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DIAGNÓSTICO DE LA PROBLEMÁTICA DE RESIDUOS DE FOTOREVELADO EN BOGOTÁ Y EVALUACIÓN DE ESTRATEGIAS PARA SU APROVECHAMIENTO Y DISPOSICIÓN CAROLINA MARÍN MONCADA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL BOGOTÁ D.C. 2007

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DIAGNÓSTICO DE LA PROBLEMÁTICA DE RESIDUOS DE FOTOREVELADO EN BOGOTÁ Y

EVALUACIÓN DE ESTRATEGIAS PARA SU APROVECHAMIENTO Y DISPOSICIÓN

CAROLINA MARÍN MONCADA

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTÁ D.C. 2007

IAMB 200710 06

Sólo tengo dos personas a las cuales dedicarles

este trabajo de grado, y es a mis padres.

Gracias a ellos soy lo que soy, y nadie más en

el mundo hubiera hecho tantos sacrificios por mi.

Gracias, los amo.

IAMB 200710 06

AGRADECIMIENTOS

Ingeniero Nicolás Escalante.

Señor Héctor Mendoza.

Ingeniero Manuel Rodríguez.

Biblioteca de la Secretaría Distrital de Ambiente.

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de los Andes.

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TABLA DE CONTENIDO

Página

INTRODUCCION 1 OBJETIVOS 2

1. MARCO REFERENCIAL 3 1.1 MARCO TEÓRICO 3

1.1.1 Actividad de los Laboratorios Fotográficos 4

1.1.2 Componentes Químicos de los Agentes 7

1.1.3 Toxicidad 8

1.1.4 Tratamientos Físico Químicos 9

1.2 MARCO LEGAL 15

1.2.1 Marco Legal Nacional 15

1.2.2 Marco Legal Internacional 16

2. DIAGNÓSTICO 20 2.1 MATERIAS PRIMAS E INSUMOS 20

2.2 GENERACIÓN DE LOS QUÍMICOS AGOTADOS EN LOS LABORATORIOS

FOTOGRÁFICOS 20

2.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS QUÍMICOS AGOTADOS 23

2.4 EMPRESAS ENCARGADAS DE LA RECUPERACIÓN DE PLATA 24

3. ALTERNATIVAS DE GESTIÓN 27 3.1 TRANSPORTE 27

3.2 ALMACENAMIENTO 31

3.3 TRATAMIENTO PARA LOS RESIDUOS GENERADOS POR LOS

LABORATORIOS FOTOGRÁFICOS 36

3.3.1 Electrólisis 37

3.3.2 Precipitación Química 39

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3.3.3 Macroencapsulación 40

3.3.4 Oxidación Química 41

3.4 COSTOS 44

4. CONCLUSIONES 46

BIBLIOGRAFÍA 48 ANEXOS 51

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LISTAS ESPECIALES

Página LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Ciclo C41-B 6

Figura 1 Ciclo RA-4 7

Figura 2 Rótulos de identificación 28

Figura 3 Ubicación de los recipientes en el vehículo 30

Figura 4 Planificación de almacenamiento 32

Figura 5 Equipo de Seguridad 33

Figura 6 Distribución de los diferentes edificios 34

Figura 7 Salidas de emergencia 34

Figura 8 Ventilación 35

Figura 9 Bordillos y rampa 35

Figura 10 Tren de tratamiento seleccionado 36

Figura 11 Almacenamiento de los bidones 39

Figura 12 Tanques de precipitación 40

Figura 13 Serpentín de vidrio. Tapa abierta 42

Figura 14 Serpentín de vidrio. Corte, tapa cerrada 42

Figura 15 Plata de tratamiento 43

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Componentes Químicos de los Agentes 7

Tabla 2 Naturaleza de la solución 11

Tabla 3 Estándares establecidos en la Resolución 1074 de 1997 (DAMA) 15

Tabla 4 Argentina, Resolución 242/93 16

Tabla 5 Chile, Límites máximos permitidos para descargas de efluentes que se efectúan a

redes de alcantarillado que cuenten con plantas de tratamiento de aguas servidas 16

Tabla 6 Bolivia, Decreto Supremo Nº 24176 17

Tabla 7 Estados Unidos de América, CFR, Título 40, Parte 459 18

Tabla 8 Tasa de generación de químicos agotados 21

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Tabla 9 Caracterización de químicos agostados (Valores Máximos) 23

Tabla 10 Caracterización después de aplicar el proceso de electrólisis 26

LISTA DE GRÁFICAS

Gráfica 1 Solubil idad de hidróxidos de metal en función del pH 12

Gráfica 2 Porcentajes de Químicos Agotados 22

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación No. 1 10

Ecuación No. 2 10

Ecuación No. 3 14

Ecuación No. 4 14

LISTA DE PLANOS

Plano 1 Localización de las microempresas encargadas de la recuperación de plata 25

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INTRODUCCIÓN

Colombia cuenta con una normatividad ambiental la cual debe cumplirse para toda actividad que

genere residuos peligrosos. Lamentablemente durante mucho tiempo esta normatividad no ha sido

respetada a cabalidad, pues las medidas disciplinarias no son totalmente severas con los

diferentes infractores.

Las mínimas sanciones no son el único problema que tiene la gestión ambiental de residuos

peligrosos en Colombia, el poco conocimiento que se tiene de las diferentes actividades

generadoras de estos residuos peligrosos es una de las razones que no permiten llevar un

adecuado control sobre estos residuos.

En la ciudad de Bogotá se llevan a cabo varios procesos industriales que no tienen el debido

control ambiental y disponen los residuos peligrosos generados de la forma más conveniente

posible. Este es el caso de los laboratorios fotográficos, los cuales por su manejo, adquisición,

localización y administración son fáciles de implementar en lugares donde no se necesite

demasiado espacio y en zonas donde no son permitidos.

Los residuos generados por la industria de foto-revelado son considerados en el decreto 4741 de

2005 como residuos peligrosos por proceso o actividad (Y16) y prohíbe su abandono en vías,

suelos, humedales, parques, cuerpos de aguas o en cualquier otro sitio. Lo anterior debe cumplirse

para evitar así las sanciones y aún más importante para lograr una interacción armoniosa con el

ambiente.

Para lograr un excelente control sobre los residuos antes mencionados en la ciudad de Bogotá

D.C., debe realizarse un diagnostico de la problemática, identificar si hay empresas encargadas en

el tratamiento de estos re siduos y evaluar estrategias de aprovechamiento y disposición para estos.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Este proyecto pretende dar a conocer, a la comunidad interesada, la situación de los residuos

generados en los laboratorios fotográficos de la ciudad de Bogotá D.C. y evaluar posibles

tratamientos de aprovechamiento o disposición para estos residuos.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Lograr recopilar la mayor información sobre los laboratorios fotográficos de la ciudad de

Bogotá D.C.

• Identificar los impactos sobre la salud humana causados por los residuos generados en los

laboratorios fotográficos.

• Identificar las normas nacionales e internacionales por las cuales debe ser regida esta

problemática.

• Identificar si hay organizaciones encargadas de estos re siduos y evaluar lo que éstas

realizan.

• Evaluar y plantear posibles soluciones para el aprovechamiento y disposición de los

residuos generados en los laboratorios fotográficos.

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1. MARCO REFERENCIAL

1.1 MARCO TEÓRICO

En la antigüedad, el arte de la fotografía era para algunos pocos. Quienes sabían de Física,

Química y Matemática podían dominar este arte. Practicar esta profesión apenas cuando se estaba

desarrollando era todo un riesgo, pues las sustancias utilizadas eran altamente tóxicas, se alcanzó

a emplear arsénico para el proceso durante mucho tiempo y las explosiones en los laboratorios

fotográficos eran comunes (Langford, 1981).

La primera fotografía fue tomada por Joseph-Nicéphore Niépce en 1926. Para lograrlo, Niépce

buscó sustancias que fueran fotosensibles. Este utilizó betún de Judea sobre una placa de peltre,

la cual puso dentro de una caja negra con un pequeño orificio. La placa estuvo expuesta a la luz

solar durante ocho horas quedando así un negativo de la imagen. Finalmente la placa recibió un

baño de disolvente de aceite esencial de lavanda y de aceite de petróleo blanco, el cual removió

las partes no afectadas por la luz, quedando así una imagen compuesta por la capa de betún para

los claros y las sombras por la superficie de la placa plateada (Wikipedia, 2007).

Con el paso del tiempo y el desarrollo de la tecnología las sustancias químicas empleadas en los

procesos de fotorevelado han cambiado y los riesgos han llegado a ser mínimos, ayudando así al

montaje, adquisición y administración de los laboratorios fotográficos, y gracias a todas estas

comodidades son muy comunes en zonas donde no son permitidos, como por ejemplo, las zonas

residenciales.

En la fotografía moderna se utiliza una emulsión fotosensible la cual está impregnada de haluros

de plata. Cuando la emulsión es expuesta a la luz se producen núcleos de plata metálica y se

genera una imagen latente no visible. Para llegar a una imagen visible se utiliza el revelador, una

su stancia química que reduce los haluros de plata convirtiéndolos en plata metálica negra. Para

detener la acción del revelador que quede como residuo en la película, se hace un baño de paro.

Ya teniendo una imagen visible en la película el siguiente paso es fijarla. La fijación es el proceso

en el cual la imagen sea fija sobre el recubrimiento fotosensible. La fijación es necesaria para

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remover los haluros de plata que no fueron expuestos y que aún se encuentran en la película; si

luego son expuestos y revelados, oscurecerían toda la película y se perdería la imagen. En el

proceso de fijación se remueven los haluros de plata no expuestos ni revelados, y estas áreas

pasaran a ser transparentes en la película. Finamente la película se somete a un lavado de agua

donde se remueven las sustancias químicas residuales. Como resultado de este proceso se

obtiene el negativo de las fotografías, donde los claros son representados por las áreas oscuras y

las sombras por las áreas transparentes del negativo (Química del…, s.f.).

El proceso descrito anteriormente, es el que se sigue al revelar películas de fotografías a blanco y

negro. El proceso para revelar películas de fotografías a color tiene dos diferencias. La primera es

la adición de un blanqueador después del revelador, el cual ayuda a eliminar las partículas

metálicas. La segunda es la aplicación de un estabilizador o aclarador final (humectante) que se

encarga de reducir la decoloración de los tonos de la imagen. Otra diferencia entre las fotografías a

blanco y negro y a color es la emulsión a utilizar. La emulsión para fotografías a color está

diseñada para ser sensible a los pigmentos y asociadores de color. (Gerena & Quintero, 2006).

Para terminar el trabajo, se elaboran las copias en papel a partir de los negativos. Este proceso, al

igual que el de la película, comienza por la adición del revelador, seguido por el blanqueador-fijador

y finaliza con el estabilizador.

Tanto el proceso de revelado de película como el proceso de revelado de papel, se basan en la

oxidación y remoción de los haluros de plata que se encuentran en la emulsión fotosensible. La

plata metálica removida queda como residuo combinada con el fi jador y el blanqueador-fijador

gastado, por ende, si se tratan estos químicos gastados se puede recuperar la plata que hay en

ellos.

1.1.1 Activ idad de los laboratorios fotográficos: Existen varios servicios ofrecidos por los

laboratorios fotográficos, los más usuales son: revelado de transparencias de color (reversible),

revelado negativo de color, revelado para materiales blanco y negro, impresiones en color a partir

de negativos en color, impresión a partir de transparencias e impresiones de fotografías digitales.

Los procesos con mayor demanda en este mercado son: revelado de películas a color, impresión a

color a partir de un negativo a color e impresión de fotografías digitales (Gerena & Quintero, 2006).

Como el objetivo de este trabajo es diagnosticar la situación de los residuos de fotorevelado, se

trabajará con los procesos de revelado de películas a color y de impresión a color a partir de un

negativo.

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En el mercado se ofrecen diferentes tipos de minilabs. Los minilabs son procesadoras que se

componen de equipos de revelado e impresión rápida que funcionan con químicos fabricados por

KODAK o AGFA. En los laboratorios fotográficos, a nivel de Bogotá, el minilab comúnmente

utilizado para el revelado de películas a color es el ofrecido por KODAK, ciclo C-41B y para la

impresión a color que complementa el proceso anterior el ciclo RA-4 (Gerena & Quintero, 2006).

■ Características del ciclo C-41B (Kodak, s.f.):

Este ciclo es un proceso sin lavado, lo cual lo hace más corto.

Tiempo de inmersión más tiempo de paso de un tanque al siguiente: los tiempos indicados

son los mínimos para el blanqueador, el fijador y el estabilizador, sin embargo en estas

soluciones son aceptados tiempos mayores.

La temperatura debe mantenerse estable en cada uno de los químicos para evitar

alteraciones en la película.

Los tanques del fi jador deben tener un flujo a contra corriente utilizando el mismo tiempo

para los dos.

Los tanques del humectante deben tener flujo a contra corriente utilizando el mismo tiempo

para los tres.

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Figura 16 Ciclo C41-B

Fuente: (Kodak, s.f .) ■ Características del ciclo RA-4(Gerena & Quintero, 2006):

Para este ciclo, Kodak formula los productos químicos según el volumen de producción del

laboratorio. Existen tres categorías: Volumen de producción medio a alto, volumen de

producción bajo y volumen de producción muy bajo. Esta calcificación se hace con el

objetivo de compensar la mayor oxidación y evaporación que ocurre con la baja utilización.

Este ciclo se diferencia del ciclo anterior en que el blanqueador y fijador se encuentran en

una sola presentación y por lo tanto en un solo tanque.

Los tanques del estabilizador deben tener flujo a contra corriente utilizando el mismo

tiempo para los cuatro.

Si el volumen del blanqueador-fijador agotado es mayor de lo normal, se debe incrementar

la tasa de restauración, con el fin de mantener el balance químico y el nivel de pH, lo

anterior para compensar el revelador sobrante que queda dentro del blanqueador.

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Figura 17 Ciclo RA-4

Fuente: (Kodak, s.f .)

1.1.2 Componentes Químicos de los Agentes: En la siguiente tabla se resume la composición

química de los agentes util izados en los procesos de revelado.

Tabla 11 Componentes Químicos d e lo s Agentes

CALCIFICACIÓN COMPONENTE QUÍMICO AGENTES Fenoles 4(methylamino)phenolsulfat

(C7H9NO·½H2O4S) 3-Pyrazolidione,4-(hydroymethyl)-4-methyl-1-phenyl (C11H14N2O2).

Revelador

Sodio Boron sodium oxide (B4Na2O7) Sodium sulfite (H2O3S·2Na) Sodium carbonate monohydrate (Na2CO3·H2O) Sodium hexametaphosphate (H6O18P6·6Na) Sodium metabisulfite (Na2S2O5) Sodium bisulfite (NaHSO3) Sodium thiosulfate (H2O3S2·2Na)

Revelador, fijador, estabilizador y blanqueador

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Boro o Azufre Ethanol, 2,2’-iminobis-,compd. With sulfur dioxide (C4H11NO2·XO2S) Boron oxide (B2O3)

Revelador y Fijador

Sustancias Orgánicas Hidroquinona (C6H6O2) Formol (H2CO)

Revelador, estabilizador

Fuente: (Kodak, 2007)

La anterior tabla muestra las sustancias químicas de las cuales están compuestos algunos de los

agentes que ofrece la compañía Kodak. Son sustancias químicas bastante fuertes y peligrosas que

sin un adecuado manejo integral, pueden llegar a perjudicar el ambiente.

Identificar las su stancias químicas con las cuales están compuestos estos agentes no es suficiente

para determinar los tratamientos que deben ser ejecutados para los residuos generados por los

laboratorios fotográficos, es necesario hacer caracterizaciones para obtener un mejor resultado.

1.1.3 Toxicidad: Los residuos generados por los laboratorios fotográficos son considerados

peligrosos; esto se debe a las concentraciones de hidroquinona y metales pesados. En la

actualidad no se tiene información de cómo la descarga de estos residuos afecta el medio

ambiente, por lo tanto, se nombraran los posibles impactos que pueden generar los componentes

mencionados en la tabla No. 1.

■ Hidroquinona:

Si un individuo es expuesto a una alta concentración durante un periodo corto este puede

experimentar: zumbido en los oídos, vértigo, dolor de cabeza, nauseas, vómito, fatiga,

erosión de la mucosa gástrica, edemas en los órganos internos, cianosis, convulsiones,

delirio, colapso e irritación en la piel (Environmental Protection Agency [EPA], 2007).

Una exposición crónica puede generar: Irritacion en los ojos, efectos en la cornea y

finalmente perjudicar la visión. Nauseas, vómito, calambres abdominales y diarrea en

personas que consumen agua contaminada. Hay evidencias de actividad carcinogénica en

roedores expuestos a ingestión oral. Incremento en la incidencia de tumores en la piel en

ratones con exposición dermica (EPA, 2007).

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■ Sustancias que contiene fenoles:

Estas su stancias son inmunotóxicas, tóxicas para los riñones, tóxicas para la piel u órgano

sensorial, no son reconocidas como carcinogénicas pero tampoco son no carcinogénicas.

(Scorecard, 2005).

■ Sustancias que contienen sodio:

Estas su stancias pueden causar irritación en los ojos, piel, dermatitis y si stema respiratorio

superior. Hemorragia nasal, tos fatiga y asma. Peligrosas para el ambiente en especial

para los organismos acuáticos (National Institute for Occupational Safety and Health

[NIOSH], 1994).

Causan enrojecimiento de la piel o quemaduras, edema en los ojos, dificultad para respirar,

corrosión del tracto gastrointestinal, dolor abdominal, vómito, diarrea y colapso (Material

Safety Data Sheet [MSDS], 2004).

Se sospecha que sean neurotóxicas, inmunotóxicas y tóxicas para el riñón (Scorecard,

2005).

■ Sustancias que contienen Boro (B) o Azufre (S):

Estas su stancias producen irritación en los ojos, irritación en la piel, irritación en el sistema

respiratorio, tos, conjuntivitis y enrojecimiento de la piel. (NIOSH, 2005).

1.1.4 Tratamientos Fisicoquímicos: Dependiendo de las condiciones de los químicos agotados

generados por los laboratorios fotográficos, se aplicaran tratamientos fisicoquímicos que ayuden a

mejorar la calidad de estos vertimientos, para que cumplan todos los requisitos que exige la

normatividad Colombiana.

■ Electrólisis

La electrólisis es el proceso por el cual se recupera la plata que está contenida en el fi jador y

en el blanqueador-fijador. Este proceso se basa en pasar directamente corriente de un ánodo a

un cátodo a través de una solución rica en plata. Durante la electrólisis un electrón es

transferido desde el cátodo (acero inoxidable 316) a la plata cargada positivamente,

convirtiéndola a su estado metálico, la cual se adhiere al cátodo. En una reacción simultánea

en el ánodo (placas de carbono), un electrón es tomado de algunas especies en la solución. En

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la mayoría de las soluciones ricas en plata, usualmente este electrón es tomado del sulfito.

Este proceso recupera plata metálica en un 90% o más. La plata es raspada del cátodo se

conoce en el mercado como plata en escamas, ya que no es completamente pura (KODAK,

1999, julio).

El proceso de electrólisis es exitoso para concentraciones mayores de 200 mg/L de plata, para

concentraciones menores el proceso no es eficiente en energía o tiempo, puede generar

productos nocivos y requiere de dispositivos mucho más grandes de lo normal lo cual aumenta

los costos (KODAK, 1999, abril).

Para realizar la electrólisis se recomiendan 3 tipos de dispositivos, dependiendo de las

características de la solución a tratar se selecciona el adecuado. Estos dispositivos son:

Cátodo fijo: Generalmente son usados para soluciones con bajas concentraciones de

hierro, como las generadas por el proceso C-41 o los fijadores de blanco y negro (KODAK,

1999, abril).

Cátodo rotatorio: Comúnmente usados para soluciones con altos niveles de hierro, como el

blanqueador-fijador del proceso de impresión a color (KODAK, 1999, abril).

Recirculación en línea: Usualmente usados para ciertas soluciones de procesos de blanco

y negro y procesos de C-41 (KODAK, 1999, abril).

Al haber escogido el dispositivo adecuado, debe determinarse el amperaje requerido y el área

del cátodo necesaria para realizar un buen proceso de electrólisis, para esto se tienen las

siguientes ecuaciones:

( )( )( )DB

CAAmps

785.3= Ecuación No. 1

Fuente: (KODAK, 1999, abril)

( ) ( )40

2 BAmpsftÁrea = Ecuación No. 2

Fuente: (KODAK, 1999, abril)

A = Galones por día de solución rica en plata

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B = Naturaleza de la solución (De acuerdo con la tabla No. 2)

C = Concentración de plata (g/L)

D= Tiempo que trabajará el dispositivo diariamente (horas)

Tabla 12 Naturaleza de la solución

Naturaleza de la Solución Si la solución es: Entonces B =

Fijador blanco y negro 4 Fijador C-41 o E-6 3

Blanqueador-fijador + Bajo flujo de lavado, C-41, y/o E-6

2

Sólo blanqueador-fijador 1.5 Fuente: (KODAK, 1999, abril)

Recomendaciones para la electrólisis (KODAK, 1999, abril):

Debe pulirse suavemente el cátodo con una esponjilla metálica antes de que el proceso

empiece.

Si es muy difícil remover las escamas del cátodo, puede aplicarse una capa muy delgada

de cera para autos al cátodo antes de que el proceso empiece.

El pH debe estar entre 7.8 – 8.0.

■ Precipitación Química

Este proceso es utilizado para transformar una sustancia soluble en insoluble, por medio de

reacciones químicas o cambiando la composición del solvente para disminuir la solubilidad de

la sustancia en el. El precipitado puede removerse por medio de filtración. Este proceso es

usualmente usado para remover metales pesados, para lo cual, existen varias sustancias

precipitadotas que han mostrado ser efectivas, como el hidróxido de calcio (Ca(OH)2), el

hidróxido de sodio (NaOH), el sulfuro de sodio (Na2S), el sulfuro ácido de sodio (NaHS), el

sulfuro ferroso (FeS), el carbonato de sodio (Na2CO3), etc. (Freeman, 1997). Este trabajo se

centrará en la precipitación hidróxica, ya que es la más comúnmente utilizada y se ajusta

correctamente a las condiciones de los residuos líquidos generados por los laboratorios

fotográficos.

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La precipitación hidróxica se basa en formar hidróxidos de metal, los cuales son menos

solubles en la solución que los contiene dependiendo del pH en el que esta se encuentre. La

gráfica 1 muestra la solubilidad de hidróxidos de metal en función del pH. Es claramente visible

en la gráfica, que cada sustancia tiene un pH óptimo donde es menos soluble, lo cual indica,

que si se desea precipitar dos o más sustancias debe ajustarse el pH para cada una de ellas.

Recomendaciones para la precipitación química (Freeman, 1997):

Hacer un test de de jarras en el cual se determinen las condiciones optimas de pH,

temperatura y sustancia precipitarota a utilizar.

Determinar si hay presencia de sustancias que puedan inhibir la precipitación.

Determinar como se presenta el metal en la solución.

Gráfica 3 Solubilid ad de hidró xidos d e metal en función del pH

Fuente: (Freeman 1997)

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■ Macroencapsulación

La macroencapsulación es el proceso por el cual un residuo peligroso es físicamente atrapado

dentro de una matriz sólida. Este atrapado se da gracias a los poros discontinuos que hay

dentro de la matriz. En la macroencapsulación no existe un enlace químico verdadero, por lo

cual, la retención del residuo peligroso depende de la integridad física y estructural de la matriz.

El grado de macroencapsulación está ligado al tipo y a la energía por unidad de masa de la

mezcla (LaGrega, 2001).

Residuos que contienen sustancias orgánicas no polares, orgánicas polares, ácidas, oxidantes,

sales, metales pesados y radiactivas pueden ser atrapados dentro de una matriz, pero se debe

asegurar que la matriz escogida sea la adecuada para el residuo que se quiere

macroencapsular, por ejemplo, los residuos que contienen sustancias oxidantes son

perfectamente compatibles con tecnologías como el cemento y el pozzolan, mientras que si se

utiliza un termoplástico o un polímero orgánico para su macroencapsulación, pueden generarse

matrices muy inestables. Dependiendo del residuo con el cual se esté trabajando, se pueden

utilizar diferentes tecnologías como el cemento, el pozzolan, los termoplásticos, los polímeros

orgánicos, etc. (LaGrega, 2001).

La tecnología más usada para realizar la macroencapsulación de residuos peligrosos es el

Cemento Pórtland. Este cemento es mezclado con el residuo peligroso y agua, pues la

hidratación del cemento es importante y el residuo peligroso no tiene la humedad suficiente. El

agua forma con el cemento una estructura cristalina más conocida como concreto. El concreto

es una masa endurecida, monolítica y parecida a una roca. La gran ventaja que tiene el

Cemento Pórtland sobre los metales pesados es su alto pH, pues los metales quedan retenidos

en la estructura cristalina de una forma hidróxica insoluble o como sales carbonadas (LaGrega,

2001).

■ Oxidación Química

La oxidación química se basa en detoxificar el residuo agregando una agente oxidante para

transformar químicamente las sustancias que lo componen, de esta forma, se busca que las

su stancias sean menos tóxicas que las originales. La oxidación química de residuos es una

tecnología que tiene la capacidad de destruir un amplio rango de moléculas orgánicas como

los compuestos orgánicos volátiles, mercaptanos y fenoles, y de igual forma, moléculas

inorgánicas como el cianuro (LaGrega, 2001).

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Los agentes comúnmente más usados para el tratamiento de residuos peligrosos por medio de

oxidación química son: ozono, peróxido de hidrogeno y cloro. Usualmente, cuando se utiliza

ozono o peróxido hidrógeno, se agrega luz ultravioleta (UV) para acelerar el proceso de

oxidación. Factores ambientales como temperatura, pH, presencia de catalizadores y

concentraciones de otros reactantes pueden influenciar la selección del agente oxidante a

utilizar (LaGrega, 2001).

Este trabajo se basara en la oxidación por medio de peroxido de hidrógeno con UV, pues como

se dijo anteriormente, es una de las tecnologías más usadas con un excelente rendimiento y se

adapta correctamente a las condiciones del residuo generado por los laboratorios fotográficos

de la ciudad de Bogotá.

La radiación de UV acelera el proceso de oxidación, esto se debe a que la fotolisis del peróxido

de hidrógeno libera radicales OH, los cuales atacan las moléculas orgánicas y genera nuevas

su stancias menos tóxicas (Andreozzi, Caprio, Insola & Marotta, 1999) que pueden ser vertidas

al alcantarillado sin ningún riesgo.

Para poder estimar la rata con la cual se oxidan las sustancias en el af luente, se debe suponer una

reacción de primer orden representada por la siguiente ecuación:

kSdtdS

−= Ecuación No. 3

Fuente: (Chapra, 1997)

Donde S significa la concentración de sustancias a oxidar, t el tiempo y k la constante de

degradación (Chapra, 1997) la cual se debe estimar para las sustancias de las cuales están

compuestos los residuos generados por los laboratorios fotográficos. Desarrollando la anterior

ecuación diferencial, se obtiene la ecuación de primer orden con la cual se puede modelar la

oxidación de los residuos.

kteSS −= 0 Ecuación No. 4

El tamaño de la unidad de oxidación química puede ser significativamente reducido si se

trabaja con lámparas de UV capaces de irradiar 500 watts/L al efluente (LaGrega, 2001).

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1. 2 MARCO LEGAL

1.2.1 Marco Legal Nacional: Colombia posee la reglamentación ambiental que pauta el manejo

integral de los residuos peligrosos. Esta reglamentación involucra a todos los actores del proceso,

tanto a generados como encargados del postratamiento.

Los residuos generados por los laboratorios fotográficos en la ciudad de Bogotá son vertidos a la

red de alcantaril lado público. Estos vertimientos deben cumplir la Resolución 1074 de 1997

expedida por el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente (DAMA), en la cual se

establecieron los siguientes estándares:

Tabla 13 Estándares est ablecidos en la Reso lución 1074 de 1997 (DAMA)

Parámetro Expresada como Norma Arsénico As (mg/L) 0,1

Bario Ba (mg/L) 5,0 Cadmio Cd (mg/L) 0,003

Carbonatos Agente Activo (mg/L) 0,1* Cianuro Cn (mg/L) 1,0

Cinc Zn (mg/L) 5,0 Cloroformo Extracto de Carbón ECC (mg/L) 1,0

Cobre Cu (mg/L) 0,25 Compuestos Fenólicos Fenol (mg/L) 0,2

Compuestos Organoclorados Concentración de Agente Activo 0,05* Compuestos Organofosforados Concentración de Agente Activo 0,1*

Cromo Hexavalente Cr+6 (mg/L) 0,5 Cromo Total Cr Total (mg/L) 1,0

DBO5 (mg/L) 1000* Dicloroetileno Dicloroetileno (mg/L) 1,0

Difenil Policlorados Concentración de Agente Activo ND** DQO (mg/L) 2000

Grasas y Aceites (mg/L) 100 Manganeso Mn (mg/L) 0,12

Mercurio Hg (mg/L) 0,02 Mercurio Orgánico Hg (mg/L) ND**

Níquel Ni (mg/L) 0,2 pH Unidades 5 – 9

Plata Ag (mg/L) 0,5 Plomo Pb(mg/L) 0,1

Selenio Se (mg/L) 0,1 Sólidos Sedimentables SS (mg/L) 2,0

Sólidos Suspendios Totales SST (mg/L) 800 Sulfuro de Carbono Sulfuro de Carbono (mg/L) 1,0

Tetracloruro de Carbono Tetracloruro de Carbono (mg/L) 1,0 Tricloroetileno Tricloroetileno (mg/L) 1,0 Temperatura (ºC) <30

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Tensoactivos (SAAM) (mg/L) 0,5 Fuente: Resolución 1074 de 1997 DAMA * Concentración de T óxico que produce la muerte del organismo ** Se entenderá por valor N o Detectable (ND) a l a concentración de la sustancia que registra valores por debajo de los límites de detección empleando los métodos del manual Standar d Method for Examination of Water and Wastewater (Última Edición)

1.2.2 Marco Legal Internacional: Al igual que Colombia, cada país posee una reglamentación

para los residuos peligrosos, esto con el fin controlar los vertimientos que contengan dichos

residuos. A continuación se mostraran los límites máximos de los vertimientos de algunos países:

■ Argentina, Resolución 242/93, Artículo 1: Los vertidos de establecimientos industriales o

especiales alcanzados por el Decreto Nº674/89, modificado por el Decreto Nº 776/92 y la Ley

Nº 24.051 que contengan sustancias peligrosas de naturaleza ecotóxicas, se regirán por la

presente resolución (Dsostenible, 2007):

Tabla 14 Argentin a, Resolución 242/93

Tipo Parámetro Límites de Contaminación Tolerados (mg/L) 10 Cianuro 0.1

12A Cromo Hexavalente 0.2 12C Cadmio 0.1 12D Plomo 0.5 12E Mercurio 0.005 12F Arsénico 0.5 13 Fenoles 0.5

Fuente: (dsostenible 2007) ■ Chile, D.S. Nº 609/98 del Ministerio de Obras Públicas: Límites máximos permitidos para las

descargas de residuos industriales líquidos a las redes de alcantaril lado de los servicios

públicos de recolección de aguas servidas(Conama,2007):

Tabla 15 Chile, Límites máximos p ermitidos p ara descarg as d e eflu entes qu e se efectúan a red es d e alcantar illado que cuenten con plantas de tratamiento de agu as servidas.

Parámetro Unidad Expresión Límite máximo permitido Aceites y Grasas mg/L A y G 150

Aluminio mg/L Al 10 (1) Arsénico mg/L As 0.5

Boro mg/L B 4 (1) Cadmio mg/L Cd 0.5 Cianuro mg/L CN- 1 Cobre mg/L Cu 3

Cromo Hexavalente mg/L Cr+6 0.5 Cromo Total mg/L Cr 10

Hidrocarburos Totales mg/L HC 20 Manganeso mg/L Mn 4

Mercurio mg/L Hg 0.02

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Níquel mg/L Ni 4 pH Unidad pH 5.5 – 9

Plomo mg/L Pb 1 Poder espumógeno mm PE 7

Sólidos sedimentables ml/L 1h S.D. 20 Sulfatos mg/L SO4-2 1000 (2) Sulfuros mg/L S-2 5

Temperatura ºC Tº 35 Zinc mg/L Zn 5

DBO5 mg/L DBO5 300 Fósforo mg/L P 10 – 15 (3)

Nitrógeno Amoniacal mg/L NH4+ 80 Sólidos Suspendidos totales mg/L S.S. 300

Fuente: (Conama 2007) (1) Si la concentraci ón medi a del contaminante presente en la captación de agua del establ ecimiento industrial (distribui da por el prestador de servicio sanitario o de fuente propi a), fuere mayor a la indicada en la tabla, el límite máximo del contaminante presente en la descarga será igual a la concentraci ón presente en la captación. (2) Se aceptarán concentraciones entr e 1.000 y 1.500 mg/L, cuando se cumpl an l as siguientes condiciones: a) pH = 8 - 9; b) temperatura del residuo industrial líquido (ºC) £ temperatura de l as aguas receptoras. (3) El elemento Fós foro tendrá límite máxi mo permitido de 15 mg/L. En aquellos riles descargados en sistemas de alcantarillado cuya disposición final se efectúa a un afl uente de un lago, a un l ago, laguna o embalse, sean estas últi mas naturales o artificiales , este parámetro tendr á límite máxi mo per mitido de 10 mg/L."

■ Bolivia, Reglamento en materia de contaminación hídrica, Reglamento de la ley del medio

ambiente N° 1333 Decreto Supremo N° 24176. Límites permisibles para descargas liquidas en

mg/l (Prefecturalpz, 2007):

Tabla 16 Bolivia, Decreto Supremo Nº 24176

Norma Propuesta Parámetros Diario Mes

Cobre 1 0.5 Zinc 3 1.5

Plomo 0.6 0.3 Cadmio 0.3 0.15

Arsénico 1 0.5 Cromo +3 1 0.5 Cromo +6 0.1 0.05 Mercurio 0.002 0.001

Hierro 1 0.5 Antimonio (&) 1

Estaño 2 1 Cianuro libre (a) 0.2 0.1 Cianuro libre (b) 0.5 0.3

pH 6.9 6.9 Temperatura (*) ± 5ºC ± 5ºC

Compuestos Fenólicos 1 0.5 Sólidos Suspendidos Totales 60

Colifecales (NMP/100 mL) 1000 Aceite y Grasas (c) 10 Aceite y Grasas (d) 20

DBO5 80

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DQO (e) 250 DQO (f) 300

Amonio como N 4 2 Sulfuros 2 1

Fuente: (Prefecturalpz 2007) (*) Rango de viabilidad en rel ación a la Temperatura Media de cuerpo r eceptor (a), (c), (e) aplicabl e a descargas de procesos mineros e industriales en general (b), (d) y (f) Aplicabl e a descargas de procesos hidrocarburíferos (&) En caso de descargas o derrames de anti monio iguales o mayores a 2500 Kg, se deber á reportar a la autoridad ambiental.

■ Estados Unidos de América, Código de Regulaciones Federales (CFR), Título 40 Protección

del Ambiente, Parte 459 Fuente Puntual Fotográfica. Las siguientes limitaciones establecen la

cantidad o la calidad de agentes contaminadores o propiedades contaminantes, controladas

según este párrafo, que pueden ser descargados desde una fuente puntual fotográfica sujeta a

las provisiones de este párrafo después de la aplicación de la mejor tecnología practicable y

actualmente disponible (Ecfr, 2007):

Tabla 17 Estados Unidos de América, CFR, Título 40, Parte 459

Limitaciones del Efluente Características del Efluente Máximo 1 día (cualquiera) Promedio de valores diarios para

30 días consecutivos no excederá

Unidades métricas (Kg/1000 m2 de producto) Ag 0.14 0.07 CN 0.18 0.09 pH (1) (1)

Unidades inglesas (lb/1000 ft2 de producto) Ag 0.03 0.015 CN 0.038 0.019 pH (1) (1)

Fuente: (Ecfr, 2007) (1) Dentro del rango 6 – 9.

Comparando las anteriores tablas, Colombia tiene una normatividad estricta en la mayoría de los

parámetros al igual que Bolivia. Argentina y Estados Unidos son las más estrictas. Chile tiene los

parámetros más altos, se podría decir que su normatividad no es tan estricta como la de los otros

países.

Aunque Colombia posea una normatividad estricta, no significa que se encuentre en mejores o

peores condiciones ambientales que los demás países, ya que si las autoridades encargadas de

monitorear los vertimientos no son constantes o descuidan su labor los vertimientos se harán sin

tener en cuenta los estándares establecidos por el DAMA.

IAMB 200710 06

Existen diferencias notables en la normatividad ambiental de los países antes nombrados, esto

puede ser porque hay condiciones ambientales distintas en cada país, diferentes actividades

económicas e industriales, que en unos pueden existir y en otros no; es por esta razón que las

normatividad ambiental de un país no se pueden establecer en otro sin ni siquiera hacer una

adaptación o estudiar que capacidad económica y avance tecnológico cuenta el país para lograr

cumplir con los parámetros establecidos.

IAMB 200710 06

2. DIAGNÓSTICO

El diagnóstico presentado a continuación es el resultado de una exhaustiva búsqueda de

información. En muchas de las instituciones gubernamentales o privadas no cuentan con la

información adecuada, está demasiado desorganizada o simplemente no existe, gracias a

proyectos de grados anteriores se ha podido desarrollar este diagnóstico. La falta de información

muestra que la situación sobre estos residuos peligrosos no está del todo clara y que antes de

proponerse un plan de tratamiento para estos residuos, debe hacerse un plan de reconocimiento

de la actividad.

2.1 MATERIAS PRIMAS E INSUMOS

Las materias primas e insumos util izados en los laboratorios fotográficos en su mayoría son

importados por empresas nacionales e internacionales. A nivel nacional, los grandes importadores

de preparaciones químicas para uso fotográfico son las empresas AGFA Gevaert Colombia Ltda. y

Kodak Américas Ltda., Kodak es el distribuidor principal; esto se debe a que esta empresa no sólo

distribuye los productos sino que también ofrece asesoría técnica a la mayoría de los laboratorios

fotográficos de la ciudad de Bogotá (Pérez & Hernández 2005). Empresas nacionales como

Inversiones Ajoveco S.A. importan insumos químicos para la fabricación nacional de líquidos

reveladores y fi jadores. Estas empresas (AGFA Gevaert Colombia Ltda., Kodak Américas Ltda.,

Inversiones Ajoveco S.A., etc) sólo se encargan de distribuir los insumos y materias primas, pero

no se encargan de recoger ni tratar los residuos generados por estos.

2.2 GENERACIÓN DE LOS QUÍMICOS AGOTADOS EN LOS LABORATORIOS FOTOGRÁFICOS

Los químicos agotados de los laboratorios fotográficos son generados por procesos manuales o

procesos desarrollados en los minilabs. Este trabajo se centrará en los residuos generados por

estas máquinas, las cuales poseen conductos que llevan los químicos agotados a bidones que se

encuentran en el interior o exterior de las máquinas. Algunos minilabs separan el revelador gastado

IAMB 200710 06

del fijador o del blanqueador-fijador gastado, esto facil ita el trabajo de las empresas que se

encargan de la recuperación de la plata a partir de estos químicos, pues sólo recogen los bidones

con los químicos agotados que contienen la plata; en minilabs donde no se separan, se recoge la

mezcla. Los bidones de revelador que no son recogidos son vertidos directamente al alcantarillado

sin ningún tipo de tratamiento (Gerena & Quintero 2006).

En la ciudad de Bogotá se encuentran registrados en la Cámara de Comercio, para el año 2005,

400 laboratorios fotográficos (Comunicación personal, M. Rodríguez, 20 de marzo, 2007). La

mayoría de estos laboratorios se encuentran en zonas de comercio y servicios, zonas de comercio

calificado y zonas residenciales con actividad económica; los laboratorios son permitidos en estas

zonas debido a los servicios que prestan y por la fácil ubicación de parte de los clientes. Otros

están ubicados en zonas netamente residenciales donde no son permitidos (Gerena & Quintero

2006).

A continuación se muestra la tasa de generación estimada de químicos agotados para la ciudad de

Bogotá. Estas tasas son necesarias para dimensionar el problema ambiental que estos químicos

generan, y con base a esta tasa también se establecerán las dimensiones de los diferentes

dispositivos de tratamiento y almacenamiento ha proponer en la evaluación de estrategias. Está

estimación posee una limitación que debe tenerse siempre presente, la tasa de generación de

químicos agotados encontrada, se basa en el 33.5% del total de los laboratorios fotográficos

registrados en Bogotá, es decir, fue el resultado de un proyecto que logró involucrar a 134 de los

400 laboratorios fotográficos.

Tabla 18 T asa de g eneración de químico s agotados

Líquido Agotado Tasa de Generación Tasa de Generación Revelador 90520.50 gal/año 938.69 L/día Fijador y Blanqueador-Fijador 42745.75 gal/año 443,27 L/día Fuente: (Gerena & Quintero 2006)

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Gráfica 4 Porcentajes de Químicos Agotados

Porcentajes de Químicos Agotados

32%

68%

Químico a Recuperar Químico al Alcantarillado

Fuente: Evaluación de alternativas de gestión p ara los líquido s de revelado y fijado utilizados en las actividades de artes gráficas y laboratorios fotográfico s en Bogotá D.C.

La situación ambiental de estos químicos agotados es preocupante. El 68 % de estos químicos es

vertido directamente al alcantarillado sin ningún tipo de tratamiento. Por otro lado, la tasa de

generación de estos químicos agotados es solo a partir de 134 laboratorios fotográficos, es decir,

puede ser que sea aún mayor la cantidad de químicos generados y por ende mayor la cantidad de

químicos agotados vertidos al alcantarillado.

Otros factores que afecten la tasa de generación de químicos agotados acá presentada pueden ser:

■ El ciclo utilizado por cada laboratorio, cada uno varía las cantidades que químicos a utilizar

dependiendo de la calidad del producto que deseen ofrecer.

■ La demanda que posee cada laboratorio, pues no se puede comprar un laboratorio fotográfico

con una alta popularidad con uno de baja popularidad, no tienen la misma demanda de

servicios.

■ La ubicación de los laboratorios fotográficos, pues puede que la generación de químicos

agotados de un laboratorio de una compañía ubicado en el norte de la ciudad sea menor que

otro laboratorio de la misma compañía ubicado en el sur de la ciudad, pues en el norte hay

mayor demanda por el servicio de impresión de fotos digitales que el revelado e impresión de

una película.

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2.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS QUÍMICOS AGOTADOS

La caracterización de estos residuos es necesaria para plantear el tratamiento que más se ajuste a

las condiciones en las cuales se encuentren estos químicos agotados. Las muestras fueron

tomadas en 5 laboratorios diferentes, por el laboratorio de aguas de la Empresa de Acueducto y

Alcantarillado de Bogotá (EAAB) en el año 2005. No todas las muestras se tomaron por separado,

simplemente al final del proceso. En la siguiente tabla se muestran los valores máximos hallados

en los análisis de laboratorio comparados con los límites máximos permitidos por la Resolución

1074 de 1997.

Tabla 19 Caract erización de químico s ago stados (Valores Máximos).

Parámetro Unidad Valor Res. 1074/97 DBO5 mg O2/L 31325 1000 DQO mg O2/L 178100 2000

Fenoles Totales mg fenol/ L 44.4 0.2 pH Unidades de pH 10.39 5 – 9

Plata mg Ag/L 2404.2 0.5 Cadmio mg Cd/L 0.222 0.003 Cobre mg Cu/L 0.756 0.25 Sodio mg Na/L 1484.7 *

Fuente: (Gerena & Quintero 2006)

La tabla 9 muestra claramente la grave situación en la que se encuentran estos residuos, pues

como ya se había nombrado antes, los bidones que contienen el revelador agotado son vertidos

directamente al alcantaril lado sin ningún tipo de tratamiento. La mayor parte de los parámetros, por

no decir todos, incumple con la Resolución 1074/97. La gravedad de esta situación no solo es el

incumplimiento de los estándares, también es el hecho de que estos residuos están catalogados

como residuos peligrosos y debe dárseles el debido tratamiento como lo exige el Decreto 4741 de

2005.

En esta caracterización se hallaron concentraciones para 4 diferentes metales pesados, donde las

concentraciones de plata siempre fueron muy altas, las de Cadmio en su mayoría excedieron la

norma, las de cobre pocas veces excedían la norma y las de zinc nunca la sobrepasaron (Gerena

& Quintero 2006).

De acuerdo a estas caracterizaciones se plantearán los tratamientos más adecuados. Hay que

tener en cuenta que probablemente los tratamientos que mejor se ajusten a estás condiciones,

sean tratamientos de costos elevados, lo cual no debe impedir con el desarrollo de estos, pues de

todos modos estos re siduos son considerados peligrosos y deben tratarse como tal.

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2.4 EMPRESAS ENCARGADAS DE LA RECUPERACIÓN DE PLATA

En Bogotá hay 15 microempresas que se encargan de la recuperación de la plata a partir de los

químicos gastados generados por los laboratorios fotográficos, puntos de rayos X y empresas de

artes gráficas. Estas microempresas se encuentran en zonas residenciales, comerciales y de

servicios y no cuentan con la debida licencia ambiental para eliminación y almacenamiento de

residuos peligrosos (Pérez & Hernández 2005). En el plano No. 1 se encuentran localizadas las 15

microempresas establecidas en la ciudad de Bogotá.

Las 15 microempresas hacen la recuperación de plata por medio de electrólisis. Para realizar este

proceso, se sumerge un cátodo en el químico agotado y al final de la electrólisis el cátodo es

raspado para remover la plata recuperada. La plata en escamas (así es como se denomina a la

plata que es raspada directamente del cátodo) está contaminada con impurezas (sales, azufres y

otras su stancias) y tiene menor valor en el mercado. Para eliminar las impurezas hay que refinar la

plata en escamas. El proceso no es complejo, sólo hay que fundir la plata junto con borax o sal de

nitro para que las impurezas sean eliminadas. Una vez teniendo la plata líquida, esta se vierte en

agua para obtener plata granulada clasificada como plata ley 990 – 1000, la cual tiene un mayor

valor en el mercado y se ofrece a orfebrerías. Si no se desea vender la plata granulada, se puede

IAMB 200710 06

Plano 2 Localización de las microempresas encargadas de la recup eración de plata

Fuente: Alt ernativas de Gestión Integral de los Líquidos Reveladores y fijadores Agotados p ara el Sector Servicios en Bogotá D.C.

IAMB 200710 06

utilizar para la elaboración de nitrato de plata, el cual es utilizado para elaborar espejos o para uso

en otras aplicaciones. Para elaborar el nitrato de plata es necesario mezclar plata pura con ácido

nítrico, esta mezcla es llevada a estufas de gas propano, durante el proceso se generan emisiones

de ácido nítrico. Este proceso sólo se practica en dos microempresas, en una poseen un lavador

de gases y en la otra solo se utiliza un extractor (Pérez & Hernández 2005).

Después de terminado el proceso de electrólisis, el químico agotado es vertido al alcantarillado sin

ningún otro tratamiento. La siguiente tabla muestra la caracterización del afluente de una de las

microempresas después de haber realizado la electrólisis.

Tabla 20 Caract erización después de aplicar el pro ceso de electrólisis Resultados Parámetro

Líquido Fijador Resolución DAMA

1074/1997 DBO5 (mg O2/L) 17250 1000 DQO (mg O2/L) 49664 2000 pH 4.1 5 – 9 Fenoles (mg/L) 2.4 0.2 SST (mg/L) 4 800 Plata (mg Ag/L) 240 0.5

Fuente: Alt ernativas de Gestión Integral de los Líquidos Reveladores y fijadores Agotados p ara el Sector Servicios en Bogotá D.C.

La problemática ambiental relacionada a los residuos de fotorevelado generados por los

laboratorios fotográficos es preocupante, ya que no es sólo el revelador agotado (68% de los

residuos generados) el que se vierte al alcantaril lado sin ningún tipo de tratamiento, es también el

fijador y el blanqueador-fijador (32% de los residuos generados), los cuales sólo son tratados por

intereses económicos sin buscar cumplir con la ley.

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3. ALTERNATIVAS DE GESTIÓN

Al analizar el diagnóstico presentado en el capítulo anterior, se puede concluir que la situación de

estos re siduos es supremamente alarmante. Los residuos están siendo vertidos al alcantarillado

incumpliendo la normatividad colombiana, perjudicando así los cuerpos de agua y contribuyendo al

deterioro de estos.

En este capítulo se presentará una propuesta de gestión para estos residuos, enfocada a la

implementación de una planta de tratamiento diseñada especialmente para lograr alcanzar los

niveles exigidos por la normatividad colombiana.

El diseño de la planta de tratamiento de químicos agotados generados por los laboratorios

fotográficos, se basará en la información antes recopilada y en bibliografía adecuada que permita

la mayor aproximación a la realidad de esta problemática ambiental.

3.1 TRANSPORTE Para la adecuada gestión en el manejo y transporte de sustancias químicas y residuos peligrosos,

es fundamental definir y tener clara la responsabilidad de cada una de las personas involucradas

en esta actividad, porque su puesta en práctica contribuirá a minimizar los impactos ambientales y

a prevenir accidentes. Es conveniente que la responsabilidad y autoridad sea definida,

documentada y comunicada a todo el personal, asegurando que antes de manipular y transportar

este tipo de sustancias se tenga claro el alcance de las responsabilidades de cada cargo y su

interacción con las demás labores (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial

[MAVDT], 2003).

Para garantizar el mínimo impacto y una manipulación segura mientras se transportan los residuos

peligrosos hasta su lugar de destino hay que cumplir características especiales como identificación,

sistemas de aseguramiento de la carga, condiciones técnicas y demás. A continuación se

presentaran tales aspectos a seguir.

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■ Rótulos de Identificación

Como su nombre lo dice, permiten identificar que sustancia se está transportando en el

vehículo, de este modo, en caso de emergencia se puede asistir de modo adecuado el

problema. Los rótulos deben ser visibles desde cualquier punto de vista, lo cual indica que

deben ir en la parte frontal, lateral derecha, lateral izquierda y trasera del vehículo. No sólo el

vehículo debe presentar los rótulos, también los recipientes en los cuales se transportan las

su stancias. Para este caso los rótulos que deben estar en el vehículo y en los recipientes son

de material corrosivo y tóxico. Los recipientes además deben tener la información de que clase

de sustancia son, si es fijador, fijador blanqueador, revelador, etc. (MAVDT, 2003).

Figura 18 Rótulos de identificación

Fuente: (MAVDT, 2003)

■ Equipo de Carretera

En el artículo 30 del Código Nacional de Transito Terrestre “equipos de prevención y

seguridad” se establece que ningún vehículo podrá transitar por las vías del territorio nacional

sin portar el siguiente equipo de carretera como mínimo (MAVDT, 2003):

Un gato con capacidad para elevar el vehículo con la carga que transporta.

Una cruceta.

Dos señales de carretera en forma de triángulo en material reflectivo y provistas de

soportes para ser colocadas en forma vertical, o lámparas de señal de luz amarilla

intermitentes o de destello.

Un botiquín de primeros auxilios.

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El Decreto 1609/02 exige mínimo dos extintores cuando se transportan sustancias

químicas y residuos peligrosos.

Dos tacos para bloquear el vehículo.

Caja de herramienta básica que como mínimo deberá contener: alicate, destornil ladores,

llave de expansión y llaves fijas.

Llanta de repuesto.

Linterna.

Para la operación de transporte de sustancias peligrosas deben tenerse en cuenta aspectos

que ayudaran a obtener una mejor práctica, minimización de impactos ambiental y mejor

control sobre los accidentes (MAVDT, 2003).

Debe ser claro para los transportadores no recibir recipientes que no estén marcados y

rotulados, pues es re sponsabilidad de los laboratorios clasificar sus residuos. Tampoco de se

deben recibir recipientes donde vengan sustancias mezcladas, pues esto afecta el proceso de

tratamiento diseñado para las diferentes sustancias. Deben cerciorarse de que los recipientes

estén en buen estado y debidamente sellados para evitar accidentes durante el transporte.

Por ningún motivo deben transportarse juntos con las sustancias peligrosas alimentos,

animales o personas, pues estos pueden resultar afectados (MAVDT, 2003).

En el momento de cargar los recipientes en el vehículo deben distribuirse las cargas

uniformemente, con el fin de evitar que este se vuelque o pierda su estabilidad. Es necesario

que los recipientes se aseguren con bandas, que permitan darle una mayor estabil idad y no

se desacomoden trayecto (MAVDT, 2003).

IAMB 200710 06

Figura 19 Ubicación d e los recipientes en el vehículo

Fuente: (MAVDT, 2003)

El equipo de seguridad que deben utilizar los transportadores de componerse de overol,

guantes de caucho, gafas de seguridad, botas de seguridad y faja lumbar. Esto para evitar el

contacto con sustancias que provengan de recipientes que no estén debidamente sellados o

de accidentes por derrame. Además del equipo de seguridad, todos los transportadores

deben estar capacitados para la labor que ejercen (MAVDT, 2003).

■ Plan de Recolección

Según el diagnóstico presentado anteriormente, los laboratorios fotográficos generan el

revelador como residuo a una tasa de 29109 L/mes y el fijador y blanqueador-fijador a una tasa

de 13764 L/mes, como la planta de tratamiento y los conductores trabajarán los 22 días hábiles

del mes, se pretende que los 29109 L/mes de revelador y los 13764 de fijador y blanqueador-

fijador sean recogidos durante los 22 días, por lo cual:

Deben recogerse diariamente 1323 L de revelador.

Deben recogerse diariamente 626 L de fijador y blanqueador-fijador.

En total 1949 L/d de residuos generados por los laboratorios fotográficos, y si se aproxima

la densidad de estos residuos a la densidad del agua (gracias a que estos agentes

químicos deben ser diluidos en agua), se tendrán 2 Ton diarias.

Los laboratorios fotográficos deberán almacenar los residuos en bidones con capacidad de

10 L.

IAMB 200710 06

Para lograr recoger los 1949 L/d se dividirá la ciudad de Bogotá en 5 zonas, las cuales deberán

tener aproximadamente la misma cantidad de laboratorios fotográficos, que en conjunto

alcancen a almacenar los 1946 L. Como se determinó que se recogerán 2 Ton/d, se empleará

un camión con esa capacidad, el cual debe visitar diariamente una de las zonas y recoger los

residuos almacenados durante una semana en los laboratorios fotográficos.

En promedio el valor del alquiler de un camión de dos toneladas se cotiza en $245000/d

(Comunicación personal, Mudanzas y Trasteos al Instante, ABC Unidos Moreno

Transportadores LTDA., Transporte Carga Libre, 12 de julio, 2007), si se trabajan 22 días del

mes, entonces se deben pagar mensualmente $5’390000. Este costo debe ser asumido por los

400 laboratorios fotográficos de la ciudad de Bogotá, es decir, cada laboratorio debe pagar

$13500/mes.

3.2 ALMACENAMIENTO

Como prestador del servicio de almacenamiento, este es responsable de los residuos peligrosos

que manipula. Para lograr cumplir con las responsabilidades asignadas, hay actividades de

obligatorio cumplimiento y otras que deberían llevarse a cabo como buenas prácticas, para así

asegurar que el almacenamiento cause el menor impacto posible.

■ Sistema de Documentación

Debe existir un sistema de documentación accesible para todo el personal donde se incluyan

los siguientes puntos (MAVDT, 2003):

Instrucciones de la operación segura y correcta de todos los equipos incluyendo equipo de

protección personal y del almacenamiento de los materiales peligrosos.

Hojas de Seguridad para todas las su stancias peligrosas almacenadas.

Instrucciones y procedimientos sobre higiene, seguridad y medio ambiente.

Instrucciones y procedimientos sobre emergencias.

Mantener un registro de las sustancias o residuos peligrosos almacenados en la bodega.

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Todos los recipientes que entren a la bodega de almacenamiento deben estar etiquetados

y marcados para evitar confusiones y accidentes.

Todo el personal de la planta de tratamiento debe estar capacitado para trabajar en esta.

■ Planificación de almacenamiento

Se debe dividir el área de almacenamiento por sectores y marcar cada sección claramente.

Para el caso de residuos de laboratorio, el área de la bodega debe estar dividida en dos

sectores, un sector para el fijador y blanqueador-fijador y el otro para el revelador y las demás

sustancias generadas por los laboratorios. Esto se debe a que sólo el fijador y el blanqueador

fijador son llevados al proceso de electrólisis antes de pasar a los precipitadotes, esto hará

más fácil el proceso de transporte dentro de la bodega.

Figura 20 Planificación de almacenamiento

Fuente: (MAVDT, 2003)

■ Equipo de Seguridad

El personal debe cerciorarse de que los recipientes los cuales manipula deben estar

debidamente tapados. Esto evita que se presenten derrames en la bodega o en el edificio de

tratamiento. Las sustancias a almacenar no deben ser manipuladas si el debido equipo de

seguridad, el cual consta de:

IAMB 200710 06

Figura 21 Equipo de Seguridad

Fuente: (MAVDT, 2003)

Casco Protector.

Lentes de seguridad o anteojos de seguridad.

Tapa bocas.

Overol de una pieza.

Guantes.

Delantal plástico o de goma.

Botas de seguridad.

■ Ubicación y Diseño

De acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial (POT) para la ciudad de Bogotá, la zona

industrial de Puente Aranda es la indicada para establecer la planta de tratamiento de residuos

fotográficos, pues en el POT se plantea la posibilidad de acondicionar esta zona para lograr

convertirla en un parque industrial ecoeficiente, con las diferentes necesidades que los

residuos industriales demandan.

Es importante en el diseño de una planta de residuos peligrosos, que las diferentes actividades

sean desarrolladas en edificios diferentes y separados para asegurar que los accidentes como

Es importante en el diseño de una planta de residuos peligrosos, que las diferentes actividades

sean desarrolladas en edificios diferentes y separados para asegurar que los accidentes como

incendios, derrames y demás no afecten las edificaciones de las otras actividades. Por esta

razón, se edificaran tres edificios con espaciamiento considerable, donde se ubiquen el

almacenamiento, el tratamiento de los residuos y el edificio de administración; este último debe

estar un poco más alejado de los otros, pues es donde se encuentra más personal. Todos los

edificios deben tener acceso por todos los costados para permitir el flujo en caso de

emergencias.

Figura 22 Distribución de los diferentes edificios

Fuente: (MAVDT, 2003)

Los materiales recomendados para estas edificaciones no deben ser combustibles y las

estructuras de los edificios deben ser de concreto armado. Estas edificaciones deben cumplir

con las normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistentes con pasillos amplios

donde el personan pueda desplazarse libremente.

Como en toda edificación debe tenerse en cuenta la existencia de salidas de emergencia a

parte de las puertas principales y las puertas de entrada y salida de recipientes. Las salidas de

emergencia deben ser amplias que permitan el desplazamiento de varias personas, con la

señalización adecuada para las posibles emergencias que se puedan presentar.

Figura 23 Salidas de emergencia

Fuente: (MAVDT, 2003)

Es importante que en los edificios donde se haga el almacenamiento y el tratamiento de los

residuos de los laboratorios fotográficos debe tener una ventilación excelente que asegure que

no habrá acumulación de gases generados por los residuos o por los procesos de tratamiento.

La ventilación puede ser natural o forzada, en este proyecto se escogerá la ventilación natural,

lo cual puede hacerse por medio de ventanillas en la parte superior e inferior de los edificios.

Figura 24 Ventilación

Fuente: (MAVDT, 2003)

Deben construirse estructuras de confinamiento, con el fin de retener líquidos en caso de

emergencia. Estas estructuras son bordillos impermeables que rodean internamente toda la

edificación. Para esto es necesario que en las puertas se diseñen rampas que actúen como

diques y faciliten el paso de maquinaria y personal.

Figura 25 Bordillos y rampa

Fuente: (MAVDT, 2003)

Por último deben equiparse los tres edificios con extintores, rociadores, ducha de emergencias

y fuente lava ojos. Los monitoreos deben ser constantes para poder asegurar que todas las

medidas antes nombradas estén en completo funcionamiento.

IAMB 200710 06

El área necesaria para el almacenamiento del revelador, el fi jador y el blanqueador-fi jador es

de 25 m2. Como esta área depende del diseño del tratamiento; los cálculos de estimación se

presentan en la siguiente sección.

3.3 TRATAMIENTO PARA LOS RESIDUOS GENERADOS POR LOS LABORATORIOS FOTOGRÁFICOS

Analizando detenidamente las características físico químicas de los residuos generados por los

laboratorios fotográficos y trabajos anteriores experimentales para el tratamiento de estos efluentes,

se seleccionó el siguiente tren de tratamiento:

Figura 26 Tren d e tratamiento seleccion ado

Fuente: El Autor 2007

Se espera que con el anterior tren de tratamiento, la plata que se encuentra en el fi jador y en el

blanqueador fijador sea recuperada para su venta. Los metales pesados que se encuentran en el

revelador junto con la plata que no fue recuperada en la electrólisis deben ser precipitados. Al

IAMB 200710 06

separar el precipitado del efluente este debe ser macroencapsulado para luego ser llevado a un

relleno de seguridad. Para detoxificar el efluente que sale de la precipitación se realiza un proceso

de oxidación química. Por último, el efluente puede ser vertido al alcantarillado bajo los límites

permitidos por la norma Colombiana.

Los volúmenes nominales de residuos generados por los laboratorios fotográficos serán explicados

en cada fase del tratamiento.

3.3.1 Electrólisis: En este proceso se recupera la plata proveniente del fijador y blanqueador-

fijador. Para el diseño de esta unidad se tubo en cuenta todo lo antes mencionado en el

capitulo 1.

Entre las tres posibilidades de dispositivos mencionadas en el capítulo 1, se escoge el

cátodo rotatorio, ya que es comúnmente usado para soluciones con altos niveles de hierro,

es decir, el blanqueador-fijador generado por el proceso RA-4, por esta razón se eligió esa

tecnología.

Los parámetros de diseño de la unidad de electrólisis, determinados según la teoría, deben

ser los siguientes. Los cálculos de diseño se encuentran en el Anexo A:

Caudal a tratar = 30L/h

Intensidad de corriente eléctrica = 100 amps

Área del cátodo = 0,47 m2

La unidad puede importarse, ya que hay compañías extranjeras que elaboran estas

unidades de acuerdo a las necesidades del usuario. Una de estas compañías ofrece la

siguiente unidad de recuperación de plata:

RCS100-MI UNIDAD DE RECUPERACIÓN DE PLATA (Filmlab, 2004):

Potencia eléctrica: 240V 50Hz (Otras potencias eléctricas están disponibles para

satisfacer las diferentes necesidades).

Unidad de poder de corriente continua: Proporciona 100 amperios continuamente.

IAMB 200710 06

Bombas: 1 x 90W 1 Fase 50Hz

Cátodo: 1.2 m2, acero inoxidable 316

Ánodos: 16 placas de carbón

Tanque: Construido en PVC rígido con una capacidad 85 L.

Dimensiones:

Unidad de Control: 600mm L x 380mm W x 260mm H.

Unidad de Recuperación: 740mm L x 550mm W x 800mm H.

Peso:

Unidad de Control: 27 Kg

Unidad de Recuperación: 45 kg

La unidad recuperadora de plata RCS100-MI satisface los tres parámetros de diseño antes

mencionados.

Como se determinó en el en la sección de transporte, se recogerán durante los 22 días

hábiles del mes 626 L/d de fi jador y blanqueador-fijador, es decir que se recogerán

mensualmente (según el plan de recolección en la sección de transporte) 13764 L/mes de

este residuo. Como la planta trabajará sólo los 22 días hábiles del mes durante 8 horas

diarias, se pueden tratar 480 L/d de este residuo por medio de dos unidades recuperadoras

de plata RCS100-MI, es decir, 10560 L/mes. Por esta razón es necesario almacenar los

3204 L/mes de fijador y blanqueador-fijador restantes.

Los bidones de 10 L de capacidad en los que se recogerán los residuos de los laboratorios

fotográficos, tienen aproximadamente las siguientes dimisiones: 190X220 mm por 340 mm

de alto (Sunbox, 2007), lo cual indica, que cada uno ocupa un área de 0,0418 m2. Con

base en lo anterior, el área que se requiere para almacenar los 3204 L/mes de fi jador y

blanqueador fi jador es de 7 m2, en bidones de 10 L apilados en dos filas.

IAMB 200710 06

Figura 27 Almacen amiento de los bidon es

Fuente: El Autor 2007

3.3.2 Precipitación Química: El proceso de precipitación tiene como objetivo precipitar el cobre,

cadmio y plata que se encuentre en el efluente. La precipitación de hidróxidos de metal se

hace por medio de la variación del pH, como ya se había nombrado en el capítulo 1. Los

cálculos de diseño se encuentra en el Anexo B.

Los caudales nominales que se trabajaran para el diseño de los precipitadotes se basan en

el siguiente análisis:

A partir del plan de recolección en la sección de transporte, a la planta llegaran 1323 L/d de

revelador durante los 22 días hábiles del mes. Según lo estimado en el capítulo 3, los

laboratorios fotográficos generan el revelador como residuo a una tasa de 939 L/d. La

planta tratará estos 939 L diarios de revelador en 8 horas de trabajo, lo cual indica que

debe tratarse un caudal de 118 L/h. Como se tratan 118 L/h de revelador durante los 22

días hábiles del mes, se tratan en total 20768 L/mes y si se generan 29109 L/mes deben

almacenarse 8341 L/mes de revelador.

Se utilizaran los mismos bidones para almacenar los 8341 L/mes de revelador, por ende,

se necesitan 18 m2 para el almacenamiento del revelador, apilando los bidones de la

misma forma como se apilaron los bidones que contienen el fijador y el blanqueador-fi jador.

La precipitación no es únicamente para el revelador como residuo, también deben incluirse

los 60 L/h que salen de las dos unidades electrolíticas, por lo cual el caudal de diseño para

los tanques de precipitación en total es de 178 L/h.

IAMB 200710 06

Como el efluente se encuentra con un pH de 8 desde el tanque de homogenización, debe

subirse a 9 para poder precipitar el cobre, para esto se necesitan 0,4 mg NaOH/L, lo cual

indica que deben agregarse 237,3mL (solución)/h (30%w/v), por medio de un dosificador

automático.

Después de precipitar el cobre, deben precipitarse el cadmio y la plata. Estos se puede

precipitar al tiempo con un pH de 11,5, para subir el pH de 9 a 11,5 se necesitan 126,1 mg

NaOH/L, lo cual indica que deben agregarse 7,482X104mL (solución)/h (30%w/v), por

medio de un dosificador automático.

Para realizar el proceso de precipitación se necesitan dos tanques, uno de 180 L (primera

precipitación) y uno de 260 litros (segunda precipitación), los cuales deben tener un fondo

con una inclinación de 30º que permita la sedimentación del precipitado y sea de fácil

evacuación. Deben tener una pequeña válvula que permita depurar el precipitado.

Figura 28 Tanques de precipitación

Fuente: El autor 2007

Los tanques serán en polietileno de alta densidad, dotados de una hélice que gire a 20 rpm,

la cual mantenga el efluente en continua mezcla y no resuspenda el precipitado.

3.3.3 Macroencapsulación: El proceso de macroencapsulación no puede ser diseñado

analíticamente, pues es un proceso en el cual deben hacerse múltiples ensayos, en los

que se determine la mejor relación entre residuo, cemento y agua. Esta relación es

importante porque de esta depende la respuesta del producto.

260 L 180 L

IAMB 200710 06

Los diferentes ensayos deben ser sometidos a pruebas de tamaño de partícula,

consistencia, densidad, resistencia, permeabilidad, stress y l ixiviación. Dependiendo de los

resultados de las pruebas se elige la mejor relación (LaGrega, 2001).

Determinar una buena relación entre residuo, cemento y agua no garantiza del todo que la

macroencapsulación sea exitosa, pues existen contaminantes orgánicos que interfieren con

la hidratación de proceso, reduciendo la fuerza final del producto, también pueden reducir

la estructura cristalina formando un material aún más amorfo. Para contrarrestar la acción

de los contaminantes orgánicos pueden añadirse a la mezcla arcillas naturales, vermiculita

y silicatos de sodio solubles (LaGrega, 2001).

El residuo después de macroencapsulado, puede ser llevado a un relleno sanitario de

seguridad, de esta forma no se corren riesgos en su disposición, pues al estar encapsulado

no puede migra a otros estratos. Es por esta razón que los ensayos antes mencionados

son totalmente necesarios, ya que si se lleva al relleno el residuo encapsulado sin haberlos

practicado, puede que el peso comprima la matriz y permita la lixiviación del residuo

(LaGrega, 2001).

3.3.4 Oxidación Química: La unidad de oxidación química es la encargada de oxidar todas las

su stancias que se encuentre en este. Los cálculos para el diseño de la unidad de oxidación

avanzada son mostrados en el Anexo C.

Para la oxidación química se asumió una reacción de primer orden con constante de

degradación de 0.0049/s.

El tiempo de retención hidráulico de la unidad, para lograr los mínimos límites exigidos por

la Resolución 1047 de 1997 es de 914,4s = 15,24 min.

La unidad está compuesta por un serpentín de vidrio con diámetro de 10 cm, con una

longitud de 8,30 m. Se instalará en una caja de aluminio con un centímetro de espesor y

anclado con 16 abrazaderas a una altura de 20 cm. La caja tiene 1,90 m de largo, 1,70 m

de ancho y 0,70 m de alto. En la tapa de la caja se instalaran cuatro lámparas de luz

ultravioleta cada una a 0,38 m de distancia, las cuales tienen 0,90 m de largo con una

potencia de 30 watts. La caja de aluminio debe estar completamente pulida y brillada en su

interior, para permitir que los rayos ultra violeta se reflejen y se aproveche la mayor

cantidad posible.

IAMB 200710 06

Figura 29 Serpentín de vidrio. Tapa abierta

Fuente: (El Autor, 2007)

Figura 30 Serpentín de vidrio. Corte, tapa cerrad a

Fuente: (El Autor, 2007)

IAMB 200710 06

Se necesita un dosificador para aplicar el H2O2 a 69 L/h. Como el pH del efluente es de

11,5 unidades y se requiere de 6 unidades, se utilizará H2SO4 para este propósito, por lo

cual se requiere otro dosificador para aplicar el H2SO4 a 0,042 L(solución)/h. El H2O2 y el

H2SO4 deben ser mezclados con el afluente proveniente de la precipitación en un tanque

que tenga una capacidad de 350 L, junto con una hélice que gire a 100 rpm, para generar

una mezcla homogénea.

Como el pH con el cual sale el efluente del serpentín de vidrio es de 6 unidades, no hay

necesidad de hacer neutralización.

La figura 16 muestra exactamente como estaría conformada la planta de tratamiento de residuos,

generados por los laboratorios fotográficos de la ciudad de Bogotá.

Figura 31 Plata de tratamiento

Fuente: El Autor 2007

IAMB 200710 06

3.4 COSTOS

A continuación se mostraran los costos de inversión y de operación de la planta de tratamiento.

Estos co stos serán tomados en cuenta para lograr determinar cuanto debería ser lo mínimo que

debe cobrarse por el servicio a los laboratorios fotográficos. Los precios se encuentran todos en

pesos colombianos.

■ Costos de inversión

1 Tanque de 180 L de capacidad, 50000 pesos (Comunicación personal, Coenvases, 4 de

julio, 2007).

1 Tanque de 260 L de capacidad, 72000 pesos (Comunicación personal, Tejas y Tanques,

4 de julio, 2007).

1 Tanque de 350 L de capacidad, 110000 pesos (Comunicación personal, Tejas y Tanques,

4 de julio, 2007).

1 Serpentín de vidrio, 300000 pesos (Comunicación personal, Conde Arte en Vidrio

Soplado, 4 de julio, 2007).

13 Bombas dosificadoras, 10’660000 pesos (Comunicación personal, Durespo S.A., 4 de

julio, 2007).

3 Motores, 2’913000 pesos (Comunicación personal, Motores Ignacio Gómez S.A., 4 de

julio, 2007).

13 m2 de aluminio, espesor de 1 cm, 625000 pesos (Comunicación personal, Aluace LTDA.,

4 de julio, 2007).

2 Unidades Electrolíticas, 1’576400 pesos (Filmlab, 2004).

150 m2 en la Zona Industrial de Puente Aranda, 180’000000 (Comunicación personal, Cisa

Inmuebles, 4 de julio, 2007).

4 Lámparas Ultra Violeta, 792000 pesos (Comunicación personal, Abc Inlytel, 4 de julio,

2007).

La inversión para montar la planta de tratamiento de residuos generados por los laboratorios

fotográficos debe ser de 197’098400 pesos colombianos.

Este estimado de inversión puede cambiar, pues hay que tener en cuenta que las unidades

electrolíticas deben ser importadas, por lo cual hay que considerar impuestos y precios por

transporte.

IAMB 200710 06

■ Costos de operación

3 Ayudantes de Mantenimiento, $2’365000/mes (CONSTRUDATA, 2007).

2 Conductores, $1’787000/mes (CONSTRUDATA, 2007).

1 Supervisor, $2’365000/mes (CONSTRUDATA, 2007).

3963 Kg NaOH, $11’492000/mes (Comunicación personal, Abastos Químicos, 4 de julio,

2007).

17000 Kg H2O2, $54’400000/mes (Comunicación personal, Abastos Químicos, 4 de julio,

2007).

2190 Kg H2SO4, $6’351000/mes (Comunicación personal, Abastos Químicos, 4 de julio,

2007).

El consumo mensual de la planta de tratamiento es de 78’760000 pesos; como se pretende

tratar los 42873 L mensuales de residuos generados por los laboratorios fotográficos, lo

mínimo que se debe cobrar es 1850 pesos por litro.

IAMB 200710 06

4. CONCLUSIONES

■ Teniendo en cuenta las caracterizaciones de los residuos generados por los laboratorios

fotográficos y analizando los procesos involucrados en la fotografía, se concluye que estos

residuos son peligrosos, por sus altas concentraciones de metales pesados y sus

componentes tóxicos, que causan graves efectos en la salud humana.

■ El diagnóstico muestra la gravedad de la situación de los residuos generados por los

laboratorios fotográficos, pues estos re siduos que son peligrosos deben recibir el tratamiento

adecuado para poder ser vertidos al alcantarillado.

■ Se puede concluir por el diagnóstico mostrado anteriormente, que las entidades responsables

del monitoreo de los vertimientos en la ciudad de Bogotá no están actuando contra el

incumplimiento de la Resolución 1074 de 1997 o no están monitoreando los laboratorios

fotográficos ni las empresas encargadas de la recuperación de plata a partir de estos residuos.

■ Comparando las normas nacionales con las internacionales, se puede ver que las normas más

estrictas son las impuestas en Argentina y Estados Unidos, sin embargo, no importa que tan

estrictas sean las políticas ambientales si las entidades responsables no hacen lo mínimo para

que sean cumplidas.

■ Es lógico que el diseño de la planta de tratamiento y sus costos estén subdimensionados, ya

que estos se basaron en la generación de 134 laboratorios fotográficos de los 400 registrados

en la cámara de comercio. Haciendo un trabajo de investigación mucho mayor, se podrían

involucrar en los procesos de tratamientos los residuos generados por los establecimientos que

ofrecen servicios de rayos X y por los generados en las actividades de artes gráficas.

■ Las 15 microempresas encargadas de la recuperación de plata a partir de los residuos

generados por los laboratorios fotográficos, no cumple con las normas de vertimiento ni tienen

la licencia ambiental para el almacenamiento de residuos peligrosos, lo cual muestra de nuevo

la deficiencia de las autoridades frente a este tema.

IAMB 200710 06

■ Para lograr plantear un excelente manejo de estos residuos, deben hacerse campañas para

obtener información precisa sobre los establecimientos en la ciudad de Bogota, teniendo en

cuenta que deben haber muchos laboratorios fotográficos que actúan de forma ilegal.

■ Si se logra generar un plan de manejo para estos residuos, se debe dar facilidades a los

laboratorios independientes que no tengan una organización industrial definida, porque son

estos laboratorios los más difíciles de involucrar en proyectos como estos.

■ Para la precipitación es necesario hacer un test de jarras con el fin de identificar el pH óptimo a

temperatura ambiente para precipitar los metales pesados, además, poder identificar que

agente es el que mejor precipita y forma un lodo más consistente.

■ El desarrollo de una planta piloto ayudaría con muchas de las preguntas de cual es la mejor

forma de tratar los residuos generados por los laboratorios fotográficos.

■ Es necesario que los laboratorios fotográficos se encarguen de la separación de sustancias

para que no afecte el proceso de tratamiento, pues su stancias mezcladas lo entorpecen.

■ Los costos de inversión son elevados, pero deben asumirse, pues es lo que exige la ley

colombiana, para poder obtener lo mínimos niveles.

■ El valor a cobrar a cada laboratorio fotográfico por los servicios prestados en la planta es de

$1850/L y $13500/mes de transporte. Puede que para unos laboratorios fotográficos el precio

sea cómodo, pero para laboratorios fotográficos pequeños o ilegales no puede ser tan cómodo,

por lo que deberían tomarse medidas para que los pequeños puedan participar en el proyecto.

■ Debe advertirse que los costos de inversión y operación pueden ser mucho más altos, pues no

se sabe con certeza que cantidad de residuos fotográficos se generan en la ciudad de Bogotá.

■ Debe verificarse que los líquidos generados por los laboratorios fotográficos no oscurezcan el

serpentín de vidrio, ya que impediría que la luz ultra violeta penetre en el efluente, de lo

contrario debe diseñarse una unidad de oxidación avanzada diferente.

IAMB 200710 06

BIBLIOGRAFÍA

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IAMB 200710 06

ANEXO A

CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL DISPOSITIVO DE ELECTROLÍTICO

Para calcular los parámetros de diseño del dispositivo electrolítico deben utilizarse las ecuaciones

No. 1 y No. 2 presentadas en el capítulo 1. Al investigar varias fuentes en Internet sobre unidades

recuperadoras de plata, se concluyó que la mayoría trabajan máximo con 100 amps, lo cual

delimitará el caudal a tratar durante las 8 horas de trabajo de la planta de tratamiento. Como ya se

determino el amperaje a utilizar se determinará por medio de la ecuación No. 1 el caudal con el

cual debe trabajar el dispositivo electrolítico.

Las variables a utilizar son:

2=B , de a cuerdo a la tabla 2, ya que se pretende recuperar la plata proveniente de varios

procesos.

Tres de las soluciones ricas en plata, que se pretenden tratar en este diseño, tienen los siguientes

rangos de concentración de plata:

Tabla 21 Solución Plata (mg/L) Promedio

B/N 3000 – 7000 5000

C-41 5000 – 12000 8500

RA-4 (B/F) 2000 – 10000 6000 Fuente: (KODAK, 1999, j ulio)

Se asume que estos tres químicos agotados tienen la misma fracción dentro del efluente a tratar.

Por medio de un balance de masa se obtiene que la concentración de plata en el afluente es de

6500 mg/L entonces C = 6.5 g/L.

La planta trabajará 8 horas diarias.

( )( )( )

( )( )( )82

5.6785.3785.3100

ADB

CAamps ==

IAMB 200710 06

dL

galL

dgal

A 2.246178528.3

03.65 =×=

En una unidad recuperadora de plata con 100 amps, se pueden trabajar 245 L/d, y si la planta

trabaja 8 horas diarias:

hL

hL

63.308

245=

De acuerdo con lo anterior, se determinó que el caudal a tratar por una unidad recuperadora de

plata con una capacidad de 100 amps es de 30 L/h.

Para determinar el área del cátodo:

( ) ( ) ( ) 22 540

210040

ftBAmps

ftÁrea ===

( )2

2

2

2

22 47.0

1001

103.929

5 mcmm

tfcm

tfÁrea =××=

El proceso de electrólisis debe desarrollarse dentro de 7,8 y 8,0 unidades, y el rango en donde se

encuentran las soluciones a tratar por el dispositivo electrolítico es de 6,5 – 9,5 unidades de pH

(KODAK, 1999, noviembre), en promedio, el fijador y el blanqueador-fi jador tiene un p H de 8, el

adecuado para realizar la electrólisis.

La electrólisis recupera más del 90% de la plata, es decir, se recuperan 5850 mg/L, dejando una

concentración residual de 650 mg/L.

IAMB 200710 06

ANEXO B

CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL PROCESO Y LOS TANQUES DE PRECIPITACIÓN

Para poder precipitar los metales pesados (cadmio, cobre y plata) contenidos en el afluente, se

deben formar hidróxidos de metal, los cuales a diferentes pH son menos solubles en la solución

que los contiene. Para este proyecto se determinó que el hidróxido de calcio (soda cáustica) sería

la sustancia indicada para subir el pH, gracias a su valor comercial y a su fácil adquisición.

El pH del efluente proveniente de la electrólisis es de 8. Según el documento y las sustancias

generadas por los laboratorios fotográficos tiene un rango de pH de 6.5 a 9.5 (KODAK, 1999,

noviembre), lo que indica que en promedio estas sustancias están llegando con un pH de 8. Si se

hace un balance de masa, el efluente a precipitar tiene un pH de 8.

Según la gráfica No. 1, el cobre se precipita aproximadamente con un pH de 9, entonces:

[H+]9 = 10-9 = 1X10-9 molH+/L [OH-]9 = 1X10-5 molOH-/L

Se necesitan 1X10-5 molOH-/L para subir el pH a 9.

LmgNaOHgNaOHmgNaOH

molNaOHgNaOH

molOHmolNaOH

LmolOH

/4,01

1000401

1101 5 =×

1××× −

−−

Dosificación:

hsoluciónmLmgNaOH

soluciónmLh

LL

mgNaOH/)(3,237

30)(100178

4,0 =××

Ya precipitado el cobre se procede a precipitar el cadmio y la plata. Estos hidróxidos metálicos

tienen pH de precipitación cercanos por lo cual el pH necesario para precipitar los dos al mismo

tiempo es de 11,5, entonces:

[H+]11,5 = 10-11,5 = 3,162X10-12 molH+/L [OH-]11,5 = 0,0032 molOH-/L

IAMB 200710 06

Se necesitan 0,0032 molOH-/L para subir el pH a 11,5.

LmgNaOHgNaOHmgNaOH

molNaOHgNaOH

molOHmolNaOH

LmolOH

/1,1261

1000401

10032,0 =×

1×× −

Dosificación:

hsoluciónmLmgNaOH

soluciónmlh

LL

mgNaOH/)(10482,7

30)(100178

1,126 4×=××

■ Los tanques de precipitación deben ser de una capacidad de 180L y 260 L.

■ La dosificación de hidróxido de calcio se hará por medio de dosificadores cada hora.

■ El caudal que sale de la segunda precipitación hacia el tanque de mezclado de la oxidación

química es de 254 L/h.

■ Los tanques en la parte inferior deben tener un fondo con una inclinación de 30º, esto con el fin

de que se sedimente el precipitado y pueda ser evacuado.

■ Los tanques deben tener una hélice que gire a 20 rpm, con el fin de tener la solución en

continua mezcla y no muy rápida para que no ocurra resuspensión del precipitado.

IAMB 200710 06

ANEXO C

CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DE LA UNIDAD DE OXIDACIÓN AVANZADA

Como se dijo en el capitulo 1, la oxidación avanzada se basa en una reacción de primer, donde

debe determinarse una constante de degradación. Para determinar la constante de degradación,

se utilizó la siguiente ecuación (Andreozzi, Caprio, Insola & Marotta, 1999):

[ ]( )( )[ ][ ][ ] [ ] [ ]Sk

PkOHkSOHLI

kVdt

dS

ph

OHc =

+

−−Φ=

22

220

0

223,2exp12 ε

Donde:

Φ = 0,5mol/E kh = 2,7X107 M-1s-1

εH2O2 = 18,6 M-1cm-1 L = 2,01 cm

I0 = 2,72X10-6 Es-1 [H2O2] = 8 mM = 0.008 M

V0 = 0,421 kc = 3,3X108 M-1s-1

Resolviendo la ecuación para k se obtiene:

k = 0.0049/s

Reemplazando en la ecuación No. 4:

S = S0 e(-0.0049/s)t

La mayor DQO registrada en la caracterización de los residuos generados por los laboratorios

fotográficos es de 178100 mg O2/L.

IAMB 200710 06

02

2

2

2

22 566,51000

1321

178100 SL

molOmmolO

molOmgO

mmolOL

mgO==××

Según la Resolución 1074 de 1997, vertimientos dirigidos al alcantarillado deben tener un mínimo

de DQO de 2000 mg O2/L, entonces:

SL

molOmmolO

molOmgO

mmolOL

mgO==×× 2

2

2

2

22 0625,01000

1321

2000

Tomando la ecuación anterior, se puede estimar el tiempo de residencia dentro de la unidad de

oxidación avanzada.

( ) tseL

molOL

molO /0049,022 566,50625,0 −=

t = 914,4s = 15,24 min.

Teniendo el tiempo de residencia y el caudal a tratar se halla el volumen de la unidad. El caudal a

tratar es el caudal que sale de la precipitación, el cual corresponde a 254 L/h.

Lh

hL

V 52,4min24,15min60

1254 6=××=

V = 64,52 L = 6,452X104 cm3

Como se desea hacer un serpentín de vidrio se asumirá un diámetro de 10cm, esto con el fin de

hallar el largo del serpentín.

AC = πr2 = π(5cm)2 = 78,54 cm2

V = AC H H = V/AC

H = 6,452X104 cm3 / 78,54 cm2 = 821,4 cm ≈ 8,30 m

El dosificador de H2O2 debe cumplir lo siguiente:

IAMB 200710 06

hKg

hL

OgHOKgH

OmolHOgH

molOOmolH

LmolO

14,9625410001

134

12

566,522

22

22

22

2

222 =××××

ρH2O2 = 1400 kg/m3

hOLH

OHmOLH

OKgHOHm

hOKgH 22

223

22

22

223

22 67,681

10001400

114,96 =××

Andreozzi et al. desarrollaron ensayos con pH de 3, 5, 7 y 9. Se asumirá el pH promedio dentro de

este intervalo para desarrollar la oxidación.

[H+]6 = 1X10-6 molH+/L

Se necesitan 1X10-6 molH+/L para pasar de pH 11.5 a pH 6.

LSOmgHSOgH

SOmgHSOmolHSOgH

molHSOmolH

LmolH

/049,01

1000982

1101 42

42

42

42

42426 =×1

××× +

+−

hsoluciónmLSOmgH

soluciónmlh

LL

SOmgH/)(49,1

30)(100254

049,042

42 4=××