Minimizacin de residuosPedro A. Garca Encina

Prevencin de la contaminacinFilosofa consistente en hacer hincapi n minimizar el uso de recursos peligrosos o sobreexplotados y eliminar o minimizar la produccin de residuos en la fuente.Requiere una aproximacin holstica a la gestin de residuos. Actuar antes de esperar a que se hayan generado los residuos.

Evolucin de la gestin de residuos

Evolucin de la gestin de residuos (II)

Meta de la minimizacinVertido ceroLa mayor parte de la generacin de residuos en un proceso se elimina mediante cambios en el proceso, la mayor parte posible de los residuos generados se reutilizan, reciclan o valorizan. El residuo final se elimina.Como no toda la generacin de residuos puede prevenirse, debe lograrse que el volumen que se elimina sea lo suficientemente pequeo para que pueda realizarse de forma segura.

Prevencin de la contaminacinDefinicinEl empleo de materiales, procesos o prcticas que reducen o eliminan la generacin de contaminantes o residuos en la fuente. Se incluyen las prcticas que reducen el empleo de materiales peligrosos, energa, agua y otros recursos, as como las prcticas que protegen los recursos naturales mediante su conservacin o un uso ms eficiente. (Environmental Protection Agency)

Prevencin de la contaminacinLas actividades de prevencin de la contaminacin incluyen desde cambio en el producto, en el proceso o en los mtodos de operacin.La principal premisa que subyace en la prevencin de la contaminacin es que tiene ms inters para un productor no generar residuos que desarrollar esquemas extensivos de tratamiento para asegurar que el residuos no afecta la calidad del medio ambiente.Puede incluirse en la prevencin los procesos de reutilizacin y reciclaje.

Mtodos de reduccin en origen

Jerarqua de prevencin de la contaminacin

tica ambientalLa prevencin de la contaminacin en algunos casos se basa en aspectos morales.La tica ambiental consiste en una recopilacin sistemtica de las relaciones morales entre el ser humano y el medio ambiente. Asume que las normas morales pueden y deben gobernar el comportamiento hacia la Naturaleza.Est relacionada con el conocimiento del medio, de las responsabilidades para con el mismo y la obligacin de preservar algunos recursos para el futuro.

Gua para mejorar la gestin ambiental en la industria qumicaDesarrollar, producir, transportar, usar y eliminar de forma segura los productos qumicos.Convertir salud, seguridad y medio ambiente en prioridades durante el diseo y produccin de productos.Informar de cualquier posible peligro y estar preparado para abordarlo.Informar a los clientes de la forma segura de transporte, almacenamiento y empleo de productos qumicos.Operar las plantas de forma segura.Investigar sobre el impacto ambiental de productos, procesos y residuos.Contribuir a la solucin de problemas generados en el pasado.Colaborar en el desarrollo de leyes y regulaciones para lograr una industria mas segura y ambientalmente confiable.Compartir sus experiencias e informacin con otras empresas.(Asociacin de Productores de Productos Qumicos)

Procesos de fabricacinLa produccin es slo una etapa del proceso de fabricacin. Otras etapas son:DiseoDesarrollo del productoControl de calidadGestinLas etapas implicadas en el diseo de un nuevo producto pueden dividirse en:Planificacin del producto. Identificacin de reas de intersDesarrollo del producto. Diseo del producto.Existen muchas reas en que el diseo del producto puede influir en la generacin de residuos

Procesos empleados en la industria - Reactores QumicosCambiadores de calorEvaporacin/SecadoCristalizacinDestilacinAbsorcinExtraccinAdsorcinOtras operaciones

Reactores QumicosCorazn proceso productivoFuente principal de residuosConversin parcial y reacciones lateralesMejora de la eficaciaMezclaUso de bafflesAgitadores con mayor velocidadModificacin de paletasMejora de la distribucin (en lechos)Mejora del control del procesoProcesos de lavado

Intercambio de calorContacto directo (Torres enfriamiento)Contacto indirecto (cambiadores)Generacin de residuosFormacin de costras. Reducen eficienciaAdicin productos qumicosMejora de limpiezaFormacin de precipitados y lodosReduccin de temperatura vapor o fluido calienteFugas

Evaporacin/SecadoEmpleo de energa para eliminar agua de un material.Operaciones con consumo intensivo de energa.Empleo de medios mecnicos (filtracin) previo al secado trmicoLos gases evaporados deben condensarse y reprocesarse o tratarse como residuo.La operacin inadecuada provocar el desprendimiento de slidos y su prdida como residuo en la corriente gaseosa

CristalizacinGeneracin de aguas madres sobresaturadas de material cristalinoAdhesin del material a las paredes de los reactores

DestilacinProceso intensivo en energa. Necesidad de sistemas eficientes energticamente. Se puede mejorar mediante:Incrementar la relacin de reflujoIncremento de la altura de la columnaMejora de la distribucin de la alimentacinCambio en el tipo de rellenoAislamiento o precalentamiento de la alimentacinReducir la cada de presin en la columnaSe emplean en recuperacin de materialesPosibilidad de formacin de subproductos en la columnaEmisiones de voltiles (venteos, tanques,...)Las colas a veces son materiales sin valor

Absorcin/StrippingSi la transferencia no es eficiente se produce un elevado consumo de agua y energaAdsorcinSe puede emplear para separar y concentrar un producto, por lo que es necesaria otra etapa posteriorDebe reemplazarse o regenerarse el adsorbente, generando otro residuo

ExtraccinSe emplea en la eliminacin de aceites y grasas de residuos (suelos, aguas o lodos)Eliminacin de fenoles en efluentes de la industria petrolera (con metil isobutil cetona)Recuperacin de cido actico de aguas residuales industriales (con acetato de etilo)Extraccin con fluidos supercrticosIndustria farmacuticaTratamiento de residuos

Otras operacionesCada una es una fuente potencial de residuos

Equipos auxiliaresTambin deben considerarse otros equipos:Transporte de fluidos (tuberas, uniones, chimeneas)Bombas, ventiladores, compresoresEquipos de almacenamientoPrincipales problemas:FugasDerramesEmisiones fugitivas

Desarrollo de procesos y diseoLa minimizacin de residuos puede minimizarse de forma importante mediante un diseo y operacin adecuado del proceso. Esto implica un conocimiento exhaustivo del diseo, operacin y mantenimiento de la planta. Deben identificarse claramente los procesos con impacto ambiental, los objetivos y restricciones. (Tabla). En algunos casos se producen conflictos entre la produccin y las emisiones de residuos.La mayor parte de la prevencin de la contaminacin se realiza en las primeras etapas del diseoLa aplicacin tecnolgica puede reducir emisiones, pero las mayores reducciones se consiguen con decisiones econmicas que implican el cierre de plantas altamente contaminantes.

Restricciones ambientales en el diseo y objetivos

RestriccionesObjetivosCumplimiento de las normas ambientalesMinimizar el empleo de productos peligrosos en el procesoCumplimiento con los requerimientos para descargas y emisionesMinimizar el impacto considerando los parmetros financierosNo superar la capacidad de tratamiento existente Ejecutar las opciones de prevencin de la contaminacinVertido cero de residuos reguladosMaximizar el empleo de materiales reciclados

Potencial de prevencin de la contaminacin en el diseo

Modificaciones en los procesosLa mejora de la eficacia de los procesos productivos puede minimizar la generacin de residuos.Esta modificaciones pueden incluirTecnologas ms avanzadasCambio a reactivos menos contaminantesCambio en los procesos de limpiezaEmpleo de catalizadoresSegregacin de residuosMejorar la operacin y el mantenimiento

Empleo de las mejores tcnicasNo emplear reactivos en excesoEvitar la adsorcin si el adsorbente no puede regenerarseEmpleo de columnas a vaco para productos lbilesEmpleo de columnas con relleno de alta eficacia para reducir cadas de presinEmplear proceso continuos si el lavado genera grandes cantidades de residuos Empleo de rascadores de pared en cambiadores con productos viscosos

Mejores tcnicasMejorar el diseo de reactoresFacilitar la limpiezaMinimizar vlvulas y obstruccionesRecuperar drenajes, venteos,...Mejorar el control de reactoresMejora de la eficaciaDisminucin reacciones lateralesMejorar los procesos de separacinEmplear separaciones mecnicas si existe ms de una faseEvitar el sobredimensionamiento. Emplear diseos efectivos en un amplio rango de condiciones Favorecer la transferencia del componente minoritarioEmplear factores de separacin elevados

Mejores tcnicasMejorar la limpieza/desengrasadoLimpieza de tanques en contracorrienteSistemas automticos de limpieza a presinMinimizar la prdida de disolventesLimpieza con ultrasonidosLimpieza de equiposReduccin de la frecuencia de limpiezaRecicladoRecuperacin de materialesCambios en el productoAlmacenamientoGestin interna

Ejemplos de prevencin de la contaminacinRecuperacin en el proceso de fabricacin de acrilonitriloDiseo del reactor para la produccin de anhidrido maleico

Fabricacin de acrilinitriloSe obtiene en fase gas en un reactor cataltico a 450C y 2 atm CH3CH=CH2 + NH3 + 1,5 O2 CH2=CHCN + 3 H2OSe emplea catalizador de xidos de Bi y MoEl producto de reaccin contiene:5000 kg/h acrilonitrilo5100 kg/h Vapor de agua 500 kg/h O2 50 kg/h amonio, HCN Acetonitrilo se purifica en un proceso multietapa (Esquema)

Esquema de la recuperacin de acrilinitrilo

Condiciones de operacinSalida cambiador E-101, 94CFlujo agua en absorbedor: 600 kg/hRecuperacin 99,5% acrilonitrilo, 99% amonia, 99% aguaCambiador E-102, 98C Columna destilacin1,03 atmsferas, T condensacin 80C, T ebullidor: 110CRecuperacin en S-112 del 28,7% del acrilonitrilo en S-101Prdida de acrilonitrilo en colas de los 2 flashAcrilonitrilo contiene 3,4% de amonioAgua residual: 11000 kg/hObjetivoRecuperar al menos el 80% del acrilonitriloProducir acrilonitrilo con menos del 1,25% amonio y 0,0025% agua