalación de una fábrica “limpia”Instalación de una fábrica “limpia”

2.2. RRealizarealizar una rigurosa una rigurosa inspección de las instalacionesinspección de las instalaciones

Previa al otorgamiento de la Previa al otorgamiento de la Habilitación IndustrialHabilitación Industrial

3.3. Una vez instalada, realizar Una vez instalada, realizar estrictas inspecciones y estrictas inspecciones y controles periódicos de los controles periódicos de los efluentesefluentes

En períodos de régimen normal y de En períodos de régimen normal y de puesta en marchapuesta en marcha

13

CONVERSIÓN DE CONVERSIÓN DE FABRICAS EXISTENTES A FABRICAS EXISTENTES A TECNOLOGÍAS LIMPIASTECNOLOGÍAS LIMPIAS

Medidas legislativas (1)Medidas legislativas (1)

1.1. Elaborar una ley que pElaborar una ley que promuevaromueva el uso el uso de las de las MTDsMTDs en las fábricas existentes en las fábricas existentes de de P&PP&P del país del país

•• Modelo: Modelo: Directiva IPPC 96/61 de la Comunidad Europea (1996)Directiva IPPC 96/61 de la Comunidad Europea (1996)

BATsBATs definidas en las BREF definidas en las BREF P&PP&P

•• Marco:Marco:“Política Nacional de Producción Limpia”, Programa “Política Nacional de Producción Limpia”, Programa Nacional de Promoción de la Producción y Consumo Nacional de Promoción de la Producción y Consumo Sustentable (PNPPyCS)Sustentable (PNPPyCS)

Medidas legislativas (1)Medidas legislativas (1)••Incluir: Incluir:

ConformarciónConformarción de una Comisión de Evaluación y de una Comisión de Evaluación y Seguimiento (especialistas)Seguimiento (especialistas)Estudios de línea de base de todos los ríos Estudios de línea de base de todos los ríos sobre los que se vierten efluentes industrialessobre los que se vierten efluentes industrialesRelevamientoRelevamiento de la situación tecnológica de las de la situación tecnológica de las fábricas existentes, y de sus vertidosfábricas existentes, y de sus vertidosExigencia de un plan de actualización Exigencia de un plan de actualización tecnológica basado en las tecnológica basado en las BATsBATsPara cumplir con esa exigencia, prever:Para cumplir con esa exigencia, prever:

•• Otorgamiento de tiempos razonablesOtorgamiento de tiempos razonables•• Líneas de créditos blandos para las empresasLíneas de créditos blandos para las empresas

Medidas legislativas (2)Medidas legislativas (2)

1.1. Adecuación legislación sobre control Adecuación legislación sobre control de efluentesde efluentes

•• Exigir parámetros según requerimientos de la Exigir parámetros según requerimientos de la industria industria P&PP&P (DBO, DQO, AOX, toxicidad, etc.)(DBO, DQO, AOX, toxicidad, etc.)

•• Niveles exigidos de acuerdo con lo requerido Niveles exigidos de acuerdo con lo requerido para mantener el estado de los recursospara mantener el estado de los recursos

•• Revisión y actualización periódica de las leyesRevisión y actualización periódica de las leyesSiguiendo las mejoras tecnológicas que permitan Siguiendo las mejoras tecnológicas que permitan disminuir los niveles establecidosdisminuir los niveles establecidos

•• Incluir el monitoreo continuo de los ríos (cada Incluir el monitoreo continuo de los ríos (cada 3 o 6 meses), para verificar que no se altere su 3 o 6 meses), para verificar que no se altere su calidad fisicoquímica y biológicacalidad fisicoquímica y biológica

Medidas legislativasMedidas legislativas

Para que todo este proceso Para que todo este proceso sea exitoso:sea exitoso:••Definir el organismo de Definir el organismo de controlcontrol

••Establecer un presupuesto Establecer un presupuesto suficiente para que pueda suficiente para que pueda cumplir con su tareacumplir con su tarea

IMPORTANTEIMPORTANTE

Existen Existen BREFsBREFs para distintos tipos de para distintos tipos de industrias…industrias…

•• LO ANTERIOR VALE PARA CUALQUIERA!LO ANTERIOR VALE PARA CUALQUIERA!

GRACIAS POR SU GRACIAS POR SU ATENCIÓNATENCIÓN