Copia de...

GUÍA PARA LA CORRECTA SELECCIÓN Y EMPLEO

DE MÉTODOS DE ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES

Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental-SEMARNAT

En cooperación con: Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Norte

Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales Víctor Lichtinger Waisman Secretario Raúl E. Arriaga Becerra Subsecretario de Gestión para la Protección Ambiental Arnaldo Martínez Osegueda Coordinador General de Comunicación Social Jorge Bolaños Cacho-Ruíz Director General de Manejo Integral de Contaminantes Juan Barrera Cordero Director de Gestión Ambiental 1ª edición octubre de 2001 Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales Boulevar Adolfo Ruíz Cortínez 4209, Fracc. Jardines en la Montaña C.P. 14210, Tlalpan D.F. www.semarnat.gob.mx ISBN 968-817-507-2 Esta publicación se realizó con el apoyo económico de la Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Norte. Impreso y hecho en México

Agradecimientos La presente guía contó con la revisión y comentarios de las siguientes organizaciones, instituciones, empresas y personas a las cuales se les agradece su participación:

• PEMEX-Refinación • Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica • Cámara Nacional de la Industria de Aceites, Grasas, Jabones y

Detergentes • Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero • Cámara Minera de México • Cámara Nacional de la Industria Hulera • Cámara Nacional de las Industrias de la Celulosa y del Papel • Cámara Nacional del Cemento • Asociación Nacional de Fabricantes de Cal • Garlock de México, S.A. de C.V. • Corporativo VITRO • Comisión Federal de Electricidad • M. en I. Gustavo Solórzano

Un agradecimiento especial a la Dirección de Gestión Ambiental de la Subsecretaría de Gestión para la Protección Ambiental-SEMARNAT, por sus valiosos comentarios, así como a la Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Norte por su apoyo económico.

Contenido Acrónimos y siglas 7

Lista de figuras 8

Presentación 9

I Introducción 11

1.1 Métodos de estimación de emisiones contaminantes 12

1.1.1 Factores de emisión 12

1.1.2 Uso de datos históricos de muestreo en fuente 17

1.1.3 Balance de materiales 18

1.1.4 Cálculos de ingeniería 19

II Metodología general planteada para la estimación de emisiones 23

III Ejemplos de estimación de emisiones por sector industrial 29

3.1 Industria química 29

3.2 Industria del petróleo y petroquímica 71

3.3 Industria de pinturas y tintas 145

3.4 Industria metalúrgica 158

3.5 Industria automotriz 206

3.6 Industria de la celulosa y el papel 224

3.7 Industria del cemento y la cal 256

3.8 Industria del asbesto 274

3.9 Industria del vidrio 297

3.10 Generación de energía eléctrica 331

3.11 Tratamiento de residuos peligrosos 351

Anexo I. Conversión de unidades de concentración a unidades de

emisión

375

Anexo II. Bitácora de un almacén de residuos peligrosos 377

Anexo III. Compilación de factores de emisión (disco magnético).

Acrónimos y siglas CCA Comisión para la Cooperación Ambiental de América del

Norte CNA Comisión Nacional del Agua

CO Monóxido de carbono

CO2 Bióxido de carbono

CORINAIR Core Inventory Air Emissions Inventario Central de Emisiones Atmosféricas

COV Compuestos orgánicos volátiles

CRETI Corrosivo, Reactivo, Explosivo, Tóxico e Inflamable

Fe Factor de emisión

HC Hidrocarburos no quemados

INE Instituto Nacional de Ecología

NOx Óxidos de nitrógeno

PM Partículas

RETC Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes

RPBI Residuos Peligrosos Biológico Infecciosos

SEMARNAP Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca

SEMARNAT Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (antes SEMARNAP)

SO2 Bióxido de azufre

UNECE United Nations Economic Commission for Europe Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa

USEPA United States Environmental Protection Agency Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos

Lista de figuras

3.1 Diagrama de proceso para la producción de fármacos. 30

3.2 Diagrama de proceso para la producción de detergente en polvo. 47

3.3 Diagrama de proceso para la refinación de petróleo. 75

3.4 Diagrama de proceso para la fabricación de pintura base

solvente.

146

3.5 Diagrama de proceso para la producción de acero. 161

3.5a Diagrama de proceso para la elaboración de piezas fundidas de

hierro y acero.

162

3.6 Comportamiento de los contaminantes con relación a las

variaciones en el consumo de materia prima en cada año

muestreado (parte a).

189

3.7 Comportamiento de los contaminantes con relación a las

variaciones en el consumo de materia prima en cada año

muestreado (parte b).

189

3.8 Diagrama de proceso para la producción de llantas y cámaras

neumáticas.

208

3.9a Diagrama de proceso para la fabricación de celulosa. 230

3.9b Diagrama de proceso para la fabricación de papel. 230

3.10 Diagrama de proceso para la elaboración de cemento. 257

3.11 Diagrama de proceso para la fabricación de hilo de asbesto. 275

3.12 Diagrama de proceso para la producción de envases de vidrio. 209

3.13 Diagrama de proceso para la generación de energía eléctrica en

una termoeléctrica de ciclo combinado.

333

3.14 Diagrama de proceso para el tratamiento de residuos biológico

infecciosos.

353

Presentación La guía que se ha elaborado representa un esfuerzo conjunto entre la SEMARNAT, la Comisión para la Cooperación Ambiental de América del Norte (CCA) y el sector industrial para desarrollar una herramienta de apoyo para los representantes, gerentes, técnicos, supervisores y operadores de diferentes giros industriales, en el empleo de métodos de estimación para el reporte de emisiones contaminantes en la Cédula de Operación Anual (COA).

La COA provee información ambiental de las industrias al Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes (RETC); consecuentemente, la calidad de su información se ve directamente reflejada en éste, que al contener las sustancias de prioridad ambiental, así como sus cantidades y ubicación, constituye un instrumento de información para la participación corresponsable del sector privado, organizaciones civiles y educativas, y gobierno, con relación al uso y regulación de estas sustancias.

En el segundo informe del RETC se advierte que pese a tres ciclos de reporte de la COA, la información no es satisfactoria, debido, entre otras causas, a la falta del reporte de emisiones y a su llenado erróneo. Ante esta situación, la presente guía se propone como una herramienta asequible para promover el uso de métodos de estimación, como una opción técnicamente válida para la cuantificación y reporte de emisiones. Los métodos sugeridos y aprobados por las autoridades ambientales son: factores de emisión, datos históricos de muestreo en fuente, balance de materiales, cálculos de ingeniería y modelos matemáticos.

La guía consta de doce ejemplos de estimación de emisiones, uno para cada sector industrial de jurisdicción federal, a excepción de la industria química, que por la amplia variedad de procesos comprendidos en este sector fue preciso realizar dos ejemplos. Para cada sector se selecciona un proceso característico, del cual se describen las operaciones esenciales y se elabora su diagrama bajo los lineamientos de la COA. A partir de éste se identifican las fuentes de contaminación y se calculan sus emisiones al

agua, suelo y/o aire, exentas de una medición directa según el marco normativo vigente.

Se anexa a la guía un disco magnético que contiene una base de datos que compila factores de emisión, los cuales por su simplicidad de uso, costo mínimo y fácil acceso, constituyen un importante apoyo para la estimación de emisiones. Finalmente, es conveniente mencionar que este documento se complementa con las guías industriales realizadas previamente por la SEMARNAT para 15 sectores industriales.

CAPÍTULO I

Introducción La medición de sustancias contaminantes se realiza con diferentes propósitos, entre los que se pueden mencionar el determinar los efectos sobre la salud y los ecosistemas, evaluar la eficacia de los programas de prevención de la contaminación implementados, analizar la eficiencia de tecnologías de control de emisiones, dar cumplimiento a la normatividad, establecer requerimientos regulatorios y para definir la calidad del ambiente.

La experiencia internacional resalta la importancia de elaborar inventarios o registros de emisión, donde además de incluir el tipo y cantidad de sustancia emitida, se señale la fuente generadora y su ubicación; reiterando que deben de realizarse a nivel de sustancia, ya que solo de esta forma es posible realizar su seguimiento a lo largo de su ciclo de vida1 y evaluar con claridad sus efectos.

A este respecto se han desarrollo diferentes métodos para cuantificar emisiones contaminantes, que en términos generales se diferencian en directos e indirectos o de estimación. La medición directa de sustancias en la fuente de emisión resulta el método más confiable para determinar las cantidades de emisión. Por lo tanto, cuando es posible obtener los datos de esta manera, siempre es preferible medir en vez de estimar. Sin embargo, la medición directa de emisiones implica procedimientos de muestreo, personal especializado y requerimientos de equipos e instrumentos analíticos, lo que resulta en costos adicionales a la empresa. Consecuentemente, se emplean métodos de estimación que en forma indirecta permiten cuantificar las emisiones.

La Cédula de Operación Anual (COA), al igual que el Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes (RETC), contemplan como una innovación importante en los criterios de gestión ambiental, el reporte

1 Incluye su formación, emisión, transporte y disposición final.

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GUÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE CONTAMINANTES

de emisiones a la autoridad utilizando métodos indirectos para aquellas sustancias cuyas emisiones no se encuentran normadas. 1.1.MÉTODOS DE ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES Los métodos de estimación aceptados por la SEMARNAT para la cuantificación de emisiones son: factores de emisión, uso de datos históricos de muestreo en fuente, balance de materiales, cálculos de ingeniería y modelos matemáticos. A continuación se describe cada uno de éstos, a excepción del último, cuya aplicación rebasa los alcances de este documento. 1.1.1 Factores de emisión Un factor de emisión es un valor representativo que relaciona la cantidad emitida de un contaminante con una actividad o parámetro asociado al proceso. Usualmente se expresa como el peso de un contaminante dividido entre una unidad de volumen, peso, distancia o duración de la actividad que emite el contaminante, por ejemplo, kilogramos de partículas por tonelada de hierro gris producido, o kilogramos de compuestos orgánicos volátiles por días de operación de la planta industrial.

La forma general para el cálculo de las emisiones empleando un factor de emisión es:

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

100ER1NA*FEE

donde: E es la emisión del contaminante, FE es el factor de emisión; NA es el nivel de actividad (expresado como consumo de combustible, cantidad de producción, materia prima consumida, kilowatts de energía producida, entre otros), y ER es la eficiencia de reducción de emisiones de un equipo de control, expresada en porcentaje (si no existe equipo de control, ER=0).

Si el factor de emisión fue desarrollado considerando la operación de un equipo de control, se ha incorporado ya el término que representa la

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INTRODUCCIÓN

efectividad de dicho sistema (1-ER/100); por lo tanto, la ecuación toma la siguiente forma:

E = FE*NA En la mayoría de los casos un FE es un número, que manifiesta la existencia de la relación lineal entre la emisión y el nivel de actividad. De esta forma, un FE puede ser visto como un modelo simple donde existe una relación directa y lineal entre la emisión de un contaminante y un parámetro específico. a) Desarrollo Los factores de emisión se desarrollan a partir de los resultados obtenidos de una serie de pruebas o mediciones realizadas a una muestra representativa de fuentes, que se ubican dentro de una misma categoría. Por lo tanto, la suposición a considerar para la aplicación de los factores, es que las fuentes a evaluar poseen características similares a las fuentes muestreadas.

La Agencia de Protección Ambiental de EUA (de sus siglas en inglés USEPA) clasifica dichas pruebas en cuatro grupos (USEPA, 20012): A Cuando se hace un número de pruebas en el mismo punto de

emisión con una metodología autorizada, de tal manera que se puede validar estadísticamente el factor obtenido.

B Cuando se realizan pruebas con una metodología aceptada, pero que no se cuenta con resultados suficientemente detallados para una validación adecuada.

C Cuando las pruebas se realizan con una metodología nueva o no autorizada según la normatividad vigente, o bien, por falta de información.

D Cuando las pruebas se realizan con una metodología no aceptada, pero que puede ser usada para establecer el orden de magnitud de la emisión.

2 United States Environmental Protection Agency (2001). Compilation of Air Pollutant Emission Factors, AP-42. Vol. 1. 5ª Edición. Environmental Protection Agency/Clearinghouse for Inventories and Emission Factors (CHIEF). E.U.A. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

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Sobre la base de estas pruebas los factores de emisión se clasifican en:

A

(Excelente)

Cuando el factor de emisión es desarrollado únicamente con pruebas A y a partir de un número significativo de establecimientos industriales, escogidos de manera aleatoria. Además, la fuente de emisión está lo suficientemente especificada de manera que la variabilidad de valores entre la misma población de fuentes es mínima.

B

(Arriba del promedio)

Cuando el factor de emisión es desarrollado con pruebas A y a partir de un número razonable de establecimientos, aún si no está suficientemente claro que la muestra sea aleatoria. Como en el caso de los factores excelentes, la fuente de emisión está bien especificada de manera que la variabilidad de valores entre la misma población de fuentes es mínima.

C

(Promedio)

Cuando el factor de emisión es desarrollado con pruebas de clasificación A o B a partir de un número razonable de establecimientos, aunque no se pueda afirmar que se trata de una muestra aleatoria. Como en los casos anteriores la fuente de emisión está bien especificada.

D

(Debajo del promedio)

Cuando el factor de emisión es desarrollado con pruebas de clasificación A o B, a partir de un número pequeño de establecimientos que no pueden tomarse como una muestra aleatoria de la industria. Además, puede haber evidencias de que existe cierta variabilidad de los valores dentro de la misma población de datos.

E

(Pobre)

Cuando el factor de emisión es desarrollado con pruebas de clasificación C o D, a partir de un número pequeño de establecimientos que no pueden considerarse como una muestra aleatoria de la industria. Además, puede haber evidencias de que existe cierta variabilidad de los valores dentro de la misma población de datos.

b) Tipos - Factores de emisión basados en procesos Estos factores se desarrollan mediante pruebas que consisten en la medición directa de las tasas de emisión de contaminantes para procesos específicos. Los factores se expresan como masa de contaminante emitido por unidad de proceso, por ejemplo, toneladas de partículas por cantidad de clinker procesado, kilogramos de bióxido de azufre por cantidad de combustible consumido.

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INTRODUCCIÓN

Las principales fuentes de consulta para factores de emisión al aire son: AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors (USEPA, 20012), Atmospheric Emission Inventory Guidebook (UNECE,19993) y Rapid Source Inventory Technique preparado para la Organización Mundial de la Salud (Economopoulus, 19934).

Para una disponibilidad inmediata de factores de emisión se anexa a la guía una base de datos que compila los factores de emisión más comunes para diversos procesos industriales, extraídos del documento AP-42. En el caso de que se empleen factores de emisión desarrollados por el propio establecimiento industrial, la memoria de cálculo empleada y el registro de mediciones realizadas para su obtención deberán conservarse y ponerse a disposición de la SEMARNAT, cuando esta lo requiera. - Factores de emisión basados en censos Debido al número y dispersión de algunas fuentes contaminantes (por ejemplo: tintorerías, hospitales y aeropuertos) es necesario agruparlas dentro de una fuente denominada de área, cuya emisión se calcula empleando factores de emisión basados en censos. Este tipo de factores se expresa como masa de contaminante por número de personas, por ejemplo, kilogramos de compuestos orgánicos volátiles (COV) por el tamaño de la población por año. Es importante mencionar que estos factores son más exactos cuando se aplican a una región de igual tamaño a la utilizada para su desarrollo, que cuando se aplica a regiones de menor tamaño (INE,19975).

La fuente bibliográfica que compila este tipo de factores es el AP-42 y el documento Procedures for the Preparation of Emission Inventories for Carbon Monoxide and Precursors of Ozone, (USEPA, 19916).

3 United Nations Economic Commission for Europe (1999). Atmospheric Emission Inventory Guidebook.. Core Inventory Air Emissions. Oficina de información: Palais des Nations, Suiza. 4 Economopoulos, A.P. (1993). Assessment of sources of Air, Water, and Land Pollution - A Guide to Rapid Source Inventory Techniques and their use in Formulating Environmental Control Strategies. Report prepared for World Health Organization, Geneva. 5 Instituto Nacional de Ecología (1997). Manuales del Programa de Inventarios de Emisiones de México. Vol. III. Elaborados por Radian Corporation para la Asociación de Gobernadores del Oeste (Denver, Colorado y el Cómite Asesor Binacional. http://www.ine.gob.mx/dggia/cal_aire/espanol/pubsof.html 6 United States Environmental Protection Agency (1991). Procedures for the Preparation of Emission Inventories for Carbon Monoxide and Precursors of Ozone, Volume I. General Guidance for Stationary Sources. EPA-450/4-91-016.

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c) Aplicación - Emisiones al aire Los factores de emisión se emplean para estimar la emisión al aire de fuentes que presentan características similares con aquellas utilizadas para desarrollarlos, su empleo está muy extendido en programas de administración ambiental (por ejemplo, inventarios de emisión o reportes de emisiones industriales). Las diferentes compilaciones de factores disponibles se enfocan fundamentalmente a contaminantes como partículas o COV, o a compuestos comunes como bióxido de azufre y plomo, pero se ven limitadas para contaminantes específicos. - Emisiones al agua Se utilizan para cuantificar la emisión al agua de contaminantes generados en fuentes puntuales o de área con procesos regulados y bien definidos; la exactitud de la estimación se ve sensiblemente afectada por diferencias en las condiciones en las cuales se aplica, de aquellas donde fueron desarrollados. La variabilidad de la fuente individual y la variabilidad en las características del efluente en el tiempo no se consideran en su totalidad para su desarrollo. Al igual que para contaminantes atmosféricos, los factores disponibles son para contaminantes comunes como nitratos, materia orgánica soluble o sedimentos y no para compuestos específicos como mercurio o cloro.

En general, estos factores son más complejos que los de aire debido a que en la mayoría de los casos involucran más de un parámetro para estimar la emisión, particularmente para fuentes de área. Por ejemplo, la emisión de fertilizantes al agua por las prácticas agrícolas se puede cuantificar empleando un factor de emisión sobre la base de la siguiente ecuación:

Cantidad de contaminante emitido al agua = a*b*c/100 donde: a es la cantidad de fertilizante usado, b es el porcentaje de fertilizante emitido al agua y c es la cantidad de contaminante en el fertilizante.

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INTRODUCCIÓN

- Emisiones al suelo El empleo de factores de emisión para estimar emisiones al suelo es poco usual, ya que las mediciones directas o balance de materiales son utilizados con mayor frecuencia para su cuantificación.

Finalmente, una de las principales ventajas de los factores de emisión es que una gran cantidad de fuentes pueden ser estimadas realizando la medición de una pequeña fracción, además de estimar emisiones de sustancias no susceptibles a medición, usando factores desarrollados sobre la base del conocimiento de las características del proceso. Asimismo, sobresalen por su simplicidad de uso, costo mínimo y fácil acceso.

Para su elección se debe de considerar que:

• Son susceptibles a variaciones locales, por lo que su confiabilidad se define en términos de la similitud entre las condiciones de aplicación y aquellas en las que se desarrollaron.

• Su existencia está limitada a contaminantes comunes. 1.1.2 Uso de datos históricos de muestreo en fuente Cuando se tienen valores ocasionalmente medidos de la emisión de una sustancia (composición de gases emitidos a la atmósfera, caracterización de descargas de aguas residuales o análisis CRETIB, incluyendo composición de residuos peligrosos) es posible emplearlos para estimar la concentración promedio de ésta en los gastos de emisión o estimar su emisión total en un tiempo determinado. Los datos empleados pueden pertenecer a muestreos realizados en el pasado, si las condiciones de operación no han variado, o bien, para otro proceso industrial que pueda justificarse plenamente sea similar al proceso que se reporta.

Este método consiste en utilizar los valores de mediciones de concentraciones y flujos, realizados anteriormente en el proceso a estimar o en un proceso similar de la misma o de otras industrias, para determinar valores actuales. También puede ser aplicado a procesos que presentan algunas variantes, siempre y cuando sea posible inferir la diferencia entre las emisiones contaminantes a partir de las diferencias existentes entre éstos.

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El método se aplica para estimar emisiones a la atmósfera, en aguas residuales y concentraciones de residuos peligrosos.

La validez de éste se basa en que los datos recopilados reúnan los siguientes requisitos:

• Que se deriven de mediciones en muestras representativas, • Que las mediciones hayan sido realizadas mediante procesos

validados y estandarizados, y • Que los procesos entre los que se extrapola sean similares.

1.1.3 Balance de materiales El balance de materiales es el método de estimación más empleado en la industria para evaluar la eficiencia de un proceso, y consiste en la contabilización de las entradas y salidas de los materiales en un proceso, bajo el supuesto que las emisiones son iguales a la diferencia entre la cantidad de materiales que entra y la que sale como producto.

Por consiguiente, para realizar un balance de materiales se tiene que disponer de la información relacionada con las corrientes de materiales de entrada y salida, así como de su composición. Las entradas del proceso u operación unitaria incluyen materias primas (MP), materiales de consumo indirecto (CI), agua (W) o aire (A); y las salidas incluyen productos (P), emisiones al aire (Ea), emisiones al agua (Ew), y emisiones al suelo (Es); por lo que el balance para una sustancia determinada es:

MP + CI = P + Ea + Ew + Es Para resolver esta ecuación sólo se puede desconocer el valor de una incógnita a la vez; por lo tanto, cuando se tiene más de una variable desconocida debe disponerse de información independiente al balance para poder calcularla. Este requerimiento es la principal limitación del método; si se tiene más de un tipo de emisión, las estimaciones deberán obtenerse combinando el balance de materiales con otros métodos de estimación.

Los balances de materiales se pueden realizar para un equipo, proceso o instalación completa. Conociendo el balance para cada equipo, estos pueden agruparse para integrar un balance para el proceso, área de producción o planta completa, y obtener la estimación total de las

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INTRODUCCIÓN

emisiones al aire, agua y suelo de la industria. Asimismo, pueden aplicarse a fuentes de área ya sea a nivel local, regional o nacional (INE, 19975).

Es necesario que el balance de materiales sea realizado por personal técnico capacitado y que la memoria de cálculo se conserve y presente ante la autoridad, si ésta así lo solicita.

Para la elección de este método se debe considerar que:

• No puede ser utilizado en procesos en los que el material reacciona al elaborar los productos o en los que éste sufre cualquier otro cambio químico significativo, a menos que la cinética de reacción de dichos procesos esté bien caracterizada.

• Debido a que las emisiones son calculadas por la diferencia entre el material que entra y el que sale, un pequeño error porcentual en la estimación de entrada o salida puede generar un gran error en la emisión obtenida.

• Por lo tanto, los balances de materiales pueden ser inapropiados cuando se analiza una pequeña diferencia entre dos valores de entrada o salida relativamente grandes (Tomado de Soto,20017).

1.1.4 Cálculos de ingeniería Se basan en la aplicación de principios y criterios de ingeniería correlacionados matemáticamente, como condiciones de equilibrio fisicoquímico y termodinámico de fases, propiedades físicas y químicas de las sustancias, variables y constantes de reacciones químicas y correlaciones y especificaciones de diseño (nomogramas).

La aplicación de este método requiere del conocimiento técnico del proceso, así como del claro entendimiento de las reacciones que suceden en éste y que dan origen a la formación de los contaminantes.

Para la estimación de emisiones existen tres tipos básicos de cálculos de ingeniería: el primero de ellos son las correlaciones de diseño desarrolladas, entre otras, para pérdidas en tanques, pérdidas por el manejo de materiales y descargas de procesos de tratamiento de aguas. El segundo tipo consiste en el uso de especificaciones de diseño de equipo, tal 7 Soto, E. (2001). Metodología para la estimación de emisiones contaminantes al agua. Industria de la Celulosa y Papel. Tesis de maestría en ingeniería ambiental. División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingeniería, UNAM. México.

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como velocidad y eficiencia de remoción, velocidad de secado, etc. Estos tipos de cálculos son frecuentemente usados para estimar emisiones al aire de fuentes puntuales provenientes de equipo anticontaminante; las especificaciones de equipo pueden ser valores derivados de mediciones directas durante la operación o proporcionados por el fabricante, también pueden ser valores promedio publicados para diferentes tipos de equipo y procesos en uso.

El tercer tipo de cálculos se basa en el uso de las propiedades físicas, químicas y condiciones de equilibrio de fases. Estos datos son frecuentemente usados para estimar la concentración de una sustancia presente en una emisión. Por ejemplo, la presión de vapor de una sustancia puede ser combinada con la ley de los gases ideales para estimar su concentración en el aire; su solubilidad se puede usar para estimar sus emisiones en aguas residuales o residuos líquidos, o bien, la estequiometría de una reacción puede emplearse para evaluar su concentración final esperada al aplicar el principio de equilibrio de reacción y de reactivo limitante.

Para el uso de este método se debe considerar que:

• Su aplicación requiere del conocimiento técnico del proceso, así como el entendimiento de las reacciones que suceden dentro del mismo.

• Los nomogramas y formulación empírica deben ser evaluados por personal técnico capacitado.

Cada uno de los métodos antes mencionados posee ventajas y desventajas, tanto técnicas como económicas, que se deben considerar para su aplicación. Como apoyo a esta elección en la tabla 1 se presenta una comparación entre los métodos de estimación descritos, incluyendo a los modelos matemáticos, que aunque su revisión no corresponde a este trabajo es un método válido para la cuantificación de emisiones.

INTRODUCCIÓN

Tabla 1. Comparativo de métodos de estimación de contaminantes.

MÉTODO CONTAMINANTE EMISIÓN ESCALA

ESPACIAL TIEMPO

REQUERIDO FACTOR

ECONÓMICO

Medición directa

Se tiende a cubrir contaminantes específicos

Limitada a punto de emisión

Se aplica a una etapa del proceso o a un punto de emisión particular

El necesario para mediciones y análisis

Alto costo en función del número de mediciones

Factores de emisión

Depende de los datos existentes

Cualquier tipo de emisión

Se aplica a todas las escalas

Depende de la existencia del factor y la accesibilidad de la información

Bajo costo

Datos históricos

Procesos conocidos

Emisiones puntuales

Para procesos o puntos específicos

Depende del proceso y la accesibilidad de la información

Alto costo por acceso a la información

Balance de materiales

Requiere conocimiento del proceso y reacciones

Se usa para emisiones difusas y puntuales

No tiene alta resolución espacial

Depende de la experiencia y complejidad del proceso

El costo se mide en función del tiempo de análisis

Cálculos de ingeniería

Siempre aplica Siempre aplica Siempre aplica Depende de la experiencia y datos disponibles

El costo se mide en función del tiempo de análisis

Modelos matemáticos

Requiere conocimiento del proceso y reacciones

Emisiones puntuales

Para puntos específicos

Depende de la experiencia y datos disponibles

Los programas por lo general son costosos y es necesario que los realice una persona con experiencia en ellos

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CAPÍTULO II

Metodología General Planteada para la Estimación de Emisiones Contaminantes

La guía consta de doce ejemplos de estimación de emisiones, uno para cada sector industrial de jurisdicción federal, a excepción de la industria química, que por la amplia variedad de procesos comprendidos en el sector fue preciso realizar dos ejemplos. Para cada sector se seleccionó un proceso industrial representativo y a partir de éste se realizan las estimaciones. Es recomendable que se revise la totalidad de los ejemplos, ya que algunas estimaciones pueden resultar complementarias o bien, corresponder a una actividad específica que se tenga en el proceso.

La metodología utilizada para la estimación de emisiones de los procesos seleccionados presenta la siguiente secuencia de pasos, los cuales se recomienda tomar como guía para la cuantificación de emisiones de procesos particulares: a) Descripción del proceso industrial, elaboración del diagrama de funcionamiento e identificación de fuentes de emisión de contaminantes.

El primer paso para la estimación de emisiones consiste en la identificación de las fuentes de emisión, para esto es necesario conocer las principales operaciones que se realizan en el proceso y que están involucradas con la generación o emisión de contaminantes; por lo tanto, resulta útil hacer una descripción del proceso y sobre ésta elaborar un diagrama de funcionamiento.

En el diagrama deben señalarse las entradas y salidas de materia, considerando como entradas los insumos directos e indirectos y requerimientos de combustible y agua, y como salidas las emisiones al aire, aguas residuales y generación de residuos sólidos y/o peligrosos, tal y como lo establece la COA. Esta indicación es básica para la identificación de

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GUÍA PARA LA ESTIMACIÓN DE EMISIONES

los contaminantes, ya que estos pueden entrar como materia prima, como material de consumo indirecto, o bien, generarse como producto, subproducto o residuo. b) Estimación de emisiones

De acuerdo con el formato de la COA la estimación de emisiones para cada ejemplo se divide en 4 secciones:

♦ Contaminación atmosférica ♦ Descarga de aguas residuales ♦ Generación de residuos peligrosos ♦ Emisión de sustancias RETC

b1. Contaminación atmosférica Los contaminantes a reportar en esta sección son: bióxido de azufre

(SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), partículas (PM), hidrocarburos no quemados (HC), monóxido de carbono (CO), bióxido de carbono (CO2) y/o compuestos orgánicos volátiles (COV). Por consiguiente, es preciso identificar en el diagrama el equipo, maquinaria o actividad que los emite. Una vez identificados es necesario diferenciar que actividad o equipo se encuentra normado y para que contaminante, esto con la finalidad de no contravenir la normatividad en la materia1,2.

En este sentido, en los ejemplos se presenta un primer cuadro que contiene todos los equipos, maquinaria y actividades que generan los contaminantes inicialmente señalados. Un segundo cuadro presenta los contaminantes y equipos normados, y las características que conllevan a su normatividad, por ejemplo, la capacidad del equipo de combustión o el tipo de combustible utilizado. Finalmente, un tercer cuadro muestra el equipo y contaminantes no normados, para los cuales es factible emplear

1 Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html2 En el anexo 1 se muestra como convertir valores de concentración obtenidos de muestreos directos o en fuente, a valores de emisión.

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http://www.ine.gob.mx/dggia/retc/coa/guias.html

METODOLOGÍA DE ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES

un método indirecto, ya sean factores de emisión, balance de materiales, datos históricos de muestreo en fuente o cálculos de ingeniería.

En congruencia con el orden de reporte de emisiones en la COA se inicia con la estimación de las emisiones de SO2 y se finaliza con la emisión de COV. Para cada maquinaria, actividad o equipo generador se señala el método indirecto a utilizar, así como la fórmula general de cálculo.

Según el método seleccionado es necesario recabar la información pertinente para su aplicación, pudiendo ser: consumo de combustible, producción anual, cantidad de materia prima, concentración histórica de una determinada sustancia, registro del flujo de aire en una chimenea o de agua en un ducto, etcétera.

Las emisiones estimadas para cada contaminante se presentan en tablas que poseen el mismo formato solicitado por la COA para su reporte, con el objeto de ejemplificar el correcto llenado de las mismas.

Es importante mencionar que existe un gran número de sustancias emitidas al aire, diferentes a las solicitadas en esta sección e incluidas en la tabla 12 del formato de la COA, cuya emisión puede ser cuantificada por un método indirecto. Dicha cuantificación se presenta en la sección correspondiente a la emisión de sustancias RETC (sección V del formato COA).

b.2 Descarga de aguas residuales De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a

fuentes fijas3, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de la Comisión Nacional del Agua (CNA), se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.

Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente.

3 Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

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Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 (Capítulo III), correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas).

De igual forma, existe un gran número de sustancias presentes en las descargas de aguas residuales incluidas en la tabla 12 del formato de la COA, cuya emisión puede ser cuantificada por un método indirecto. Dicha cuantificación se presenta en la sección correspondiente a la emisión de sustancias RETC (sección V del formato de la COA).

b3. Generación de residuos peligrosos Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la

cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrosos4; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 del siguiente capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA, a partir de la información contenida en la bitácora del almacén de residuos peligrosos.

b4. Emisión de sustancias RETC Las sustancias sujetas a reporte en la sección V del formato de la COA

corresponden al Listado de Sustancias del Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes, seleccionadas por su toxicidad5,

4 Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html5 Característica de ciertas sustancias con efectos letales, crónicos y subcrónicos sobre fauna y principalmente sobre la salud humana.

26


METODOLOGÍA DE ESTIMACIÓN DE EMISIONES CONTAMINANTES

persistencia ambiental6 y bioacumulación7, éstas se enumeran en la tabla 12 del formato de la COA.

La identificación de éstas en el proceso debe partir de la revisión de los registros de compra de materiales, información de proveedores y registros de control de calidad de los productos. Una relación general de sustancias contaminantes identificadas en 15 giros industriales, se presenta en las guías industriales del INE, localizadas en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dggia/retc/coa/guias.html

Una vez identificadas las sustancias a reportar en el proceso productivo, se deben localizar las fuentes de emisión. Aunque no necesariamente en todas las emisiones del proceso se emiten estas sustancias, es conveniente partir de la identificación general de las fuentes de emisión y revisar en que operaciones se alimentan o generan para lograr inferir su emisión.

En este sentido, en cada ejemplo de la guía se presenta un cuadro que enlista las sustancias RETC identificadas en el proceso y su punto de emisión, así como el método seleccionado para su cuantificación. Posteriormente, se procede a calcular la emisión de cada sustancia en el siguiente orden:

♦ Emisiones al aire ♦ Emisiones a cuerpos de agua ♦ Emisiones al suelo Según el método seleccionado se presenta la fórmula general de cálculo

y la información requerida para su aplicación. Las emisiones estimadas para cada sustancia se presentan en tablas que

poseen el mismo formato solicitado por la COA para su reporte, con el objeto de ejemplificar el correcto llenado de las mismas. NOTAS ACLARATORIAS

Los ejemplos expuestos tienen el propósito de describir la aplicación de métodos indirectos para la estimación de emisiones, y no las

6 Característica de ciertas sustancias de permanecer en el ambiente, debido a su resistencia a la degradación química o biológica asociada a los procesos naturales. 7 Tendencia de ciertas sustancias a acumularse en los tejidos de organismos vivos.

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condiciones de trabajo de un determinado sector productivo. Por lo tanto, los parámetros de operación son ilustrativos y no deben de considerarse representativos de ningún caso en particular.

Es apropiado reiterar que la cuantificación de emisiones utilizando

métodos indirectos solo es posible para aquellos contaminantes que no se encuentran normados, en caso contrario, éstos deberán ser medidos conforme a los métodos establecidos en las normas correspondientes.

En los ejemplos desarrollados se incluye la estimación de emisiones

provenientes de los procesos de combustión, en donde se descargan además de los típicos gases de combustión (CO, CO2, NOx, y en algunos casos SO2 e HC), metales traza como arsénico, cadmio, cromo, plomo, níquel, entre otros. A este respecto es importante aclarar que estas emisiones se derivan específicamente por la composición de los combustibles, deslindado entonces dicha emisión del empleo de materias primas, conteniendo tales metales, en el proceso productivo, salvo que se especifique lo contrario en el proceso. Asimismo, es apropiado remarcar que estas emisiones son traza, es decir, corresponden a cantidades mínimas de emisión; no obstante, su cuantificación es relevante si se quiere contar con un registro nacional de emisiones completo.

Los factores de emisión deben seleccionarse sobre la base de las

características de los equipos y actividades realizadas en el proceso. En el caso de los ejemplos de esta guía, los factores de emisión utilizados corresponden a las características de equipos y actividades propuestas en los procesos. En el anexo 3 se presenta la confiabilidad e información adicional de los factores de emisión disponibles en el documento AP-42 de la USEPA, incluidos los utilizados en los ejemplos.

Finalmente, resulta indispensable aclarar que las estimaciones que se

realizan en los ejemplos parten de información supuesta y no de datos reales; por tanto, tales emisiones no deben utilizarse con fines estadísticos, ni como punto de comparación con reportes de emisiones oficiales.

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CAPÍTULO III

Ejemplos de estimación de emisiones por sector industrial

3.1 INDUSTRIA QUÍMICA

3.1.1 ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE FÁRMACOS Una gran gama de productos individuales categorizados como fármacos se producen, generalmente, en cantidades pequeñas utilizando procesos batch; con frecuencia las plantas usan el mismo equipo para elaborar diferentes productos1/. A continuación se describe el proceso para la elaboración de fármacos. 3.1.1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Manipulación de materias primas Una gran diversidad de sustancias orgánicas se utilizan como reactivos (materia prima) y como disolventes; éstos últimos son empleados como medios de reacción o de extracción, pudiendo mencionar al etanol, acetona, isopropanol y anhídrido acético. Generalmente, los disolventes se recuperan y se usan varias veces en un mismo proceso. Reacción En un típico proceso batch, los reactivos sólidos y disolventes se cargan a un reactor para la formación del producto deseado, en algunas ocasiones es necesario aplicar calor para su formación. El disolvente se destila y el producto crudo se trata con disolventes adicionales cuantas veces sea necesario para lograr su purificación.

Algunos fármacos, especialmente los antibióticos, se producen por procesos de fermentación. En este caso, el reactor contiene nutrientes

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acuosos mezclados con organismos vivos como hongos o bacterias. El antibiótico crudo se recupera por extracción con disolventes y se purifica básicamente por los mismos métodos descritos para fármacos sintetizados químicamente. Similarmente, otros fármacos se producen por extracción de plantas naturales o animales; el producto de la insulina de cerdo o del páncreas de vaca son un ejemplo. Los procesos de extracción son muy similares a los realizados para antibióticos. Secado y tamizado El producto purificado se separa del disolvente remanente por centrifugación y se seca para remover las trazas finales de éste. El disolvente se recupera y reutiliza en el proceso. Almacenamiento Finalmente, el producto terminado se empaqueta de acuerdo a sus características y se almacena para su posterior distribución.

La recuperación y reutilización del disolvente en cada paso del proceso se realiza, tanto por razones económicas, como para la protección de los trabajadores, es por esto que las emisiones son controladas y minimizadas como parte de las operaciones normales de la planta. Dentro de los equipos utilizados para el reuso de los disolventes se encuentran los condensadores con o sin adsorbedores de carbón. Si el objetivo es eliminarlos se pueden emplear lavadores de gases o incineradores1/.

30

3.1.1.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA Las emisiones al aire corresponden principalmente a compuestos orgánicos y en algunos casos a partículas. De acuerdo con el diagrama de proceso de la figura 3.1 la generación de contaminantes atmosféricos se genera en las siguientes actividades y equipos (cuadro 3.1).

Cuadro 3.1 Fuentes generadoras de contaminantes atmosféricos. Punto de generación Nombre del equipo o actividad Contaminante generado

1 Manipulación de materias primas Partículas 2 Reacción Partículas, COV 4 Secado Partículas, COV 5 Tamizado Partículas 6 Almacenamiento del producto Polvos 7 Planta de tratamiento de aguas

residuales COV

9 Tanques de almacenamiento COV En este ejemplo, las emisiones de partículas de las actividades de secado y reacción, así como las generadas en el tamizado corresponden a emisiones

31


conducidas; por lo tanto, éstas deben de ser medidas directamente según lo establecido en la NOM–043-ECOL-1993a. Por su parte, las emisiones en la manipulación de materias primas y almacenamiento de producto son fugitivas, cuya magnitud se considera no significativa.

En el cuadro 3.2 se presentan los equipos y contaminantes sujetos a medición directa según la norma antes señalada.

Cuadro 3.2 Equipos y contaminantes normados. Punto de

generación Nombre del equipo

o actividad Capacidad Tipo de combustible Norma Contaminante

normado 2 Reacción NA NA NOM-043-

ECOL-1993 Partículas

4 Secado NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

5 Tamizado NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

En vista de la gran diversidad de procesos batch, que generalmente puede llegar a tener una sola planta, no resulta práctico evaluar las emisiones en cada paso o equipo utilizado. Si se considera que las principales emisiones al aire corresponden a disolventes orgánicos, resulta más conveniente evaluarlas tomando en cuenta el tipo, cantidad y uso de disolventes empleados en toda la planta. Por lo anterior, las emisiones se estiman mediante un balance de materiales. En el cuadro 3.3 se señalan las contaminantes a evaluar.

3.3 Equipos y contaminantes no normados. Punto de


o actividad Contaminante no normado Método de estimación

2 Reacción COV Balance de materiales 4 Secado COV Balance de materiales

La estimación de emisiones de COV de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de los tanques de almacenamiento de combustible no se realizan en este ejemplo, debido a que rebasan los alcances de esta guía. No obstante, a continuación se citan los modelos empleados para cuantificarlas: modelo Surface Impoundment Modeling System (SIMS) para plantas de tratamiento de aguas residuales, el cual puede obtenerse del a Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html

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INDUSTRIA QUÍMICA

EPA’s Clearinghouse For Inventories and Emission Factors (CHIEF) electronic bulletin board (BB) y el modelo TANKS para tanques de almacenamiento, disponible en la siguiente página web: http://www.epa.gov/ttn/chief/software/tanks/index.html Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante Las emisiones se calculan a partir de un balance de materiales, sobre la base de la siguiente ecuación:

Mdx = Mdpx + Eax + Ewx + Esx + Eix (1)

donde: Mdx es la cantidad de sustancia x consumida al año Mdpx es la cantidad de sustancia x en el producto Eax es la cantidad emitida al aire de la sustancia x Ewx es la cantidad emitida al agua de la sustancia x Esx es la cantidad emitida al suelo de la sustancia x Eix es la cantidad incinerada de la sustancia x

A partir de una investigación realizada en las plantas productoras de farmacéuticos, la USEPA reporta porcentajes de disposición final para diferentes disolventes, obtenidos de la cantidad consumida de éstos en las plantas (cuadro 3.4).

Cuadro 3.4 Porcentajes de disposición final de algunos disolventes utilizados en la elaboración de fármacos.

% de disposición final Densidad Sustancia

aire Agua incineración residuo sólido producto lb/gal kg/lt

1,4-Dioxano 5 95 8.6 1.03 Tetracloruro de carbono

11 7 82 13.3 1.59

Etanol 10 6 7 1 76 6.6 0.79 Formaldehído 19 77 4 Cloruro de metileno

53 5 20 22 11.1 1.33

Metil etil cetona 65 12 23 6.7 0.8 Metil isobutil cetona

80 20 6.7 0.8

Tricloroetano 100 11.3 1.35 Xileno 6 19 70 5 7.2 0.86 Benceno 29 37 16 8 10 7.3 0.87 Piridina 100 8.2 0.97 Tolueno 31 14 26 29 7.2 0.86 Cloroformo 57 5 38 12.5 1.47 o-Diclorobenceno 2 98 10.9 1.3

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http://www.epa.gov/ttn/chief/software/tanks/index.html


Fuente: USEPA (1995)1/. Es importante mencionar que en el cuadro 3.4 se presentan algunos disolventes comúnmente empleados en México, por lo que si se requiere información adicional es preciso consultar el documento original.

Con esta información, la ecuación 1 puede reescribirse de la siguiente forma para calcular las emisiones al aire:

Eax = (Mdx) (% aire) (2)

donde: Eax es la cantidad emitida al aire de la sustancia x en kg

Mdx es la cantidad de sustancia x consumida al año en kg % aire es la cantidad porcentual que se emite al aire de la sustancia x

Si la cantidad de sustancia consumida se tiene en unidades de volumen es preciso multiplicarla por la densidad de la sustancia.

Eax = (Mdx) (% aire) (δx) (3)

donde: δ es la densidad de la sustancia x

− Compuestos Orgánicos Volátiles

Debido a que en esta sección se debe de reportar la cantidad total de COV es necesario calcular la emisión de cada sustancia volátil y posteriormente sumarlas para obtener la emisión total. En el cuadro 3.5 se presentan las sustancias volátiles que se utilizan en la planta tomada como ejemplo, así como su consumo anual.

3.5 Consumo anual de disolventes. Sustancia Cantidad consumida (l/año)

1,4-Dioxano 48 Tetracloruro de carbono 205 Etanol 1,820 Formaldehído 123* Cloruro de metileno 362 Metil etil cetona 149 Metil isobutil cetona 80 Tricloroetano 152 Xileno 411

34

INDUSTRIA QUÍMICA

Benceno 236 Piridina 623*

3.5 Consumo anual de disolventes (continuación).

Sustancia Cantidad consumida (l/año)

Tolueno 942 Cloroformo 1,283.12 o-Diclorobenceno 425

* kg/año Sobre la base de esta información y utilizando la ecuación 2 o 3 según corresponda se calculan sus emisiones:

• 1,4 Dioxano

E1,4 Dioxano = (48 l/año)(1.03 kg/l)(0.05) = 2.47 kg/año • Tetracloruro de carbono

ETetracloruro de carbono = (205 l/año)(1.59 kg/l)(0.11) = 35.85 kg/año • Etanol

EEtanol = (1,820 l/año)(0.79 kg/l)(0.10) = 143.78 kg/año • Formaldehído

EFormaldehído = (123 kg/año)(0.19) = 23.37 kg/año • Cloruro de metileno

ECloruro de metileno = (362 l/año)(1.33 kg/l)(0.53) = 255.17 kg/año • Metil etil cetona

EMetil etil cetona = (149 l/año)(0.8 kg/l)(0.65) = 77.48 kg/año • Metil isobutil cetona

EMetil isobutil cetona = (80 l/año)(0.8 kg/l)(0.80) = 51.2 kg/año • Tricloroetano

ETricloroetano = (152 l/año)(1.35 kg/l)(1.0) = 205.2 kg/año • Xileno

EXileno = (411 l/año)(0.86 kg/l)(0.06) = 21.2 kg/año • Benceno

Ebenceno = (236 l/año)(0.87 kg/l)(0.29) = 59.54 kg/año • Tolueno

Etolueno= (942 l/año)(0.86 kg/l)(0.31) = 251.14 kg/año • Cloroformo

Ecloroformo= (1,283.12 l/año)(1.47 kg/l)(0.57) = 1,075.13 kg/año • o-Diclorobenceno

Eo-Diclorobenceno= (425 l/año)(1.3 kg/l)(0.02) = 11.05 kg/año

35


Para obtener la emisión total se realiza la sumatoria de estas emisiones. Esto es:

(4) ∑=n

xxEaECOV

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles en kg Eax es la emisión anual de la sustancia x

por lo tanto:

ECOV = 2,212.58 kg/año

Bajo el supuesto de que los principales puntos de generación de COV corresponden a la reacción y secado del producto, las emisiones totales calculadas se le atribuyen al punto de emisión 3, según el diagrama de proceso (figura 3.1), AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LAS EMISIONES CALCULADAS CORRESPONDEN A TODA LA PLANTA.

El llenado de la tabla 2.3.7 de la COA con las emisiones calculadas se presenta a continuación:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de

estimación Clave Eficiencia

(%) Método de estimación

4 2,212.58 Kg BM NA NA NA

3.1.1.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasb, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de

b Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

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INDUSTRIA QUÍMICA

reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.

A continuación se muestra el llenado de la tabla 3.2.2 del formato COA con concentraciones promedio obtenidas de los reportes trimestrales entregados a CNA:

Punto de emisión Parámetro3

7

Volumen anual [metros cúbicos] 14,683

Potencial de hidrógeno (pH) 7.5

Temperatura [ºC] 23.6

Grasas y aceites [mg/l] 9

Materia flotante (presente o ausente) Ausente

Sólidos sedimentables [ml/l] 0.254

Sólidos suspendidos totales [mg/l] 20.666

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)

[mg/l]

191.6

Arsénico total [mg/l] NA

Cadmio total [mg/l] 0.009

Cianuro total [mg/l] 0.007

Cobre total [mg/l] 0.102

Cromo hexavalente [mg/l] 0.015

Fósforo total [mg/l] 0.996

Mercurio total [mg/l] NA

Níquel total [mg/l] NA

Nitrógeno total [mg/l] 19.960

Plomo total [mg/l] NA

Zinc total [mg/l] 0.107

Coliformes fecales [NMP/100 ml] NA

Huevos de helmintos [organismos/l] NA

Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC,

37


por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). 3.1.1.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososc; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. En este ejemplo solo se ilustra el llenado de la sección IV del formato COA, a través de la bitácora del almacén de residuos peligrosos de la planta.

De acuerdo a esta bitácora (anexo 2) en el año 2000 se cuantificaron los siguientes residuos peligrosos (cuadro 3.6).

c Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

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INDUSTRIA QUÍMICA

Cuadro 3.6 Residuos peligrosos generados en el año 2000. Residuo generado CRETIB Clasificación NOM

052 Origen

Productos caducos T RP15.2/01 Área 5

Residuos de producción B RP15.1/01 Área 8

Arena contaminada T RP15.1/03 Área 5

Tambos y cubetas vacíos T RPNE1.1/01 Almacén

Aceites gastados T,I RPNE1.1/03 Área 10

Solventes usados T RPNE1.1/09 Área 10 Tolueno T,I RPNE1.1/11 Área 10

Mezclas de solventes gastados T,I RPNE1.1/11 Área 10 Residuos de la enfermería (sangre)

B RPNE1.2/01 Enfermería

Residuos de la enfermería (materiales de curación)

B RPNE1.2/06 Enfermería

Residuos de laboratorio B RPNE1.2/02 Laboratorio

Las cantidades mensuales reportadas en ésta deben ser sumadas para obtener la cantidad anual generada para cada residuo y para cada área de la planta (cuadro 3.7).

Cuadro 3.7 Generación anual de residuos peligrosos. Residuo Generado CRETIB Clasificación

NOM 052 Origen Cantidad anual

Productos caducos T RP15.2/01 Área 5 1854.9 kg

Residuos de producción B RP15.1/01 Área 8 84 kg

Arena contaminada T RP15.1/03 Área 5 48.8 kg

Tambos y cubetas vacíos T RPNE1.1/01 Almacén 899.8 kg

Aceites gastados T,I RPNE1.1/03 Área 10 94.5 lt

Solventes usados T RPNE1.1/09 Área 10 223.2 lt

Tolueno T,I RPNE1.1/11 Área 10 189.5 lt

Mezclas de solventes gastados

T,I RPNE1.1/11 Área 10 644 lt

Residuos de la enfermería (sangre)

B RPNE1.2/01 Enfermería 1.9 lt

Residuos de la enfermería (materiales de curación)

B RPNE1.2/06 Enfermería 26.7 kg

Residuos de laboratorio B RPNE1.2/02 Laboratorio 92.3 kg

De acuerdo al diagrama de proceso (figura 3.1), las áreas de generación de residuos peligrosos se presentan en el cuadro 3.8.

39


Cuadro 3.8 Áreas de generación de residuos peligrosos. Origen Punto de generación

área 5 Almacenamiento de producto terminado 6 área 8 Almacenamiento de producto terminado 6 almacén Almacén de residuos peligrosos 8 área 10 Servicios y mantenimiento 12 enfermería Enfermería 11 Laboratorio Laboratorio 10

Con estos datos se llena la tabla 4.1 del instructivo de la COA:

Identificación del residuo Generación anual Tratamiento in situ

Punto de generación NOM-052-

ECOL-93 Clave C R E T I B Cantidad Unidad Clave

Cantidad

anual tratada

Unidad

6 RP15.2/01 SO4 X 1854.9 Kg NA 6 RP15.1/01 BI4 X 84 Kg NA 6 RP15.1/03 SO4 X 48.8 Kg NA 8 RPNE1.1/

01 O X 899.8 kg NA

12 RPNE1.1/03

O1 X X 94.5 lt NA

12 RPNE1.1/09

S1 X 223.2 lt NA

12 RPNE1.1/11

S1 X X 189.5 lt NA

12 RPNE1.1/11

S2 X X 644 lt NA

11 RPNE1.2/01

BI5 X 1.9 lt NA

11 RPNE1.2/06

BI4 X 26.7 kg NA

10 RPNE1.2/02

BI4 X 92.3 kg NA

3.1.1.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Las sustancias RETC emitidas en el proceso de producción de farmacéuticos se enlistan en el cuadro 3.4, las cuales se derivan de su empleo como disolventes. Sobre la base de esta información se estima la cantidad de sustancia emitida a cada medio. Emisión al aire de sustancias RETC Las emisiones al aire de sustancias RETC emitidas en el proceso se calcularon en la sección de contaminación atmosférica para determinar la emisión de COV; por lo tanto, en esta sección se presenta únicamente el llenado de la tabla 5.21 del formato de la COA con estas emisiones. Bajo el

40

INDUSTRIA QUÍMICA

supuesto de que los principales puntos de generación de sustancias volátiles corresponden a la reacción y secado del producto, las emisiones calculadas se le atribuyen al punto de emisión 3, según el diagrama de proceso (figura 3.1), AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LAS EMISIONES CALCULADAS CORRESPONDEN A TODA LA PLANTA.

Identificación de sustancias listadas Emisión anual

Nombre Clave Punto de emisión

Cantidad Unidad Método de estimación

1,4-Dioxano 123-91-1 3 2.47 kg BM Tetracloruro de carbono 56-23-5 3 35.85 kg BM

Etanol 64-17-5 3 143.78 kg BM Formaldehído 50-00-0 3 23.37 kg BM Cloruro de metileno 75-09-2 3 255.17 kg BM

Metil etil cetona 78-93-3 3 77.48 kg BM Metil isobutil cetona 108-10-1 3 51.2 kg BM

Tricloroetano 71-55-6 3 205.2 kg BM Xileno 1330-20-7 3 21.2 kg BM Benceno 71-43-2 3 59.54 kg BM Tolueno 108-88-3 3 251.14 kg BM Cloroformo 67-66-3 3 1,075.13 kg BM o-Diclorobenceno 95-50-1 3 11.05 kg BM

Emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC Sobre la base de la información de los cuadros 3.4 y 3.5, y utilizando la ecuación 2 ó 3, según corresponda, a continuación se estiman las emisiones al agua de sustancias RETC:

• Tetracloruro de carbono ETetracloruro de carbono = (205 l/año)(1.59 kg/l)(0.07) = 22.82 kg/año • Etanol EEtanol = (1,820 l/año)(0.79 kg/l)(0.06) = 86.27 kg/año • Formaldehído EFormaldehído = (123 kg/año)(0.77) = 94.71 kg/año

41


• Cloruro de metileno ECloruro de metileno = (362 l/año)(1.33 kg/l)(0.05) = 24.07 kg/año • Metil etil cetona EMetil etil cetona = (149 l/año)(0.8 kg/l)(0.12) = 14.3 kg/año • Xileno

EXileno = (411 l/año)(0.86 kg/l)(0.19) = 67.16 kg/año • Benceno

Ebenceno = (236 l/año)(0.87 kg/l)(0.37) = 75.97 kg/año • Piridina

EPiridina = (623 kg/año)(0.97 kg/l)(1.0) = 604.31 kg/año • Tolueno

Etolueno= (942 l/año)(0.86 kg/l)(0.14) = 113.42 kg/año • Cloroformo

Ecloroformo= (1,283.12 l/año)(1.47 kg/l)(0.05) = 94.31 kg/año • o-Diclorobenceno

Eo-Diclorobenceno= (425 l/año)(1.3 kg/l)(0.98) = 541.45 kg/año

Bajo el supuesto de que los principales puntos de generación de COV corresponden a la reacción y secado del producto, las emisiones calculadas se le atribuyen al punto de emisión 4, según el diagrama de proceso (figura 3.1), AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LAS EMISIONES CALCULADAS CORRESPONDEN A TODA LA PLANTA.

Como se mencionó en la sección de descarga de aguas residuales algunos parámetros que se reportaron en esa sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deben de reportarse nuevamente en este apartado, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. Basándose en la información reportada en la tabla 3.2.2 del formato COA en este ejemplo, a continuación se presentan las emisiones al agua de sustancias RETC obtenidas por medición directa.

Para convertir los datos de concentración a datos de emisión es necesario multiplicarlos por el volumen de agua descargada. Esto es:

Ex = (Cx) (Va) (5)

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC Cx es la concentración de la sustancia RETC

Va es el volumen anual de descarga de agua residual

42

INDUSTRIA QUÍMICA

considerando que: Va = 14,683 m3/año =14'683,000 l/año

• Cadmio ECd = (0.009 mg/l) (14'683,000 l/año) = 132,147 mg/año = 132.15 g/año

• Cianuro ECianuro = (0.007 mg/l) (14'683,000 l/año) = 102,781 mg/año = 102.78 g/año

• Cobre ECu= (0.102 mg/l) (14'683,000 l/año) = 1'497,666 mg/año = 1,497.67 g/año

• Cromo ECr = (0.015 mg/l) (14'683,000 l/año) = 220,245 mg/año = 220.24 g/año

• Zinc EZn= (0.107 mg/l) (14'683,000 l/año) = 1'571,081 mg/año = 1,571.08 g/año

El llenado de la tabla 5.2.2 del formato de la COA con las emisiones calculadas se presenta a continuación:


Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación

Tetracloruro de carbono 56-23-5 3 22.82 kg BM

Etanol 64-17-5 3 86.27 kg BM Formaldehído 50-00-0 3 94.71 kg BM Cloruro de metileno 75-09-2 3 24.07 kg BM Metil etil cetona 78-93-3 3 14.3 kg BM Xileno 1330-20-7 3 67.16 kg BM Benceno 71-43-2 3 75.97 kg BM Piridina 110-86-1 3 604.31 kg BM Tolueno 108-88-3 3 113.42 kg BM Cloroformo 67-66-3 3 94.31 kg BM o-Diclorobenceno 95-50-1 3 541.45 kg BM

43


(continuación) Identificación de sustancias listadas Emisión anual


Cadmio CCM04 7 132.15 g MD

Cianuro COC01 7 102.78 g MD

Cobre CCM06 7 1,497.67 g MD

Cromo CCM07 8 220.24 g MD

Zinc CCM14 8 1,571.08 g MD

Emisiones al suelo de sustancias RETC Sobre la base de la información de los cuadros 3.4 y 3.5, y utilizando la ecuación 2 o 3, según corresponda, a continuación se estiman las emisiones al agua de sustancias RETC:

• 1,4 Dioxano E1,4 Dioxano = (48 l/año)(1.03 kg/l)(0.95) = 46.97 kg/año

• Etanol EEtanol = (1,820 l/año)(0.79 kg/l)(0.01) = 14.38 kg/año

• Cloruro de metileno ECloruro de metileno = (362 l/año)(1.33 kg/l)(0.22) = 105.92 kg/año

• Xileno EXileno = (411 l/año)(0.86 kg/l)(0.05) = 17.67 kg/año

• Benceno Ebenceno = (236 l/año)(0.87 kg/l)(0.08) = 16.43 kg/año

• Tolueno Etolueno= (942 l/año)(0.86 kg/l)(0.29) = 234.93 kg/año

• Cloroformo Ecloroformo= (1,283.12 l/año)(1.47 kg/l)(0.38) = 716.75 kg/año

Bajo el supuesto de que los principales puntos de generación de sustancias volátiles corresponden a la reacción y secado del producto, las emisiones calculadas se le atribuyen al punto de emisión 3, según el diagrama de proceso (figura 3.1), AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LAS EMISIONES CALCULADAS CORRESPONDEN A TODA LA PLANTA. El llenado de la tabla 5.2.3 de la COA con las emisiones estimadas se presenta a continuación:

44

INDUSTRIA QUÍMICA




1,4-Dioxano 123-91-1 3 46.97 kg BM

Etanol 64-17-5 3 14.38 kg BM

Cloruro de metileno 75-09-2 3 105.92 kg BM

Xileno 1330-20-7 3 17.67 kg BM

Benceno 71-43-2 3 16.43 kg BM

Tolueno 108-88-3 3 234.93 kg BM

Cloroformo 67-66-3 3 716.75 kg BM

REFERENCIAS 1/ USEPA (1995). Pharmaceutical Production, Sección 6.13. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3.1.2 ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE DETERGENTE SINTÉTICO EN POLVO 3.1.2.1 Descripción del proceso1/ Almacenamiento Las materias primas sólidas son descargadas a los silos de manera neumática o por gravedad y canjilones. El aire que sale de los silos o tolvas es filtrado evitando la emisión de partículas de materias primas, depositándolas de nuevo en los silos. La operación de estos filtros es puntual durante la descarga y tiene una alta eficiencia. Formulación El alquilbencén sulfónico lineal (ácido) se hace reaccionar con carbonato de sodio o sosa cáustica (base) para obtener una pasta (neutra). Este proceso genera emisiones de CO2 (cuando se neutraliza con carbonato de sodio)

45


que se unen al flujo de aire del proceso de secado de detergente, compuesto por vapor y gases de combustión. Mezclado La pasta se mezcla en la batidora junto con otros ingredientes sólidos y líquidos. La adición de detergente para reproceso genera polvos finos que son controlados mediante un lavador de gases y canalizados nuevamente a la batidora. Secado La mezcla se aspersa a la torre de secado donde se le reduce la humedad usando una contracorriente de aire previamente calentado en el horno. El resultado es el producto base en polvo. La corriente de aire caliente extrae la humedad de la pasta, convirtiéndola en vapor, el cual, junto con las partículas de finos generados en el proceso, pasan a un sistema de ciclones de alta eficiencia en donde las partículas se recuperan para su reproceso en la batidora y el vapor de agua es expulsado por las chimeneas de escape junto con el aire. Enfriamiento El producto base en polvo se enfría mientras se transporta por medio del elevador neumático. Los finos de detergente generados en este proceso se separan en un filtro de bolsas de alta eficiencia. Tamizado Separación de los granos de buen tamaño para producto terminado, de los gruesos, los cuales se reprocesan en la batidora. Aspersado Se agrega perfume, supresor de polvo y partículas del producto base con colorante (motas) en un tambor rotatorio. Este proceso no genera emisiones por lo que no requiere ningún equipo anticontaminante ni de control. Almacenamiento y Empacado El producto final se despacha en carros buggies, que a su vez distribuyen el detergente a las máquinas empacadoras que lo meten en bolsas de polietileno. Posteriormente, se llenan las cajas de cartón corrugado y de ahí se envían a las bodegas de producto terminado.

46

INDUSTRIA QUÍMICA

El proceso de almacenamiento y empacado requiere del servicio del sistema de control de polvo para prevenir la exposición del personal, este sistema consiste en filtros de bolsas que mantienen una presión negativa en los equipos de producción y empaque, y el aire succionado es filtrado con equipos de control de alta eficiencia, los polvos finos colectados son reprocesados en el tanque de desecho disuelto.

PRODUCCIÓN DE DETERGENTE SINTETICO EN POLVO

12Caldera

13Servicios y

administración

14Cocina

16Planta biológica de

tratamiento de aguas residuales

17Baños Figura 3.2 Diagrama de proceso para la

producción de detergente en polvo.

SIMBOLOGÍA

Generación y emisiones al aire

Generación deresiduos sólidos

Descarga de aguas residuales

ENTRADASInsumo directo

Insumo indirecto

Agua

Combustibles

SALIDAS

Generación deresiduos peligrosos

1Almacenamiento de

materia prima

2Formulación

3Mezclado

4Secado

5Enfriamiento

7Tamizado

8Aspersado

9Almacenamiento

10EmpaqueAlmacenamiento

11Planta fisicoquímica de

tratamiento de aguas residuales

Reuso deagua tratada

18Filtro

6Filtro

15Limpiezas

precalentamiento

Reciclado de

partículas

Reciclado de

agua residual

Reciclado departículas

47


3.1.2.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso de la figura 3.2 la generación de contaminantes atmosféricos se ubica en los siguientes equipos y actividades (cuadro 3.9).

Cuadro 3.9 Fuentes generadoras de contaminantes atmosféricos. Punto de

generación Nombre del equipo o actividad Contaminante generado

1 Almacenamiento Partículas 2 Formulación Partículas 3 Mezclado Partículas 4 Secado Partículas y gases de combustión 5 Enfriamiento Partículas 7 Tamizado Partículas 9 Almacenamiento Partículas

10 Empaquetado Partículas 12 Caldera Partículas y gases de combustión

Como se observa en la figura 3.2 las emisiones de partículas del almacenamiento de materias primas, formulación y mezclado son conducidas hacia un colector (filtro de bolsas), así como las del área de enfriamiento, en ambos casos las corrientes se descargan posteriormente a la atmósfera. Según lo señala la normatividad vigented, las fuentes fijas que descargan partículas a la atmósfera deben cumplir con niveles máximos de emisión tal y como lo señala la NOM-043-ECOL-1993, la cual demanda una medición directa de las emisiones para evaluar su cumplimiento. En consecuencia no se puede realizar ningún tipo de estimación de éstas.

Por su parte, las emisiones generadas en la caldera y horno de secado se encuentran normadas por la NOM-085-ECOL-1994, que regula la emisión de contaminantes específicos en un proceso de combustión, sobre la base de la capacidad del mismo.

Finalmente, las emisiones de partículas del área de almacenamiento y empaquetado son conducidas a reproceso, por lo que todo el material es recuperado y no existe ninguna descarga a la atmósfera. Mientras que las d Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html

48


INDUSTRIA QUÍMICA

emitidas en el tamizado, aunque existe recuperación de la mayor parte de éstas, existen emisiones fugitivas que se consideran no significativas.

En el cuadro 3.10 se presentan los contaminantes regulados por las normas antes mencionadas, así como las características del equipo que conllevan a dicha regulación.

Cuadro 3.10 Equipos y contaminantes normados.

Punto de generación

Nombre del equipo o actividad

Capacidad Tipo de Combustible NOM Contaminante

normado

1 Almacenamiento NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

2 Formulación NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

3 Mezclado NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

4 Secado 3,863 Mj/h Diesel NOM-085-ECOL-1994

SO2, exceso de aire y densidad de humo

5 Enfriamiento NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

12 Caldera 4,500 Mj/h Gas natural NOM-085-ECOL-1994

Exceso de aire y densidad de humo

Por lo anterior, se presentan en el cuadro 3.11 los equipos y contaminantes que no están normados; por lo tanto, se pueden estimar sus emisiones por medio de métodos indirectos.


generación Nombre del

equipo o actividad Contaminante no normado Método de estimación

4 Secado NOx, partículas, HC y CO Factor de emisión 12 Caldera NOx,SO2, partículas, HC, CO, CO2 Factor de emisión

Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante

− Bióxido de azufre

CALDERA: Gas natural Haciendo uso de factor de emisión:

49


ESO2 = (FeSO2)(NA) donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FeSO2 es el factor de emisión aplicablee

=0.6 lb/106 ft3 = 9.6 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de gas natural usado en ft3 o m3

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año

ESO2= (9.6 kg/106 m3) (2,220.14m3/año) ESO2= 0.021 kg/año

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.1 del formato de la COA correspondiente a las emisiones de bióxido de azufre:




12 0.021 kg FE (AP-42, 1.4) NA NA NA

− Óxidos de nitrógeno

SECADOR

Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

ENOx = (FeNOx)(NA) donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en lb o kg

FeNOx es el factor de emisión aplicablef = 20 lb/103 gal = 2.4 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de diesel usado en m3 o gal.

e Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. f Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

50

INDUSTRIA QUÍMICA

considerando que: NA = 198 m3/año

ENOx = (2.4 kg/m3) (198 m3/año) ENOx= 475.2 kg/año

CALDERA Gas natural

Haciendo uso de factor de emisión:

ENOx = (FeNOx)(NA)

donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en lb o kg

FeNOx es el factor de emisióng =100 lb/106 ft3 =1,600 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA nivel de actividad expresado como la cantidad anual de gas natural usado en ft3 o m3.

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año ENOx = (1,600 kg/106 m3) (2,220.14 m3/año) ENOx= 3.55 kg/año

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.2 del formato de la COA correspondiente a las emisiones de óxidos de nitrógeno:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia (%) Método de

estimación 4 475.2 kg FE (AP-42,1.3)2/ NA NA NA

12 3.55 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA

g Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

51


− Partículas

CALDERA Gas natural


EPM = (FePM)(NA)

donde: EPM es la emisión anual de partículas en lb o kg FePM es el factor de emisiónh =7.6 lb/106 ft3 =121.6 kg/106 m3

de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad

anual de gas natural usado en ft3 o m3.

considerando que: NA = 2,220.14 m3/año

EPM = (121.6 kg/106 m3) (2,220.14 m3/año) EPM= 0.27 kg/año

SECADOR


EPM = (FePM)(NA) donde: EPM es la emisión anual de partículas en kg

FePM es el factor de emisión aplicablei = 2 lb/103 gal = 0.24 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de diesel.

h Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. i Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

52

INDUSTRIA QUÍMICA

considerando que: NA = 198 m3/año EPM = (0.24 kg/m3) (198 m3/año) EPM= 47.52 kg/año

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.3 del formato de la COA correspondiente a las emisiones de partículas:




4 47.52 kg FE (AP-42, 1.3)2/ NA NA NA

12 0.27 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

− Hidrocarburos no quemados CALDERA

Gas natural Haciendo uso de factor de emisión:

EHC= (FeHC)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg Fe HC es el factor de emisión aplicablej =11 lb/106 ft3 = 176 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de gas natural usado en ft3 o m3.

considerando que: NA = 2,220.14 m3/año

E HC = (176 kg/106 m3) (2,220.14 m3/año) EHC= 0.39 kg/año

j Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

53


SECADOR Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

EHC = (FeHC)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg o lb

FeHC es el factor de emisión aplicablek = 0.252 lb/103 gal = 0.0302 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de diesel consumido en m3 o gal

considerando que:

NA = 198 m3/año EHC = (0.0302 kg/m3) (198 m3/año) EHC= 5.98 kg/año

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.4 del formato de la COA correspondiente a las emisiones de hidrocarburos no quemados:


estimación 4 5.98 Kg FE (AP-42, 1.3)2/ NA NA NA

12 0.39 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

− Monóxido de Carbono CALDERA

Gas natural Haciendo uso de factor de emisión: k Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

54

INDUSTRIA QUÍMICA

ECO= (FeCO)(NA) donde: ECO es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg

FeCO es el factor de emisión aplicablel =84 lb/106 ft3 = 1344 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de gas natural usado en ft3 o m3

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año

ECO= (1344 kg/106 m3) (2,220.14 m3/año) ECO= 2.98 kg/año

SECADOR


ECO = (FeCO)(NA) donde: ECO es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg

FeCO es el factor de emisión aplicablem = 5 lb/103 gal = 0.6 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de diesel consumido en gal o m3

considerando que:

NA = 198 m3/año ECO = (0.6 kg/m3) (198 m3/año) ECO= 118.8 kg/año

l Para convertir de lb/106 ft a kg/106 m3 multiplicar por 16 m Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

55


Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.5 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de monóxido de carbono:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia (%) Método de estimación

4 118.8 kg FE (AP-42, 1.3)2/ NA NA NA

12 2.98 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

− Bióxido de carbono

CALDERA Gas natural Haciendo uso de factor de emisión:

ECO2 = (FeCO2)(NA) donde: ECO2 es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg

FeCO2 es el factor de emisión aplicablen = 120,000 lb/106 m3 = 1,920,000 kg/106 m3

de gas natural (AP-42-1.4) NA nivel de actividad expresado como la cantidad anual de gas natural usado en ft3 o m3.

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año

ECO2= (1′920,000 kg/106 m3) (2,220.14m3/año) ECO2= 4,262.66 kg/año

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.6 para bióxido de carbono del instructivo de la COA:


estimación Clave Eficiencia (%) Método de

estimación 12 4,262.66 kg FE (AP-42-1.4)3/ NA NA NA

n Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

56

INDUSTRIA QUÍMICA

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2 , CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.1.2.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijaso, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.



11





Materia flotante (presente o ausente) ausente



Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) [mg/l] 191.6

Arsénico total [mg/l] 0.009

Cadmio total [mg/l] 0

Cianuro total [mg/l] 0



o Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

57



(continuación) Punto de emisión

Parámetro311


Mercurio total [mg/l] 0

Níquel total [mg/l] 0.06


Plomo total [mg/l] 0.02




Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). 3.1.2.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo

58

INDUSTRIA QUÍMICA

dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososp; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.1.2.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Las sustancias RETC emitidas al aire corresponden a las generadas en los procesos de combustión de gas natural en la caldera y de diesel en el secador, éstas se derivan específicamente por la composición de los combustibles. En el cuadro 3.12 se presentan las sustancias emitidas, así como el método a utilizar para estimar sus emisiones.

Cuadro 3.12 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de

generación Nombre del equipo o

actividad Sustancia RETC Método de estimación

4 Secador Metano y formaldehído Factor de emisión

12 Caldera

Metano, benceno, tolueno, diclorobenceno (mezcla de isómeros), plomo,cromo, formaldehído, arsénico, cadmio, mercurio, níquel y zinc

Factor de emisión

− Metano

SECADOR


ECH4 = (FeCH4)(NA) donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg

p Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

59



FeCH4 es el factor de emisión aplicableq = 0.052 lb/103 gal = 6.24x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de combustible usado en gal o m3

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año ECH4 = (6.24x10-3 kg/m3) (2,220.14 m3/año) ECH4= 13.85 kg/año

CALDERA

Gas natural Usando factor de emisión:

ECH4 = (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicabler

= 2.3 lb/106 ft3 = 3.68x10-5 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

ECH4= (3.68x10-5 kg/m3) (2,220.14 m3/año) ECH4= 0.08 kg/año

- Benceno

CALDERA Gas natural

q Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12 r Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

60

INDUSTRIA QUÍMICA

Usando factor de emisión:

EBenceno = (FeBenceno)(NA)

donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicables = 2.1x10-3 lb/106 ft3

= 3.36x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

EBenceno= (3.36x10-8 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EBenceno= 7.46x10-5 kg/año

- Formaldehído SECADOR


EFormaldehído = (FeFormaldehído)(NA) donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en lb o kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablet = 0.061 lb/103 gal

= 7.32x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3) NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad

anual de combustible usado en gal o m3

considerando que:

NA = 2,220.14 m3/año s Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. t Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

61


EFormaldehído = (7.32x10-3 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EFormaldehído= 16.25 kg/año

CALDERA


EFormaldehído = (FeFormaldehído)(NA)

donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehídoes el factor de emisión aplicableu = 7.5x10-2 lb/106 ft3


considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

EFormaldehído= (1.2x10-6 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EFormaldehído= 2.66x10-3 kg/año

- Tolueno

CALDERA

Gas natural


ETolueno= (FeTolueno)(NA)

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno es el factor de emisión aplicablev = 3.4x10-3 lb/106 ft3

= 5.44x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) u Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. v Idem.

62

INDUSTRIA QUÍMICA


considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año ETolueno= (5.44x10-8) (2,220.14 m3/año) ETolueno= 1.2x10-4 kg/año

- Diclorobenceno

CALDERA Gas natural


EDiclorobenceno= (FeDiclorobenceno)(NA)

donde: EDiclorobenceno es la emisión anual de diclorobenceno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicablew

= 1.2x10-3 lb/106 ft3 = 1.92x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

EDiclorobenceno= (1.92x10-8) (2,220.14 m3/año) EDiclorobenceno= 4.26x10-5 kg/año

- Níquel

CALDERA Gas natural

w Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

63



ENi = (FeNi)(NA)

donde: ENi es la emisión anual de níquel en lb o kg FeNi es el factor de emisión aplicablex = 2.1x10-3 lb/106 ft3


considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

ENi= (3.36x10-8 kg/m3) (2,220.14 m3/año) ENi= 7.46x10-5 kg/año

- Plomo

CALDERA


EPb = (FePb)(NA)

donde: EPb es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicabley



considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

x Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. y Idem.

64

INDUSTRIA QUÍMICA

EPb= (8.0x10-9 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EPb= 1.77 x10-5 kg/año

- Arsénico

CALDERA Gas natural


EAr = (FeAr)(NA)

donde: EAr es la emisión anual de arsénico en lb o kg FeAres el factor de emisión aplicablez

= 2.0x10-4 lb/106 ft3 = 3.2x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

EAr= (3.2x10-9 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EAr= 7.1x10-6 kg/año

- Cadmio

CALDERA Gas natural


ECd = (FeCd)(NA)

donde: ECd es la emisión anual de cadmio en lb o kg

z Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16.

65


FeCd es el factor de emisión aplicableaa = 1.1x10-3 lb/106 ft3 = 1.76x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

ECd= (1.76x10-8 kg/m3) (2,220.14 m3/año) ECd= 3.9x10-5 kg/año

- Cromo

CALDERA Gas natural


ECr = (FeCr)(NA)

donde: ECr es la emisión anual de cromo en lb o kg FeCres el factor de emisión aplicablebb = 1.4x10-3 lb/106 ft3 = 2.24x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

ECr= (2.24x10-8 kg/m3) (2,220.14 m3/año) ECr= 4.97x10-5 kg/año

- Mercurio CALDERA

aa Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. bb Idem.

66

INDUSTRIA QUÍMICA

Gas natural


EHg = (FeHg)(NA)

donde: EHg es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHges el factor de emisión aplicablecc = 2.6x10-4 lb/106 ft3 = 4.16x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 2,220.14 m3/año

EHg= (4.16x10-9 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EHg= 9.24x10-6 kg/año

- Zinc

CALDERA Gas natural


EZn = (FeZn)(NA)

donde: EZn es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZn es el factor de emisión aplicabledd = 2.9x10-2 lb/106 ft3 = 4.64x10-7 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

cc Para convertir de lb/106 ft3 a kg/106m3 multiplicar por 16. dd Idem.

67


considerando que: NA= 2,220.14 m3/año

EZn= (4.64x10-7 kg/m3) (2,220.14 m3/año) EZn= 1.03x10-3 kg/año

Las emisiones al aire de sustancias RETC se presentan en la tabla siguiente de acuerdo a la tabla 5.2.1 de la COA:

Identificación de sustancias listadas Emisión anual Nombre Clave Punto de

emisión Cantidad Unidad Método de estimación

4 13.85 Kg FE (AP-42, 1.3)2/Metano 74-82-8

12 0.08 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Benceno 71-432-2 12 7.46x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

4 16.25 Kg FE (AP-42, 1.3)2/Formaldehído 50-00-0

12 2.66x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Tolueno 108-88-3 12 1.2x10-4 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Diclorobenceno (mezcla de isómeros) 25321-22-6 12 4.26x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Níquel CCM09 12 7.46x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Plomo CCM11 12 1.77x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Arsénico CCM01 12 7.1x10-6 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Cadmio CCM04 12 3.9x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Cromo CCM07 12 4.97x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Mercurio CCM08 12 9.24x10-6 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Zinc CCM14 12 1.03x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC Sobre la base de la información reportada en la tabla 3.2.2 del formato COA en este ejemplo, a continuación se presentan las emisiones al agua de sustancias RETC.


Ex = (Cx) (Va)

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC Cx es la concentración de la sustancia RETC Va es el volumen anual de descarga de agua residual


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INDUSTRIA QUÍMICA

• Arsénico EAr = (0.009 mg/l) (9'856,000 l/año) = 88,704 mg/año = 88.7 g/año • Cobre ECu= (0.05 mg/l) (9'856,000 l/año) = 492,800 mg/año = 492.8 g/año • Cromo ECr= (0.03 mg/l) (9'856,000 l/año) = 295,680 mg/año = 295.68 g/año • Níquel ENi= (0.06 mg/l) (9'856,000 l/año) = 591,360 mg/año = 591.36 g/año • Plomo EPb= (0.02 mg/l) (9'856,000 l/año) = 197,120 mg/año = 197.12 g/año • Zinc EZn= (1.97 mg/l) (9'856,000 l/año) = 19'416,320 mg/año = 19,416.32

g/año

Las emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC se presentan en la tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.2 de la COA:

IDENTIFICACIÓN DE SUSTANCIAS LISTADAS EMISIÓN ANUAL


Arsénico CCM01 11 88.7 g MD

Cobre CCM06 11 492.8 g MD


Níquel CCM09 11 591.36 g MD

Plomo CCM11 11 197.12 g MD

Zinc CCM14 11 19,416.32 g MD

NOTA Las características y confiabilidad de los factores de emisión utilizados en este ejemplo se presentan en el anexo 3. REFERENCIAS 1/ Cámara Nacional de la Industria de Aceites, Grasas, Jabones y Detergentes (2001). Descripción y diagrama de proceso proporcionado por la CNIAGJD. México.

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2/ USEPA (1998). Fuel Oil Combustion, Sección 1.3. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento E. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina.E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

70

71

3. 2 INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y PETROQUÍMICA

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA REFINACIÓN DEL PETRÓLEO

3.2.1 Descripción del proceso1/,5/

La refinación del petróleo incluye una amplia variedad de procesos que están en función de la composición del crudo y del producto deseado. La figura 3.3 muestra los procesos principales que se llevan al cabo en las refinerías del país, los cuales se pueden englobar en cinco categorías: separación, conversión, tratamiento, manipulación del producto final y servicios auxiliares. SEPARACIÓN El petróleo está constituido de una mezcla de hidrocarburos donde se incluyen compuestos aromáticos, nafténicos y parafínicos con pequeñas cantidades de impurezas como nitrógeno, azufre, oxígeno y metales. La primera fase en la refinación del petróleo consiste en separar el aceite crudo en sus principales componentes sobre la base de sus puntos de ebullición empleando tres subprocesos: destilación atmosférica, destilación al vacío y recuperación de constituyentes ligeros (procesamiento de gas). • Destilación atmosférica. Este es el primer proceso que aparece en una

refinería. El petróleo que se recibe por ductos desde las instalaciones de producción, se almacena en tanques cilíndricos verticales, de donde se bombea a las instalaciones de destilación atmosférica para recibir un primer tratamiento, que consiste en la reducción de sales; posteriormente se calienta en equipos especiales y pasa a una columna de destilación que opera a presión atmosférica. La columna de destilación está dividida en compartimentos que se denominan platos o bandejas. Cada plato tiene una temperatura diferente y cumple la función de fraccionar los componentes del petróleo, los cuales son conducidos subsecuentemente a diferentes tipos de tratamiento. En esta fase se obtienen gasóleo, querosina, turbosina, nafta y gas. En el fondo de la torre queda el denominado “crudo reducido” o residuo primario


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constituido por compuestos del petróleo con un alto punto de ebullición.

• Destilación al vacío. El “crudo reducido” pasa a una segunda columna

de destilación que opera a condiciones de vacío donde se logra la vaporización adicional de gasóleos con alto punto de ebullición y residuos de vacío que se utilizan en la preparación de combustóleos, asfalto y como alimento en plantas reductoras de viscosidad para su conversión en productos ligeros.

CONVERSIÓN En el proceso de conversión las moléculas del crudo se fragmentan para conformar moléculas más ligeras, empleando procesos como desintegración catalítica y reducción de viscosidad. En éstos se incluyen reacciones de polimerización, alquilación, isomerización y/o reformación, en general, en las refinerías del país se llevan a cabo los siguientes: • Desintegración catalítica. También denominada craqueo catalítico,

tiene como objetivo maximizar la producción de gasolinas mediante el uso de catalizadores que transforman a los hidrocarburos modificando el mecanismo de ruptura de los enlaces de carbono y aumentando la velocidad de transformación; así mismo, disminuyen o eliminan reacciones secundarias indeseables y la severidad de las primarias. Los catalizadores pueden tener como soporte arcilla natural o sintéticos como silico aluminato.

• Reducción de viscosidad. Consiste en la desintegración térmica

incipiente de residuos de vacío, y ocasionalmente de residuos de destilación atmosférica, para obtener un residuo de menor viscosidad que permite disminuir el consumo de diluentes en la preparación de combustóleos.

• Reformación de nafta. Los cortes de nafta que se obtienen por

destilación directa de cualquier tipo de petróleo presentan un número de octano muy bajo (45 a 55). Es necesario entonces modificar su estructura química, y para ello se utiliza el proceso de reformación en el que a condiciones de presión moderada y alta temperatura, se

INDUSTRIA DEL PETRÓLEO Y PETROQUÍMICA

73

promueven reacciones catalíticas conducentes a la generación de compuestos de mayor octano como son los aromáticos y las isoparafinas a partir de hidrocarburos de tipo nafténico y parafínico. Como subproducto se forma hidrógeno, que se utiliza en la misma refinería en los procesos de hidrotratamiento. Las reacciones son promovidas por catalizadores basados en alúmina como soporte de metales activos (platino-renio o platino-estaño).

TRATAMIENTO El objetivo de la fase de tratamiento es estabilizar y depurar al producto. Los elementos no deseables tales como azufre, nitrógeno y oxígeno se remueven por hidrodesulfurización, hidrotratamiento, endulzamiento químico y/o remoción. A continuación se describen algunos de los utilizados en el país: • Hidrodesulfuración de naftas. Se le denomina hidrotratamiento o

hidrodesulfuración a este proceso debido al uso de hidrógeno para eliminar compuestos de azufre presentes en los hidrocarburos formando ácido sulfhídrico. En el proceso ocurren reacciones adicionales que permiten complementar el tratamiento al eliminar compuestos nitrogenados, convertir las olefinas en compuestos saturados y reducir el contenido de aromáticos. El hidrotratamiento requiere de altas presiones y temperaturas; la conversión se realiza en un reactor químico con catalizador sólido constituido por alúmina impregnada con molibdeno, níquel y cobalto. Este paso permite preparar la carga para el proceso de reformación.

• Endulzamiento con aminas. El objetivo de este proceso es eliminar el

ácido sulfhídrico y bióxido de carbono de corrientes de hidrocarburos líquidos y gaseosos mediante su absorción en soluciones acuosas de monoetanolamina (MEA) o dietanolamina (DEA).

• Tratamiento cáustico. Se utiliza para la eliminación de mercaptanos,

ácido sulfhídrico, bióxido de carbono, sulfuro de carbonilo, fenoles y tiofenoles mediante su reacción con sosa, lo cual evita la corrosión causada en los equipos de proceso y la generación de olores.


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• Hidrodesulfuración de destilados intermedios. El proceso se divide en tres secciones: de reacción, separación y estabilización. En la sección de reacción se lleva a cabo una reducción catalítica con hidrógeno: de olefinas, nitrógeno, azufre y oxígeno. En la separación se recircula la corriente de hidrógeno que no reaccionó y el líquido del separador al cual se le eliminan los hidrocarburos ligeros y el ácido sulfhídrico producido (gas amargo). La sección de estabilización tiene como finalidad eliminar el remanante de gas amargo y ajustar por destilación la fracción de hidrocarburos.

MANIPULACIÓN DEL PRODUCTO FINAL La fase final del proceso de refinación corresponde a la manipulación del producto, que incluye la descarga, mezclado, almacenado y actividades de carga. SERVICIOS AUXILIARES Los servicios auxiliares comprenden a los subprocesos y equipos que no intervienen directamente en la refinación del crudo, pero son indispensables para el funcionamiento de la refinería. Como ejemplo se pueden mencionar a las plantas de tratamiento de agua cruda, torres de enfriamiento, unidades de recuperación de azufre, calderas, turbogeneradores, plantas de tratamiento de aguas residuales y de efluentesa, entre otros.

A continuación se describe únicamente el proceso de una planta recuperadora de azufre. • Planta recuperadora de azufre. Este tipo de unidades se emplean para

obtener azufre de corrientes de gas ácido con diferentes porcentajes de ácido sulfhídrico (H2S). La conversión de éste se lleva a cabo por el proceso denominado “Claus” que consiste en una combustión controlada con aire, en la cual un tercio de H2S es quemado para formar bióxido de azufre (SO2), el cual reacciona posteriormente con los dos tercios residuales de H2S en presencia de un catalizador de pentoxido

a En estas se conjuntan las descargas de los separadores API, cárcamos reguladores, fosas y lagunas de oxidación/estabilización, entre otras.


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de vanadio base bauxita para formar vapores de azufre y agua. Los vapores de azufre son condensados y recuperados como azufre líquido.


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77


78

3.2.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (figura 3.3) los contaminantes atmosféricos se generan de las siguientes actividades y equipos (cuadro 3.13).


generación Nombre del equipo o actividad Contaminante

2 Calentador 1 Partículas y gases de combustión 6 Calentador 2 Partículas y gases de combustión 7 Condensación HC

15 Calentador 3 Partículas y gases de combustión 20 Calentador 4 Partículas y gases de combustión 21 Reactor de desintegración catalítica Partículas, HC, SO2, CO, y NO2 29 Calentador 5 Partículas y gases de combustión 34 Calentador 6 Partículas y gases de combustión 36 Calentador 7 Partículas y gases de combustión 38 Calentador 8 Partículas y gases de combustión 40 Incinerador SO2

41 Planta de tratamiento de agua cruda norte CO2


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(continuación) Punto de


42 Planta de tratamiento de agua cruda sur CO2 43 Generador de vapor norte Partículas y gases de combustión 44 Generador de vapor sur Partículas y gases de combustión 47 Torre de enfriamiento COV 48 Tanques de almacenamiento de combustible COV 51 Quemador de campo Partículas y gases de combustión 56 Planta de tratamiento de efluentes COV 57 Planta de tratamiento de agua residual COV

Las emisiones fugitivas derivadas de válvulas, bridas, sellos de bombas y compresores, válvulas de liberación y escurrimientos aportan una proporción significativa de compuestos orgánicos volátiles (COV). Debido a que se encuentran dispersos en toda la planta, para su cálculo es necesario agruparlos en un solo punto de emisión (cuadro 3.14).

Cuadro 3.14 Agrupación de emisiones fugitivas. Punto de emisión

Nombre del equipo o actividad Contaminante

49 Válvulas COV 50 Bridas COV 52 Sellos de bombas COV 53 Sellos de compresores COV 54 Válvulas de liberación COV 55 Escurrimientos COV

Considerando los diferentes procesos que se realizan dentro de la refinación de petróleo, las normas que sobre contaminación atmosféricab se aplican son: Norma Oficial Mexicana NOM-075-ECOL-1995, que establece los niveles máximos permisibles de emisión de COV provenientes de los separadores agua-aceite de las plantas de tratamiento de aguas residuales en la refinería, y la Norma Oficial Mexicana NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una MEDICIÓN DIRECTA de emisiones para contaminantes específicos; en el cuadro 3.15 se presentan los equipos y contaminantes normados para este ejemplo. b Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html


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generación


Capacidad Combustible Norma Contaminante

2 Calentador 1 158,606 MJ/h

Combustóleo NOM-085-ECOL-1994 Exceso de aire, partículas, SO2 y NOx

6 Calentador 2 95, 200 MJ/h


15 Calentador 3 143, 000 MJ/h

Gas natural NOM-085-ECOL-1994 Exceso de aire y NOx











43 Generador de vapor norte

710,370 MJ/h


44 Generador de vapor sur

721,872 MJ/h


56 Separadores agua-aceite norte

NA NA NOM-075-ECOL-1995 COV

56 Separadores agua-aceite sur

NA NA NOM-075-ECOL-1995 COV

Por lo anterior, el equipo y actividades para los cuales se estiman sus emisiones se presentan en el cuadro 3.16.

Cuadro 3.16 Equipos y contaminantes no normados. Punto de


actividad Contaminante no normado Método de estimación

2 Calentador 1 CO y HC Factor de emisión 6 Calentador 2 CO y HC Factor de emisión 7 Condensador HC Factor de emisión

15 Calentador 3 SO2, partículas, CO, HC y CO2 Factor de emisión 20 Calentador 4 SO2, partículas, CO, HC y CO2 Factor de emisión

21 Reactor de desintegración catalítica

Partículas, HC, SO2, CO, y NO2 Factor de emisión

29 Calentador 5 SO2, partículas, CO, HC y CO2 Factor de emisión


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34 Calentador 6 CO y HC Factor de emisión 36 Calentador 7 SO2, partículas, CO, HC y CO2 Factor de emisión 38 Calentador 8 SO2, partículas, CO, HC y CO2 Factor de emisión 40 Incinerador SO2 Factor de emisión 43 Generador de vapor norte CO y HC Factor de emisión 44 Generador de vapor sur CO y HC Factor de emisión 47 Torre de enfriamiento COV Factor de emisión 49 Válvulas COV Factor de emisión 50 Bridas COV Factor de emisión 51 Quemador de campo HC Cálculos de ingeniería 52 Sellos de bombas COV Factor de emisión 53 Sellos de compresores COV Factor de emisión 54 Válvulas de liberación COV Factor de emisión 55 Escurrimientos COV Factor de emisión

La estimación de emisiones de COV de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de los tanques de almacenamiento de combustible no se realizan en este ejemplo, debido a que rebasan los alcances de esta guía. No obstante, a continuación se citan los modelos empleados para cuantificarlas: modelo Surface Impoundment Modeling System (SIMS) para plantas de tratamiento de aguas residuales, el cual puede obtenerse del EPA’s Clearinghouse For Inventories and Emission Factors (CHIEF) electronic bulletin board (BB) y el modelo TANKS para tanques de almacenamiento, disponible en la siguiente página web: http://www.epa.gov/ttn/chief/software/tanks/index.html

Es importante mencionar que las emisiones de CO2 de las plantas de tratamiento de agua cruda se consideran despreciables.

NOTA El documento AP-42 de la USEPA presenta factores de emisión para diferentes tipos de combustóleos (fuel oil No. 4, No. 5, etc), dadas las características del combustóleo producido en México, el fuel oil No. 6 es el equivalente a éste. Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante

− Bióxido de azufre CALENTADORES

Gas natural

http://www.epa.gov/ttn/chief/software/tanks/index.html


82


ESO2x = (FeSO2)(NAx)

donde: ESO2x es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FeSO2 es el factor de emisión aplicablec

= 0.6 lb/106 ft3 = 9.6x10-6 kg/ m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3 X = número del calentador (3,4,5,7 u 8).

considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año

NA5= 10,987,478 m3/año NA7= 6,451,000 m3/año NA8= 3,907,123 m3/año

ESO2,3= ( 9.6x10- 6 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 58.4 kg/año ESO2,4= (9.6x10- 6 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 181.9 kg/año ESO2,5= (9.6x10- 6 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 105.5 kg/año ESO2,7= (9.6x10- 6 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 61.9 kg/año ESO2,8= (9.6x10- 6 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 37.5 kg/año

REACTOR DE DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA


ESO2 = (FeSO2)(NA)

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en kg FeSO2 es el factor de emisión aplicabled

= 1.413 kg/103 l de carga al reactor (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de volumen

alimentado al reactor c Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. d 103 l = 1 m3


83

considerando que: NA= 2,156,690 m3/año

ESO2= ( 1.413kg/m3) (2,156,690 m3/año) ESO2= 3,047,403 kg/año = 3,047.4 ton/año

INCINERADOR En planta recuperadora de azufre con proceso Claus modificado con dos estados catalíticos, con una eficiencia de recuperación de azufre del 98.6%, cuyo control es el incinerador


ESO2 = (FeSO2)(NA)

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en kg FeSO2 es el factor de emisión aplicablee = 29 kg/Mg de azufre (AP-42, 8.13)

NA es el nivel de actividad expresado en ton de azufre producido

considerando que:

NA= 7,300 ton/año

ESO2= ( 29 kg/ton) (7,300 ton/año) ESO2= 211,700 kg/año = 211.7 ton/año

El llenado de la tabla 2.3.1 de la COA con las emisiones calculadas de bióxido de azufre se presenta a continuación:

e 1 Mg = 1 ton


84

Emisión anual Método o equipo de control Punto de


Clave Eficiencia (%)

Método de estimación

15 58.4 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 20 181.9 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 29 105.5 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 36 61.9 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 38 37.5 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 21 3,047.3 ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 40 211.7 ton FE (AP-42,8.13)4/ CG7 75 CI

- Óxidos de nitrógeno



ENOx = (FeNOx)(NA)

donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno como NO2

en kg FeNOx es el factor de emisión aplicablef

= 0.204 kg/103 l de carga al reactor (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de volumen

alimentado al reactor


ENOx = (0.204 kg/m3)(2,156,690 m3/año) ENOx = 439,965 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.2 de la COA con las emisiones calculadas de óxidos de nitrógeno se presenta a continuación:




21 439,965 kg FE (AP-42, 5.1)5/ NA NA NA

f 103 l = 1 m3


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− Partículas

CALENTADORES Gas natural


EPMx= (FePM)(NAx)

donde: EPMx es la emisión anual de partículas en lb o kg FePM es el factor de emisión aplicableg = 7.6 lb/106 ft3 = 121.6x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en ft3 o m3 X = subíndice que indica el número del calentador (3,4,5,7 u

8).

considerando que: NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


EPM3= (121.6x10- 6 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 740 kg/año EPM4= (121.6x10- 6 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 2,304.6 kg/año EPM5= (121.6x10- 6 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 1,336.1 kg/año EPM7= (121.6x10- 6 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 784.4 kg/año EPM8= (121.6x10- 6 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 475.1 kg/año



EPM= (FePM)(NA)

g Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.


86

donde:EPM es la emisión anual de partículas en kg FePM es el factor de emisión aplicableh = 0.695 kg/103 l de carga al reactor (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de volumen



EPM= ( 0.695 kg/m3) (2,156,690 m3/año) EPM= 1,498,899.5 kg/año = 1,498.9 ton/año

El llenado de la tabla 2.3.3 de la COA con las emisiones calculadas de partículas se presenta a continuación:


estimación 15 740 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 20 2,304.6 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 29 1,336.1 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 36 784.4 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 38 475.1 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 21 1,498.9 ton FE (AP-42, 5.1)5/ NA NA NA

- Hidrocarburos no quemados

CONDENSADOR


EHC = (FeHC)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg FeHC es el factor de emisión aplicablei = 0.14 kg/103 l de vacío alimentado (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de vacío

alimentado h 103 l = 1 m3 i Idem.


87

considerando que: NA= 820,745 m3/año

EHC= ( 0.14 kg/m3) (820,745 m3/año) EHC= 114,904.3 kg/año

QUEMADOR DE CAMPO

Mezcla de combustibles gaseosos El quemador constituye un sistema de liberación de presión y eliminación de diferentes residuos de combustibles generados en diferentes procesos de la refinación del petróleo, debido a que es una mezcla heterogénea de diversos combustibles se propone un cálculo de ingeniería para estimar su emisión, la ecuación de cálculo se presenta a continuación:

EHC = (% HC no quemados)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg % HC no quemados es el porcentaje de hidrocarburos no quemados NA es el nivel de actividad expresado como cantidad anual de combustibles quemados en kg

considerando que:

la eficiencia del quemador es del 65% %HC no quemados = 35%, es decir, 1 - eficiencia y la cantidad de combustibles quemados igual a 10,730 m3/año con una densidad de 685 kg/m3

NA = (10,730 m3/año)(685 kg/m3)

= 7,350,050 kg/año

EHC= ( 0.35) (7,350,050 kg/año) EHC= 2,572,517.5 kg/año = 2,572.5 ton/año




88

EHC = (FeHC)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg FeHC es el factor de emisión aplicablej = 0.630 kg/103 l de carga al reactor (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de volumen



EHC= ( 0.630 kg/m3) (2,156,690 m3/año) EHC= 1,358,715 kg/año = 1,359 ton/año

CALENTADORES Combustóleok Usando factor de emisión:

EHCx = (FeHC)(NAx)

donde: EHCx es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg

FeHC es el factor de emisión aplicablel = 1.28 lb/103 gal = 0.1536 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado en gal o m3 X = número del calentador (1,2 o 6)

considerando que:

NA1= 32,578 m3/año NA2= 25,934 m3/año NA6= 15,821 m3/año

EHC1= (0.1536 kg/m3) (32,578 m3/año) = 5,004 kg/año

j 103 l = 1 m3. k Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. l Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


89

EHC2= (0.1536 kg/m3) (25,934 m3/año) = 3,983.5 kg/año EHC6= (0.1536 kg/m3) (15,821 m3/año) = 2,430.1 kg/año

CALENTADORES


EHCx= (FeHC)(NAx)

donde: EHCx es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg FeHC es el factor de emisión aplicablem = 11 lb/106 ft3 = 1.76x10-4 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en ft3 o m3

X = número del calentador (3,4,5,7 u 8).



EHC3= (1.76x10-4 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 1,071 kg/año EHC4= (1.76x10-4 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 3,335.6 kg/año EHC5 = (1.76x10-4 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 1,933.8 kg/año EHC7 = (1.76x10-4 kg/m3) (6,451,000 m3/año) =1,135.4 kg/año EHC8 = (1.76x10-4 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 687.7 kg/año

GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial)

Combustóleon Usando factor de emisión: m Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. n Se consideró como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA.


90

EHCx = (FeHC)(NAx)

donde: EHCx es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en

lb o kg FeHC es el factor de emisión aplicableo = 1.28 lb/103 gal = 0.1536 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado en 103 gal o m3 X = señala la localización del generador (norte o sur)

considerando que:

NAnorte= 26,520 m3/año NAsur= 28,770 m3/año

EHCnorte= (0.1536 kg/m3) (26,520 m3/año) EHCnorte= 4,073.5 kg/año

EHCsur= (0.1536 kg/m3) (28,770 m3/año) EHCsur= 4,419.1 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.4 de la COA con las emisiones calculadas de hidrocarburos no quemados se presenta a continuación:


emisión Cantidad Unidad Método de


estimación 7 114,904 kg FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 51 2,572.5 ton CI NA NA NA 21 1,359 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 2 5,004 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 6 3,983.5 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 34 2,430.1 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 15 1,071 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 20 3,335.6 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 29 1,933.8 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 36 1,135.4 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 38 687.7 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 43 4,073.5 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 44 4,419.1 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA

o Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


91

- Monóxido de carbono CALENTADORES

Gas natural


ECOx= (FeCO)(NAx)

donde: ECOx es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg FeCO es el factor de emisión aplicablep = 84 lb/106 ft3 = 1.344x10-3 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual





ECO3= (1.344x10- 3 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 8,178.9 kg/año ECO4= (1.344x10- 3 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 25,471.7 kg/año ECO5= (1.344x10- 3 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 14,767.2 kg/año ECO7= (1.344x10- 3 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 8,670.1 kg/año ECO8= (1.344x10- 3 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 5,251.2 kg/año



ECO = (FeCO)(NA)

donde: ECO es la emisión anual de monóxido de carbono en kg

p Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.


92

FeCO es el factor de emisión aplicableq = 39.2 kg/103 l de carga al horno (AP-42, 5.1)

NA es el nivel de actividad expresado en l o m3 de volumen alimentado al reactor

considerando que:

NA= 2,156,690 m3/año

ECO= (39.2 kg/m3) (2,156,690 m3/año) ECO= 84,542,287 kg/año = 84,542.3 ton/año

CALENTADORES

Combustóleo Usando factor de emisión:

ECOx = (FeCO)(NAx)

donde: ECOx es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg FeCO es el factor de emisión aplicabler

= 5.0 lb/103 gal = 0.6 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en gal o m3 X = número del calentador (1,2 o 6)

considerando que:


ECO1= (0.6 kg/m3) (32,578 m3/año) = 19,546.8 kg/año ECO2= (0.6 kg/m3) (25,934 m3/año) = 15,560.4 kg/año ECO6 = (0.6 kg/m3) (15,821 m3/año) = 9,492.6 kg/año


Combustóleo q 103 l = 1 m3 r Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


93


ECOx = (FeCO)(NAx) donde: ECOx es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg

FeCO es el factor de emisión aplicables = 5.0 lb/103 gal = 0.6 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3

X = localización del generador de vapor (norte o sur)

considerando que: NAnorte= 26,520 m3/año NAsur= 28,770 m3/año

ECOnorte= (0.6 kg/m3) (26,520 m3/año) ECOnorte= 15,912 kg/año

ECOsur= (0.6 kg/m3) (28,770 m3/año) ECOsur = 17,262 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.5 de la COA con las emisiones calculadas de monóxido de carbono se presenta a continuación:

Emisión Anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de



15 8,178.9 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 20 25,471.7 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 29 14,767.2 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 36 8,670.1 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 38 5,251.2 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 21 84,542.3 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 2 19,546.8 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 6 15,560.4 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA

34 9,492.6 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 43 15,912 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA 44 17,262 kg FE (AP-42,1.3)6/ NA NA NA

s Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


94

- Bióxido de carbono



ECO2x = (FeCO2)(NAx)

donde: ECO2 x es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg

FeCO2 es el factor de emisión aplicablet = 120,000 lb/106 ft3 = 0.00192 ton/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3 X = número del calentador (3,4,5,7 u 8)

considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


ECO2,3= (0.00192ton/m3 ) (6,085,464 m3/año) = 11,684 ton/año ECO2,4= (0.00192ton/m3) (18,952,142 m3/año) = 36,388 ton/año ECO2,5 = (0.00192ton/m3) (10,987,478 m3/año) = 21,096 ton/año ECO2,7= (0.00192ton/m3) (6,451,000 m3/año) = 12,386 ton/año ECO2,8= (0.00192ton/m3) (3,907,123 m3/año) = 7,502 ton/año

El llenado de la tabla 2.3.6 de la COA con las emisiones calculadas de bióxido de carbono se presenta a continuación:

t Para convertir de lb/106 ft3 a ton/m3 multiplicar por 1.6x10-8


95




15 11,684 Ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 20 36,388 Ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 29 21,096 Ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 36 12,386 Ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 38 7,502 Ton FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

- Compuestos orgánicos volátiles VÁLVULAS


ECOV = (FeCOV)(NA)

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles en kg FeCOV es el factor de emisión aplicable

=3,100 kg/d de operación de la planta (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en días de operación

de la planta considerando que:

NA = 365 d/año

ECOV = (3,100 kg/d)(365 d/año) ECOV = 1,131,500 kg/año = 1,131.5 ton/año

BRIDAS


ECOV = (FeCOV)(NA)

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles en kg

FeCOV es el factor de emisión aplicable =300 kg/d de operación de la planta (AP-42, 5.1)


96

NA es el nivel de actividad expresado en días de operación de la planta

considerando que:

NA = 365 d/año

ECOV = (300 kg/d)(365 d/año) ECOV = 109,500 kg/año = 109.5 ton/año

SELLOS DE BOMBA


ECOV = (FeCOV)(NA)

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles en kg FeCOV es el factor de emisión aplicable

=590 kg/d de operación de la planta (AP-42, 5.1) NA es el nivel de actividad expresado en días de operación

de la planta considerando que:

NA = 365 d/año


SELLOS DE COMPRESORES


ECOV = (FeCOV)(NA)




97


considerando que:

NA = 365 d/año


VÁLVULAS DE LIBERACIÓN


ECOV = (FeCOV)(NA)




considerando que:

NA = 365 d/año

ECOV = (200 kg/d)(365 d/año) ECOV = 73,000 kg/año = 73 ton/año

ESCURRIMIENTOS


ECOV = (FeCOV)(NA)




98


considerando que: NA = 365 d/año


TORRE DE ENFRIAMIENTO


ECOV = (FeCOV)(NA)




considerando que:

NA = 365 d/año


A continuación se compilan las emisiones calculadas de COV:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de generación Cantidad Unidad Método de



49 1,131.5 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 50 109.5 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 52 215.35 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 53 182.5 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 54 73.5 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 55 164.250 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA 47 266.45 ton FE (AP-42,5.1)5/ NA NA NA


99

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.2.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasu, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.


Punto de emisión Parámetro3 57

Volumen anual [metros cúbicos] 1215







Demanda bioquímica de oxígeno

(DBO5) [mg/l]

191.6



u Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html


100


Parámetro3 57















101

3.2.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososv; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.2.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC

Dentro de las sustancias sujetas a reporte, según lo establece el listado de sustancias RETC, se encuentra el metano, formaldehído, benceno, tolueno, 1,1,1-tricloroetano, arsénico, cadmio, cromo, plomo, mercurio y níquel emitidos al aire por la combustión de gas natural y combustóleo.

Adicionalmente, para el proceso de refinación la USEPA (1994)2/ publicó perfiles de emisión de sustancias para diferentes actividades y para emisiones fugitivas. Dichos perfiles se presentan en los cuadros 3.17- 3.22.

Ahora bien, mediante estos perfiles y la emisión de hidrocarburos totales estimada en la sección de contaminación atmosférica para actividades o subprocesos específicos, se determina la emisión de especies de hidrocarburos.

Cuadro 3.17 Perfil 0029.Desintegración catalítica. Número CAS Sustancia %

(en peso) 74-82-8 Metano 36 50-00-0 Formaldehído 51

v Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html


102

Cuadro 3.18 Perfil 0031. Emisiones fugitivas por Escurrimientos.

Número CAS Sustancia % (en peso)

74-82-8 Metano 2.9 71-43-2 benceno 2.4

Cuadro 3.19 Columna de condensación

(destilación al vacío). Número CAS Sustancia %

(en peso) 74-82-8 Metano 13 50-00-0 Formaldehído 8.88

108-88-3 Tolueno 0.44 1330-20-7 Xileno 0.19

Cuadro 3.20 Perfil 0039. Sellos de compresores.


74-82-8 Metano 13.3

Cuadro 3.21 Perfil 0316. Bridas. Número CAS Sustancia %

(en peso) 74-82-8 Metano 28.6 71-43-2 Benceno 0.1

108-88-3 Tolueno 0.5 1330-20-7 Xileno (isómeros) 0.2

Cuadro 3.22 Perfil 0321. Sellos de bombas.


74-82-8 Metano 3.3 71-43-2 benceno 0.5

108-88-3 Tolueno 3.0 1330-20-7 Xileno (isómeros) 1.3

En el cuadro 3.23 se presentan los contaminantes a estimar, así como su punto de generación:


103

Cuadro 3.23 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de

generación


Sustancias Método de estimación

2 Calentador 1

Metano, formaldehído, benceno, tolueno, 1,1,1-tricloroetano, arsénico, cadmio, cromo, plomo, mercurio y níquel

Factor de emisión

6 Calentador 2


Factor de emisión

7 Condensador Metano, formaldehído, tolueno y xileno


15 Calentador 3

Metano, benceno, formaldehído, tolueno, diclorobenceno (mezcla de isómeros), arsénico, plomo, cadmio, cromo, mercurio, zinc y níquel

Factor de emisión

20 Calentador 4


Factor de emisión

21 Reactor catalítico Metano y formaldehído Cálculos de ingeniería

29 Calentador 5


Factor de emisión

34 Calentador 6


Factor de emisión

36 Calentador 7


Factor de emisión

38 Calentador 8


Factor de emisión

43 Generador de vapor norte


Factor de emisión

44 Generador de vapor sur


Factor de emisión

50 Bridas Metano, benceno, tolueno y xileno (isómeros)


52 Sellos de bombas Metano, benceno, tolueno y xileno (isómeros)



104


generación



53 Sellos de compresores

Metano Cálculos de ingeniería

55 Escurrimientos Metano y benceno Cálculos de ingeniería

- Metano

CALENTADORES Combustóleo


ECH4-x = (FeCH4)(NAx)

donde: ECH4-x es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablew

= 1.0 lb/103 gal = 0.12 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)


X = número del calentador (1,2 o 6).

considerando que: NA1= 32,578 m3/año NA2= 25,934 m3/año NA6= 15,821 m3/año

ECH4,1= (0.12 kg/m3) (32,578 m3/año) = 3,909 kg/año ECH4,2= (0.12 kg/m3) (25,934 m3/año) = 3,112.1 kg/año ECH4,6 = (0.12 kg/m3) (15,821 m3/año) = 1,898.5 kg/año

CALENTADORES

Gas natural

Usando factor de emisión: w Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


105

EMetano-x = (FeMetano)(NAx)

donde: EMetano-x es la emisión anual de metano en lb o kg

FeMetano es el factor de emisión aplicablex = 2.3 lb/106 ft3 = 3.68x10-5 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3




EMetano-3= (3.68x10-5 kg/m3 ) (6,085,464 m3/año) = 223.9 kg/año EMetano-4= (3.68x10-5 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 697.4 kg/año EMetano-5 = (3.68x10-5 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 404.3 kg/año EMetano-7= (3.68x10-5 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 237.4 kg/año EMetano-8= (3.68x10-5 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 143.8 kg/año


La ecuación de cálculo para estimar la emisión de metano empleando el perfil de emisión 0029 (cuadro 3.17) se presenta a continuación:

EMetano= (% de contribución) (EHC)

donde: EMetano es la emisión anual de metano en ton % de contribución es la proporción de metano emitida por

el reactor catalítico EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del reactor catalítico

x Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.


106

considerando que:

% de contribución= 36 EHC = 1,359 ton/año EMetano = (0.36)(1,359) EMetano = 489.2 ton/año CONDENSACIÓN

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de metano en el condensador empleando el perfil de especiación de refinación del petróleo (cuadro 3.19) se presenta a continuación:

EMetano= (% de contribución) (EHC)

donde: EMetano es la emisión anual de metano en ton % de contribución es la proporción de metano emitida por el condensador EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del condensador

considerando que: % de contribución= 13 EHC = 114.9 ton/año EMetano = (0.13)(114.9) EMetano = 14.9 ton/año GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial)

Combustóleoy Usando factor de emisión:

ECH4x = (FeCH4)(NAx)

donde: ECH4x es la emisión anual de metano en lb o kg

y Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA.


107

FeCH4 es el factor de emisión aplicablez = 1.0 lb/103 gal

= 0.12 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3

X = señala la localización del generador (norte o sur)


ECH4norte= (0.12 kg/m3) (26,520 m3/año) E CH4norte= 3,182.4 kg/año

E CH4sur= (0.12 kg/m3) (28,770 m3/año) E CH4sur= 3,452.4 kg/año

SELLOS DE BOMBAS


EMetano= (% de contribución) (ECOV)

donde: EMetano es la emisión anual de metano en ton % de contribución es la proporción de metano emitida por fugas en los sellos de bombas

ECOV es la emisión de COV en los sellos de bombas

considerando que: % de contribución= 3.3 ECOV = 215.4 ton/año EMetano = (0.033)(215.4) EMetano = 7.1 ton/año

z Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


108

SELLOS DE COMPRESORES La ecuación de cálculo para estimar la emisión de metano empleando el perfil de emisión 0039 (cuadro 3.20) se presenta a continuación:



fugas en los sellos de compresores ECOV es la emisión de COV en los sellos de compresores

considerando que: % de contribución= 13.3 ECOV = 182.5 ton/año EMetano = (0.133)(182.5) EMetano = 24.3 ton/año BRIDAS




fugas en bridas ECOV es la emisión de COV en bridas

considerando que: % de contribución= 28.6 ECOV = 109.5 ton/año EMetano = (0.286)(109.5) EMetano = 31.3 ton/año


109

ESCURRIMIENTOS La ecuación de cálculo para estimar la emisión de metano empleando el perfil de emisión 0031 (cuadro 3.18) se presenta a continuación:



escurrimientos ECOV es la emisión de COV por escurrimientos

considerando que: % de contribución= 2.9 ECOV = 164.3 ton/año EMetano = (0.029)(164.3) EMetano = 4.8 ton/año - Benceno CALENTADORES

Combustóleo


EBencenox = (FeBenceno)(NAx)

donde: EBencenox es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicableaa

= 2.14x10-4 lb/103 gal = 2.6x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)


X = número del calentador (1,2 o 6) considerando que:

aa Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


110


EBenceno1= (2.6x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 0.847 kg/año EBenceno2= (2.6x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 0.674 kg/año EBenceno6 = (2.6x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.411 kg/año



EBenceno-x = (FeBenceno)(NAx)

donde: EBenceno-x es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicablebb






EBenceno-3= (3.36x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.2 kg/año EBenceno-4= (3.36x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.6 kg/año EBenceno-5 = (3.36x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.4 kg/año EBenceno-7= (3.36x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.2 kg/año EBenceno-8= (3.36x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.1 kg/año

bb Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


111

GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial) Combustóleocc


EBencenox = (FeBenceno)(NAx)

donde: EBencenox es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicabledd


NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3 X = señala la localización del generador (norte o sur)

considerando que:


EBenceno-norte= (2.6x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) EBenceno-norte= 0.69 kg/año

EBenceno-sur= (2.6x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) EBenceno-sur= 0.75 kg/año

SELLOS DE BOMBAS La ecuación de cálculo para estimar la emisión de benceno empleando el perfil de emisión 0321 (cuadro 3.22) se presenta a continuación:

EBenceno= (% de contribución) (ECOV)

donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en ton % de contribución es la proporción de benceno emitida por fugas en los sellos de bombas

ECOV es la emisión de COV en los sellos de bombas cc Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. dd Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


112

considerando que: % de contribución= 0.5 ECOV = 215.4 ton/año EBenceno = (0.005)(215.4) EBenceno = 1.1 ton/año BRIDAS

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de benceno empleando el perfil de emisión 0316 (cuadro 3.21) se presenta a continuación:


donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en ton % de contribución es la proporción de benceno emitida por


considerando que: % de contribución= 0.1 ECOV = 109.5 ton/año EBenceno = (0.001)(109.5) EBenceno = 0.12 ton/año ESCURRIMIENTOS

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de benceno empleando el perfil de emisión 0031 (cuadro 3.18) se presenta a continuación:


donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en ton % de contribución es la proporción de benceno emitida por

escurrimientos ECOV es la emisión de COV por escurrimientos


113

considerando que: % de contribución= 2.4 ECOV = 164.3 ton/año EBenceno = (0.024)(164.3) EBenceno = 3.9 ton/año - Formaldehído

CALENTADORES

Combustóleo


EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NAx)

donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicableee = 0.033 lb/103 gal = 3.96x10-3 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en 103 gal o m3



EFormaldehído-1= (3.96x10-3 kg/m3) (32,578 m3/año) = 129 kg/año E Formaldehído-2= (3.96x10-3 kg/m3) (25,934 m3/año) = 102.7 kg/año E Formaldehído-6= (3.96x10-3 kg/m3) (15,821 m3/año) = 62.7 kg/año


Usando factor de emisión: EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NAx)

ee Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


114

donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicableff = 7.5x10-2 lb/106 ft3

= 1.2x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en ft3 o m3 X = número del calentador (3,4,5,7 u 8).

considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


EFormaldehído-3= (1.2x10-6 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 7.3 kg/año EFormaldehído-4= (1.2x10-6 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 22.7 kg/año EFormaldehído-5 = (1.2x10-6 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 13.2 kg/año EFormaldehído-7= (1.2x10-6 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 7.7 kg/año EFormaldehído-8= (1.2x10-6 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 4.7 kg/año

REACTOR DE DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA La ecuación de cálculo para estimar la emisión de formaldehído empleando el perfil de emisión 0029 (cuadro 3.17) se presenta a continuación:

EFormaldehído= (% de contribución) (EHC)

donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en ton % de contribución es la proporción de formaldehído

emitida por el reactor EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del reactor

considerando que: % de contribución= 51

ff Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


115

EHC = 1,359 ton/año EFormaldehído = (0.51)(1,359) EFormaldehído = 693.1 ton/año CONDENSACIÓN

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de formaldehído, empleando el perfil de especiación de refinación del petróleo (cuadro 3.19), se presenta a continuación:

EFormaldehído= (% de contribución) (EHC)

donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en ton % de contribución es la proporción de formaldehído

emitida por el condensador EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del condensador

considerando que: % de contribución= 8.88 EHC = 114.9 ton/año EFormaldehído = (0.0888)(114.9) EFormaldehído = 10.2 ton/año GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial)

Combustóleogg Usando factor de emisión:

EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NAx) donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablehh

= 0.033 lb/103 gal = 3.96x10-3 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)

gg Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. hh Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


116




EFormaldehído-norte= (3.96x10-3 kg/m3) (26,520 m3/año) EFormaldehído-norte= 105 kg/año

EFormaldehído-sur= (3.96x10-3 kg/m3) (28,770 m3/año) EFormaldehído-sur= 113.9 kg/año

- Tolueno

CALENTADORES

Combustóleo


ETolueno-x = (FeTolueno)(NAx)

donde: ETolueno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno es el factor de emisión aplicableii



X = número del calentador (1,2 o 6). considerando que:


ETolueno-1= (7.44x10-4 kg/m3) (32,578 m3/año) = 24.2 kg/año

ii Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


117

ETolueno-2= (7.44x10-4 kg/m3) (25,934 m3/año) = 19.3 kg/año ETolueno-6 = (7.44x10-4 kg/m3) (15,821 m3/año) = 11.8 kg/año

CALENTADORES

Gas natural


ETolueno-x = (FeTolueno)(NAx) donde: ETolueno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg

FeTolueno es el factor de emisión aplicablejj = 3.4x10-3 lb/106 ft3 = 5.44x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)





ETolueno-3= (5.44x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.3 kg/año ETolueno-4= (5.44x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 1.0 kg/año ETolueno-5 = (5.44x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.6 kg/año ETolueno-7= (5.44x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.4 kg/año ETolueno-8= (5.44x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.2 kg/año

CONDENSACIÓN

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de tolueno empleando el perfil de especiaciónt de refinación del petróleo (cuadro 3.19) se presenta a continuación:

jj Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


118

ETolueno= (% de contribución) (EHC) donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en ton

% de contribución es la proporción de tolueno emitida por el condensador EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del

condensador

considerando que: % de contribución= 0.44 EHC = 114.9 ton/año ETolueno = (0.0044)(114.9) ETolueno = 0.51 ton/año GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial)

Combustóleokk Usando factor de emisión:

ETolueno-x = (FeTolueno)(NAx)

donde: ETolueno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno es el factor de emisión aplicablell





ETolueno-norte= (7.44x10-4 kg/m3) (26,520 m3/año) ETolueno-norte= 19.7 kg/año

kk Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. ll Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


119

ETolueno-sur= (7.44x10-4 kg/m3) (28,770 m3/año) ETolueno-sur= 21.4 kg/año

SELLOS DE BOMBAS La ecuación de cálculo para estimar la emisión de tolueno empleando el perfil de emisión 0321 (cuadro 3.22) se presenta a continuación:

ETolueno= (% de contribución) (ECOV)

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en ton % de contribución es la proporción de tolueno emitida por

fugas en los sellos de bombas ECOV es la emisión de COV en los sellos de bombas

considerando que: % de contribución= 3.0 ECOV = 215.4 ton/año ETolueno = (0.03)(215.4) ETolueno = 6.46 ton/año Bridas

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de tolueno empleando el perfil de emisión 0316 (cuadro 3.21) se presenta a continuación:

ETolueno= (% de contribución) (ECOV)

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en ton % de contribución es la proporción de tolueno emitida por


considerando que: % de contribución= 0.5 ECOV = 109.5 ton/año


120

ETolueno = (0.005)(109.5) ETolueno = 0.55 ton/año - Diclorobenceno CALENTADORES

Gas natural


EDiclorobenceno-x = (FeDiclorobenceno)(NAx) donde: EDiclorobenceno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicablemm






EDiclorobenceno-3= (1.92x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.12 kg/año EDiclorobenceno-4= (1.92x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.36 kg/año EDiclorobenceno-5 = (1.92x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.21 kg/año EDiclorobenceno-7= (1.92x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.12 kg/año EDiclorobenceno-8= (1.92x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.07 kg/año - 1,1,1-Tricloroetano

CALENTADORES

Combustóleo

mm Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


121

Usando factor de emisión: E1,1,1 tricloroetano-x = (Fe1,1,1 tricloroetano)(NAx)

donde: E1,1,1 tricloroetano -x es la emisión anual de 1,1,1-tricloroetano lb o kg

Fe1,1,1 tricloroetano es el factor de emisión aplicablenn = 2.36x10-4 lb/103 gal = 2.83x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en gal o m3



E1,1,1 tricloroetano -1= (2.83x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 0.92 kg/año E1,1,1 tricloroetano -2= (2.83x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 0.73 kg/año E1,1,1 tricloroetano -6 = (2.83x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.45 kg/año


Combustóleooo Usando factor de emisión:

E1,1,1 tricloroetano-x = (Fe1,1,1 tricloroetano)(NAx) donde: E1,1,1 tricloroetano-x es la emisión anual de 1,1,1-tricloroetano en lb o kg

Fe1,1,1 tricloroetano es el factor de emisión aplicablepp = 2.36x10-4 lb/103 gal = 2.83x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3


nn Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. oo Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. pp Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


122


E1,1,1 tricloroetano -norte= (2.83x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) E1,1,1 tricloroetano -norte= 0.75 kg/año

E1,1,1 tricloroetano -sur= (2.83x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) E1,1,1 tricloroetano -sur= 0.81kg/año

- Arsénico CALENTADORES

Combustóleo


EAr-x = (FeAr)(NAx)

donde: EAr-x es la emisión anual de arsénico en lb o kg FeAr es el factor de emisión aplicableqq = 1.32x10-3 lb/103 gal = 1.584x10-4 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)


X = número del calentador (1,2 o 6)


EAr-1= (1.584x10-4 kg/m3) (32,578 m3/año) = 5.2 kg/año EAr-2= (1.584x10-4 kg/m3) (25,934 m3/año) = 4.1 kg/año EAr-6 = (1.584x10-4 kg/m3) (15,821 m3/año) = 2.5 kg/año

qq Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


123



EArx = (FeAr)(NAx)

donde: EArx es la emisión anual de arsénico en lb o kg FeAr es el factor de emisión aplicablerr



X = número del calentador (3,4,5,7 u 8)



EAr,3= (3.2x10-9 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.02 kg/año EAr,4= (3.2x10-9 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.06 kg/año EAr,5 = (3.2x10-9 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.04 kg/año EAr,7= (3.2x10-9 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.02 kg/año EAr,8= (3.2x10-9 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.01 kg/año


Combustóleoss Usando factor de emisión:

EAr-x = (FeAr)(NAx)

donde: EAr-x es la emisión anual de arsénico en lb o kg FeAr es el factor de emisión aplicablett

rr Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5 ss Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA.


124





EAr-norte= (1.584x10-4 kg/m3) (26,520 m3/año) EAr-norte= 4.2 kg/año

EAr-sur= (1.584x10-4 kg/m3) (28,770 m3/año) EAr-sur= 4.6 kg/año

- Cadmio CALENTADORES

Combustóleouu


ECd-x = (FeCd)(NAx)

donde: ECd-x es la emisión anual de cadmio en lb o kg FeCd es el factor de emisión aplicablevv


NAx es el nivel de actividad expresado como consumo de combustible en gal o m3

X = número del calentador (1,2 o 6)

tt Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. uu Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. vv Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


125


ECd1= (4.78x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 1.6 kg/año E2Cd2= (4.78x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 1.2 kg/año ECd3 = (4.78x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.8 kg/año

CALENTADORES

Gas natural


ECd-x = (FeCd)(NAx)

donde: ECd-x es la emisión anual de cadmio en lb o kg FeCd es el factor de emisión aplicableww



X = número del calentador (3,4,5,7 u 8)



ECd,3= (1.76x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.11 kg/año ECd,4= (1.76x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.33 kg/año ECd,5 = (1.76x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.19 kg/año ECd,7= (1.76x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.11 kg/año ECd,8= (1.76x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.07 kg/año

ww Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


126

GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial) Combustóleoxx


ECd-x = (FeCd)(NAx)

donde: ECd-x es la emisión anual de cadmio en lb o kg FeCd es el factor de emisión aplicableyy





ECd-norte= (4.78x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) ECd-norte= 1.3 kg/año

ECd-sur= (4.78x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) ECd-sur= 1.4 kg/año

- Cromo CALENTADORES

Combustóleo


ECrx = (FeCr)(NAx) donde: ECrx es la emisión anual de cromo Vl en lb o kg

FeCr es el factor de emisión aplicablezz

xx Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. yy Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. zz Idem.


127




considerando que: NA1= 32,578 m3/año NA2= 25,934 m3/año

NA6= 15,821 m3/año

ECr1= (2.98x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 1.0 kg/año E2Cr2= (2.98x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 0.8 kg/año ECr6 = (2.98x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.5 kg/año



ECr-x = (FeCr)(NAx)

donde: ECr-x es la emisión anual de cromo en lb o kg FeCr es el factor de emisión aplicableaaa = 1.4x10-3 lb/106 ft3 = 2.24x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


aaa Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


128

ECr,3= (2.24x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.14 kg/año ECr,4= (2.24x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.42 kg/año ECr,5 = (2.24x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.25 kg/año ECr,7= (2.24x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.14 kg/año ECr,8= (2.24x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.09 kg/año


Combustóleobbb Usando factor de emisión:

ECr-x = (FeCr)(NAx)

donde: ECr-x es la emisión anual de cromo en lb o kg FeCr es el factor de emisión aplicableccc = 2.48x10-4 lb/103 gal = 2.98x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en gal o m3



ECr-norte= (2.98x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) ECr-norte= 0.8 kg/año

ECr-sur= (2.98x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) ECr-sur= 0.9 kg/año

- Plomo CALENTADORES

Combustóleo bbb Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. ccc Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


129


EPb-x = (FePb)(NAx)

donde: EPb-x es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicableddd = 1.51x10-3 lb/103 gal = 1.81x10-4 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo de

combustible en gal o m3 X = número del calentador (1,2 o 6).


EPb1= (1.81x10-4 kg/m3) (32,578 m3/año) = 5.9 kg/año EPb2= (1.81x10-4 kg/m3) (25,934 m3/año) = 4.7 kg/año EPb3 = (1.81x10-4 kg/m3) (15,821 m3/año) = 2.9 kg/año



EPb-x = (FePb)(NAx)

donde: EPb-x es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicableeee = 0.0005 lb/106 ft3 = 8.0x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en ft3 o m3 X = número del calentador (3,4,5,7 u 8)

ddd Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. eee Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5


130



EPb,3= (8.0x10-9 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.05 kg/año EPb,4= (8.0x10-9 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.15 kg/año EPb,5 = (8.0x10-9 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.09 kg/año EPb,7= (8.0x10-9 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.05 kg/año EPb,8= (8.0x10-9 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.03 kg/año


Combustóleofff Usando factor de emisión:

EPb-x = (FePb)(NAx)

donde: EPb-x es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicableggg = 1.51x10-3 lb/103 gal = 1.81x10-4 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en gal o m3 X = señala la localización del generador (norte o sur)

considerando que:


EPb-norte= (1.81x10-4 kg/m3) (26,520 m3/año) EPb-norte= 4.8 kg/año

EPb-sur= (1.81x10-4 kg/m3) (28,770 m3/año)

fff Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. ggg Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


131

EPb-sur= 5.2 kg/año

- Mercurio CALENTADORES

Combustóleo


EHg-x = (FeHg)(NAx)

donde: EHg-x es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHg es el factor de emisión aplicablehhh = 1.13x10-4 lb/103 gal = 1.36x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)




EHg-1= (1.36x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 0.4 kg/año EHg-2= (1.36x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 0.4 kg/año EHg-3 = (1.36x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.2 kg/año



EHg-x = (FeHg)(NAx)

donde: EHg-x es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHg es el factor de emisión aplicableiii

hhh Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


132

= 2.6x10-4 lb/106 ft3 = 4.16x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en ft3 o m3 X = número del calentador (3,4,5,7 u 8)

considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


EHg,3= (4.16x10-9 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.03 kg/año EHg,4= (4.16x10-9 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.08 kg/año EHg,5 = (4.16x10-9 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.05 kg/año EHg,7= (4.16x10-9 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.03 kg/año EHg,8= (4.16x10-9 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.02 kg/año


Combustóleojjj Usando factor de emisión:

EHg-x = (FeHg)(NAx)

donde: EHg-x es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHg es el factor de emisión aplicablekkk = 1.13x10-4 lb/103 gal = 1.36x10-5 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)



considerando que:

iii Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5 jjj Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. kkk Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


133


EHg-norte= (1.36x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) EHg-norte= 0.36 kg/año

EHg-sur= (1.36x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) EHg-sur= 0.39 kg/año

- Níquel CALENTADORES

Combustóleo

Usando factor de emisión: ENi-x = (FeNi)(NAx)

donde: ENi-x es la emisión anual de níquel en lb o kg

FeNi es el factor de emisión aplicablelll = 8.45x10-2lb/103 gal = 1.01x10-2 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)




ENi1= (1.01x10-2 kg/m3) (32,578 m3/año) = 330.3 kg/año

ENi2= (1.01x10-2 kg/m3) (25,934 m3/año) = 263 kg/año ENi3 = (1.01x10-2 kg/m3) (15,821 m3/año) = 160.4 kg/año

CALENTADORES

Gas natural

lll Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


134


ENix = (FeNi)(NAx)

donde: ENix es la emisión anual de níquel en lb o kg FeNi es el factor de emisión aplicablemmm = 2.1x10-3 lb/106 ft3 = 3.36x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año


ENi-3= (3.36x10-8 kg/m3) (6,085,464 m3/año) = 0.2 kg/año ENi-4= (3.36x10-8 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 0.64 kg/año ENi-5 = (3.36x10-8 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 0.37 kg/año ENi-7= (3.36x10-8 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 0.22 kg/año ENi-8= (3.36x10-8 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 0.13 kg/año

GENERADORES DE VAPOR (Caldera industrial) Combustóleonnn


ENi-x = (FeNi)(NAx)

donde: ENi-x es la emisión anual de níquel en lb o kg FeNi es el factor de emisión aplicableooo

mmm Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5 nnn Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. ooo Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


135

= 8.45x10-2lb/103 gal = 1.01x10-2 kg/m3 de combustóleo (AP-42, 1.3)




ENi-norte= (1.01x10-2 kg/m3) (26,520 m3/año) ENi-norte= 267.9 kg/año

ENi-sur= (1.01x10-2 kg/m3) (28,770 m3/año) ENi-sur= 290.6 kg/año

- Xileno

CALENTADORES Combustóleo


EXileno-x = (FeXileno)(NAx)

donde: EXileno-x es la emisión anual de xileno en lb o kg FeXileno es el factor de emisión aplicableppp





ppp Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


136

EXileno-1= (1.308x10-5 kg/m3) (32,578 m3/año) = 0.43 kg/año EXileno-2= (1.308x10-5 kg/m3) (25,934 m3/año) = 0.34 kg/año EXileno-3= (1.308x10-5 kg/m3) (15,821 m3/año) = 0.21 kg/año


Combustóleoqqq Usando factor de emisión:

EXileno-x = (FeXileno)(NAx)

donde: EXileno-x es la emisión anual de xileno en lb o kg FeXileno es el factor de emisión aplicablerrr





EXileno-norte= (1.308x10-5 kg/m3) (26,520 m3/año) EXileno-norte= 0.35 kg/año

EXileno-sur= (1.308x10-5 kg/m3) (28,770 m3/año) EXileno-sur= 0.38 kg/año

CONDENSACIÓN La ecuación de cálculo para estimar la emisión de xileno empleando el perfil de especiación de refinación del petróleo (cuadro 3.19) se presenta a continuación: qqq Se considero como combustóleo al fuel oil No. 6 de la USEPA. rrr Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.


137

EXileno= (% de contribución) (EHC)

donde: EXileno es la emisión anual de xileno en ton % de contribución es la proporción de xileno emitida por el

condensador EHC es la emisión de hidrocarburos no quemados del condensador

considerando que: % de contribución= 0.19 EHC = 114.9 ton/año EXileno = (0.0019)(114.9) EXileno = 0.22 ton/año

SELLOS DE BOMBAS

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de xileno empleando el perfil de emisión 0321 (cuadro 3.22) se presenta a continuación:

EXileno= (% de contribución) (ECOV)

donde: EXileno es la emisión anual de xileno en ton % de contribución es la proporción de xileno emitida por

fugas en los sellos de bombas ECOV es la emisión de COV en los sellos de bombas

considerando que: % de contribución= 1.3 ECOV = 215.4 ton/año EXileno = (0.013)(215.4) EXileno = 2.8 ton/año Bridas

La ecuación de cálculo para estimar la emisión de xileno empleando el perfil de emisión 0316 (cuadro 3.21) se presenta a continuación:


138

EXileno= (% de contribución) (ECOV)

donde: EXileno es la emisión anual de xileno en ton

% de contribución es la proporción de xileno emitida por fugas en bridas

ECOV es la emisión de COV en bridas

considerando que: % de contribución= 0.2 ECOV = 109.5 ton/año EXileno = (0.002)(109.5) EXileno = 0.22 ton/añoXileno

- Zinc

CALENTADORES

Gas natural


EZn-x = (FeZn)(NAx)

donde: EZn-x es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZn es el factor de emisión aplicablesss = 2.9x10-2 lb/106 ft3 = 4.64x10-7 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA3= 6,085,464 m3/año NA4= 18,952,142 m3/año

NA5= 10,987,478 m3/año

sss Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.


139

NA7= 6,451,000 m3/año NA8= 3,907,123 m3/año

EZn-3= (4.64x10-7 kg/m3 ) (6,085,464 m3/año) = 2.82 kg/año EZn-4= (4.64x10-7 kg/m3) (18,952,142 m3/año) = 8.79 kg/año EZn-5= (4.64x10-7 kg/m3) (10,987,478 m3/año) = 5.1 kg/año EZn-7= (4.64x10-7 kg/m3) (6,451,000 m3/año) = 2.99 kg/año EZn-,8= (4.64x10-7 kg/m3) (3,907,123 m3/año) = 1.81 kg/año

Las emisiones al aire de sustancias listadas se presentan en la tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.1 de la COA:


Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación 2 3,909 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

6 3,112.1 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 34 1,898.5 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 223.9 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 697.4 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 404.3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 237.4 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 143.8 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 3,182.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 44 3,452.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 21 489.2 Ton CI 7 14.9 Ton CI

52 7.1 Ton CI 53 24.3 Ton CI 50 31.3 Ton CI

Metano 74-82-8

55 4.8 Ton CI 2 0.847 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 0.674 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 0.411 Kg FE (AP-42, 1.3) 6/ 15 0.2 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 0.6 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 0.4 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.2 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 0.1 Kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 0.69 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

Benceno 71-432-2

44 0.75 Kg FE (AP-42, 1.3)6/


140

(continuación) Identificación de

sustancias listadas Emisión anual

Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación 52 1.1 Ton CI 50 0.1 Ton CI Benceno

71-432-2

55 3.9 Ton CI 2 129 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 102.7 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 62.7 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 7.3 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 22.7 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 13.2 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 7.7 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 4.7 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 105 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 44 113.9 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 21 693.1 ton CI

Formal-dehído 50-00-0

7 10.2 ton CI 2 24.2 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 19.3 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 11.8 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 0.3 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 1.0 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 0.6 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.4 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 0.2 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 19.7 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 44 21.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 7 0.51 ton CI

52 6.46 ton CI

Tolueno 108-88-3

50 0.55 ton CI 15 0.12 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 0.36 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 0.21 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.12 kg FE (AP-42, 1.4)3/

Dicloro-benceno

(mezcla de isómeros)

25321-22-6

38 0.07 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 2 0.92 kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 0.73 kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 0.45 kg FE (AP-42, 1.3)6/ 43 0.75 kg FE (AP-42, 1.3)6/

1,1,1-triclo-roetano 71-55-6

44 0.81 kg FE (AP-42, 1.3)6/ 2 5.2 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 4.1 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 2.5 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 0.02 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 0.06 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 0.04 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.02 kg FE (AP-42, 1.4)3/

Arsénico CCM01

38 0.01 kg FE (AP-42, 1.4)3/


141



Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación 43 4.2 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ Arsénico CCM01 44 4.6 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 2 1.6 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 1.2 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 0.8 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 0.11 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 0.33 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 0.19 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.11 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 0.07 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 1.3 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

Cadmio CCM04

44 1.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 2 1.0 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 0.8 Kg FE (AP-42, 1.3)6/


Cromo CCM07



Plomo CCM11

44 5.2 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

2 0.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 0.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/


Mercurio CCM08

44 0.39 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 2 330.3 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 6 263 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

34 160.4 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 15 0.2 kg FE (AP-42, 1.4)3/

Níquel CCM09

20 0.64 kg FE (AP-42, 1.4)3/


142



Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación 29 0.37 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 0.22 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 38 0.13 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 43 267.9 Kg FE (AP-42, 1.3)6/

Niquel


34 0.21 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 43 0.35 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 44 0.38 Kg FE (AP-42, 1.3)6/ 7 0.22 ton CI

52 2.8 ton CI

Xileno 1330-20-7

50 0.22 ton CI 15 2.82 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 20 8.79 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 29 5.1 kg FE (AP-42, 1.4)3/ 36 2.99 kg FE (AP-42, 1.4)3/

Zinc CCM14

38 1.81 kg FE (AP-42, 1.4)3/

Emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC Sobre la base de la información reportada en la tabla 3.2.2 del formato COA a continuación se presentan las emisiones al agua de sustancias RETC.


Ex = (Cx) (Va)


considerando que: Va = 1,215m3/año = 1,215,000 l/año

• Arsénico

EAr = (0.06 mg/l) (1,215,000 l/año) = 72,900 mg/año = 72.9 g/año • Cobre

ECu= (0.03 mg/l) (1,215,000 l/año) = 36,450 mg/año = 36.45 g/año


143

• Cromo

ECr= (0.01 mg/l) (1,215,000 l/año) = 12,150 mg/año = 12.15 g/año • Níquel

ENi= (0.02 mg/l) (1,215,000 l/año) = 24,300 mg/año = 24.3 g/año • Plomo

EPb= (0.02mg/l) (1,215,000 l/año) = 24,300 mg/año = 24.3 g/año • Zinc

EZn= (0.07 mg/l) (1,215,000 l/año) = 85,050 mg/año = 85.05 g/año


Identificación de




Arsénico CCM01 57 72.9 g MD Cobre CCM06 57 36.45 g MD




Zinc CCM14 57 85.05 g MD

REFERENCIAS 1/ Jímenez, F. (1999). Refinación de petróleo. Tesis de Licenciatura. Universidad Autónoma de México. México. 2/ USEPA (1994). Volatile Organic Compound (VOC)/Particulate Matter (PM) Speciation Data System (Speciate). Versión 1.5. Disponible en el documento Clearing House for Inventory and Emission Factors (CHIEF). E.U. 3/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection


144

Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 4/ USEPA. (1995). Sulfur Recovery Plants, Sección 8.13. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 5/ USEPA. (1995). Petroleum Refining, Sección 5.1. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 6/ USEPA (1998). Fuel Oil Combustion, Sección 1.3. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento E. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

3.3 INDUSTRIA DE PINTURAS Y TINTAS

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA FABRICACIÓN DE PINTURAS BASE SOLVENTE

3.3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO1/

La fabricación de pinturas consiste principalmente en las operaciones de selección y descarga de materias primas, mezclado, molienda, ampliado, filtrado, ajuste y envasado. Selección y descarga de materias primas Las principales materias primas utilizadas son pigmentos, resinas, aditivos y solventes. Mezclado La producción de pinturas comienza con el mezclado de resinas, pigmentos secos, solventes orgánicos, plastificantes y cargas, realizado en un mezclador de alta velocidad para obtener una pasta homogénea. Molienda La pasta ya formada pasa a molinos de arena o de bolas que reducen el tamaño de las partículas según se requiera. Ampliado Con el tamaño de partículas deseado, el producto pasa a los tanques de ampliado, donde se incorporan aditivos, resinas y solventes tales como acetona, tolueno y thinner. Filtración y ajuste Para obtener la consistencia apropiada, la pintura se filtra removiendo el pigmento que no se disolvió. Finalmente se realiza el ajuste que consiste en la igualación del color y consistencia deseada del producto. Envasado La pintura es envasada en botes de diferentes tamaños y enviada al almacén.

145


Control de calidad Las pinturas pasan por un departamento de control de calidad donde se realiza el análisis de sus propiedades. Lavado de contenedores Después de cada lote se realiza el lavado de los equipos con agua y solventes.

146

INDUSTRIA DE PINTURAS Y TINTAS INDUSTRIA DE PINTURAS Y TINTAS

147 147


CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (fig.3.4) el equipo que genera contaminantes atmosféricos a reportar en esta sección, es la caldera que quema gas lp (cuadro 3.24).

Cuadro 3.24 Fuente generadora de contaminantes atmosféricos.

Punto de generación Nombre del equipo o actividad Contaminante

26 Caldera Partículas y gases de combustión

Cabe aclarar que las demás fuentes de emisión al aire señaladas en el diagrama corresponden a sustancias volátiles, cuya estimación se realiza en la sección de sustancias RETC.

Considerando las actividades y equipos utilizados en la elaboración de pinturas base solvente la NOM-085-ECOL-1994, específica para procesos de combustión, es la que regula las emisiones de contaminantes al airea. Esta norma demanda una medición directa de emisiones para contaminantes específicos; en el cuadro 3.25 se presenta el equipo y contaminantes normados.

Cuadro 3.25 Equipos y contaminantes normados. Punto de emisión


Capacidad del equipo

Combustible usado Norma Contaminante

26 Caldera 250 cc ( 8825 MJ/h) Gas LP NOM-085-ECOL-1994

Densidad de humo y exceso de aire.

Debido a que sólo se deben medir los contaminantes mencionados anteriormente, los demás pueden ser estimados por otros métodos, en este caso es factible estimar los señalados en el cuadro 3.26.

a Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html

148


INDUSTRIA DE PINTURAS Y TINTAS

Cuadro 3.26 Equipos y contaminantes no normados. Punto de emisión

Nombre del equipo o actividad Contaminante Método de

estimación

26 Caldera SO2,CO,CO2,NOx e HC Factor de emisión

Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante La estimación de emisiones al aire para una caldera que quema gas lp se presenta en el ejemplo de elaboración de envases de vidrio (ejemplo 3.9); por lo cual, se recomienda obtener los factores de emisión del anexo 3 (sobre la base de la capacidad de la caldera), y guiarse en los cálculos con el mencionado ejemplo.

Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.3.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasb, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.


b Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

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31







Mercurio total [mg/l] 0.005







Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se

reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.


150


3.3.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososc; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.3.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC a) Disolventes Las sustancias RETC identificadas en el proceso corresponden a tolueno, xileno y metil-isobutil-cetona, derivadas de los disolventes empleados en el proceso. Dichas sustancias se emiten en las actividades de preensamblado de solventes, mezclado, molienda y ampliado. Debido a que se cuenta con un extractor general de disolventes, estas se concentran y se emiten en un solo punto (punto de emisión 7).

Las emisiones se calculan a partir de un balance de materiales, considerando que éstas corresponden a la diferencia entre la cantidad de disolvente consumido al año en el proceso y la cantidad que contienen los productos, multiplicada por la fracción en peso de la sustancia en el disolvente. Esto es: Eai = (Md - Mdp) Xdi δi

donde: Eai es la emisión anual al aire de la sustancia i en kg Md es la cantidad de disolvente consumido al año (Entrada)

en l Mdp es la cantidad de disolvente en el producto (Salida) en l

c Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html.

151



Xdi es la fracción peso de la sustancia i en el disolvente δi es la densidad de la sustancia i

Sobre la base de esta ecuación se calculan las emisiones de las

sustancias antes señaladas, bajo las siguientes consideraciones:

− Tolueno

Md = 29,850 l/año Mdp = 25,756 l/año XdTolueno = 0.60 δTolueno2/ = 0.86 kg/l EaTolueno=(29,850 l/año – 25,756 l/año)(0.60)(0.86kg/l)=2,112.5 kg/año

− Xileno Md = 14,000 l/año Mdp =11,985 l/año xdxileno = 0.55 δXileno2/ = 0.86 kg/l Eaxileno = (14,000 l/año – 11,985 l/año)(0.55)(0.86 kg/l) = 953.1 kg/año

− Metil isobutil cetona Md = 10400 l/año Mdp = 8240 l/año x Metil isobutil cetona = 0.55 δ Metil isobutil cetona2/ = 0.8 kg/l EMetil isobutil cetona=(10,400 l/año – 8,240 l/año) (0.55)(0.8 kg/l)=950.4 kg/año

b) Polvos

Los siguientes compuestos son emitidos a la atmósfera en las operaciones de descarga de materiales en el área de preensamblado de polvos: óxidos de zinc, nitrato de cromo y níquel y anilina. Para su cuantificación se utiliza el método de cálculos de ingeniería considerando la eficiencia de los recolectores de polvo.

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En este sentido, las emisiones corresponden a la diferencia entre el consumo anual del material que contiene el compuesto y la cantidad de material que queda en el producto multiplicada por la fracción de polvos no retenidos por el equipo de control (1- η) y por la fracción en peso del compuesto en el material. Esto es:

Eai= (Mp – Mpd) (Xdi) (1- η)

donde: Eai es la emisión anual del compuesto i en kg

Mp es el consumo anual de material que contiene el compuesto i en kg

Mpd es la cantidad de material retenido en el producto en kg

Xdi es la fracción peso del compuesto i en el material η es la eficiencia del colector de polvos

De acuerdo a las características de los productos y a los datos proporcionados por el departamento de compras se calculan las emisiones empleando la ecuación antes planteada:

− Óxidos de zinc

Mp = 5,125 kg Mpd = 5,078 kg (considerando reincorporación del material retenido en filtros) Xdzinc = 0.45 η = 0.80

Ezinc= (5,125 kg – 5,078 kg)(0.45) (1- 0.80) Ezinc = 4.23 kg/año

− Nitrato de cromo

Mp = 4,869 kg Mpd = 4,835 kg (considerando reincorporación del

material retenido en filtros) Xdcromo = 0.25

153


η = 0.80 Ecromo= (4,869 kg – 4,835 kg) (0.25) (1- 0.80)

Ecromo = 1.7 kg/año

− Anilina

Mp = 300 kg Mpd = 287.50 kg (considerando reincorporación del

material retenido en filtros) Xpdanilina = 0.95 η = 0.80 Eanilina= (300 kg – 287.5 kg) (0.95) (1- 0.80)

Eanilina = 2.375 kg/año

− Nitrato de níquel

Mp = 1,500 kg Mpd = 1,480 kg (considerando reincorporación del material retenido en filtros)

Xpdníquel = 0.70 η = 0.80 Eníquel= (1,500 kg – 1,480 kg) (0.70) (1- 0.80)

Eníquel = 2.8 kg/año Las emisiones en el área de control de calidad se calculan de la misma forma que para el área de elaboración de pinturas base solvente.

Adicionalmente, por el proceso de combustión de gas lp en la caldera se emite metano, en cual debe calcularse como se presenta en el ejemplo 3.9 de este capítulo.

Las emisiones al aire de sustancias listadas calculadas se presentan en la tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.1 de la COA:

Identificación de sustancias RETC Emisión anual

Nombre Clave Punto de

emisión

Cantida

d

Unidad Método de estimación

Tolueno 108-88-3 7 2,112.5 kg BM3/

Xileno 1330-20-7 7 953.1 kg BM3/

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(continuación) Identificación de sustancias

RETC Emisión anual



Metil-Isobutil-Cetona

108-10-1 7 950.4 kg BM3/

Óxido de Zinc CCM14 4 4.23 kg CI3/

Nitrato de Cromo

CCM07 4 1.7 kg CI3/

Anilina 62-53-3 4 2.375 kg CI3/

Nitrato de Níquel

CCM09 4 2.8 kg CI3/



Ex = (Cx) (Va)

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC

Cx es la concentración de la sustancia RETC Va es el volumen anual de descarga de agua residual

considerando que: Va = 528 m3/año =528,000 l/año

• Arsénico EAr = (0.005 mg/l) (528,000 l/año) = 2,640 mg/año = 2.64 g/año • Cobre ECu= (0.089 mg/l) (528,000 l/año) = 46,992 mg/año = 46.99 g/año • Cianuro

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ECianuro= (0.002 mg/l) (528,000 l/año) = 1,056 mg/año = 1.06 g/año • Cromo ECr= (0.012 mg/l) (528,000 l/año) = 6,336 mg/año = 6.34 g/año • Mercurio EHg= (0.005 mg/l) (528,000 l/año) = 2,640 mg/año = 2.64 g/año • Níquel ENi= (2.0 mg/l) (528,000 l/año) = 1′056,000 mg/año = 1,056 g/año • Plomo EPb= (1.01 mg/l) (528,000 l/año) = 533,280 mg/año = 533.28 g/año • Zinc EZn= (7.5 mg/l) (528,000 l/año) = 3′960,000 mg/año = 3,960 g/año Las emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC se presentan en la

tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.2 de la COA:

Identificación de sustancias RETC

Descarga anual

Nombre

Clave

Punto de emisión






Mercurio CCM08 24 2.64 g MD

Níquel CCM09 24 1,056 g MD


Zinc CCM14 24 3,960 g MD

REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México.

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2/ USEPA (1995). Pharmaceutical Production, Sección 6.13. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3/ SEMARNAT (2001). Guía para el reporte de emisiones de la industria de fabricación de pinturas y tintas. En: Guías industriales. Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. http://www.ine.gob.mx/dggia/retc/coa/guias.html

157

3.4 INDUSTRIA METALÚRGICA (INCLUYE LA SIDERÚRGICA) ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE ACERO Y

ELABORACIÓN DE PIEZAS FUNDIDAS 3.4.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

a) Producción de acero1/

Preparación de materia prima Esta etapa comprende la preparación de los minerales de hierro a través de tres operaciones principales: fragmentación, que se realiza a través de la trituración y molienda de los minerales hasta alcanzar el tamaño requerido; el cribado, que permite seleccionar el tamaño adecuado de partícula, y la concentración, que consiste en utilizar las propiedades magnéticas o gravimétricas del mineral de hierro para su selección. Sinterización y peletización Una vez producido el coque se lleva al cabo el proceso de sinterizado, el cual convierte el mineral de hierro, cisco de coque, caliza y polvos de hornos en un producto aglomerado, el sinter, para su carga en hornos de fundición. Los materiales crudos son algunas veces mezclados con agua para conformar una matriz cohesiva, la cual se coloca sobre unas bandas móviles. Durante el avance de las bandas se aplica calor para llevar a cabo una combustión del coque de la mezcla y una fusión de los materiales presentes, la combustión del coque proporciona calor suficiente (entre 1300 y 1480 °C) para fundir la superficie de la mezcla y aglomerarla. El sinter producido se descarga y recibe un primer molido y cribado, aquel de tamaño menor al requerido o fino se recicla y procesa nuevamente; el de tamaño adecuado se enfría al aire libre, con rociadores de agua o con abanicos mecánicos; posteriormente es molido y cribado por última vez y enviado a los altos hornos. Coquización El coque es usado en los altos hornos como combustible y es manufacturado por destilación destructiva de carbón mineral o hulla. Esta operación incluye la trituración del carbón y su cocimiento en hornos en ausencia de oxígeno, para su posterior descarga y enfriamiento. Los compuestos orgánicos

158

INDUSTRIA METALÚRGICA

volátiles que se generan del carbón mineral son extraídos y recolectados para ser procesados en plantas adjuntas para su recuperación y recirculación como gas combustible. Fundición en altos hornos El hierro es producido en altos hornos por el método de reducción de minerales de hierro con gas caliente. El mineral de hierro sinterizado o peletizado se introduce al horno junto con coque o carbón vegetal, que sirven como agentes reductores y proporcionan la energía necesaria para la fundición, además de permitir la formación de espacios o huecos para la recirculación de gases reductores. De igual forma, se adiciona caliza y dolomita como fundentes para la escorificación de impurezas. El alto horno produce arrabio, escoria y gas de tragante, este último se recircula para el precalentamiento del aire, generación de vapor o se utiliza como combustible. Las partículas arrastradas por este gas se recirculan hacia la planta sinterizadora. Convertidor básico al oxígeno La producción de acero se lleva a cabo por una reducción directa o mediante un convertidor básico al oxígeno. En el caso de este último el hierro fundido se mezcla con chatarra para su refinación en un horno por medio de inyecciones de oxígeno de alta pureza. Debido a la reacción del oxígeno con el carbón se generan grandes cantidades de monóxido de carbono, las cuales pueden ser controladas por la combustión en la boca del horno y después ventiladas a equipos purificadores de aire como extractores. Colado continuo y lingoteo El acero fundido se vacía en moldes de cobre para obtener planchones, tochos, palanquillas o lingotes de diferentes formas. Éstos son enfriados con agua, que adicionalmente sirve para remover la costra y otras impurezas de la superficie del acero. En este proceso el producto es acero semi-terminado debido a que requiere de un moldeo en caliente o en frío para obtener piezas o materiales con tamaño y formas particulares.

b) Elaboración de piezas de hierro y acero2/,3/ Para obtener piezas de hierro, acero y ferroaleaciones como productos terminados, los lingotes de hierro, acero y ferroaleaciones, así como chatarra

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de estos mismos materiales, se transforman en tamaños y formas específicas mediante diferentes operaciones, las cuales se señalan a continuación. Elaboración de moldes y corazones Los moldes y corazones permiten conformar la parte externa e interna, respectivamente, de las piezas. Los moldes se preparan de arena húmeda, arcilla y aditivos orgánicos y usualmente se secan con aire caliente. Los corazones se hacen a partir de una mezcla de arena con polímeros orgánicos, una vez que el corazón se moldea se introduce a un horno para su cocción. La arena usada es reciclada pasando por un proceso de limpieza, junto con la proveniente de la operación de desmoldeo. Manipulación de materia prima Este paso incluye la transferencia, descarga y almacenado de materia prima, así como la limpieza, pesado y mezclado para conformar la carga para el horno de fundición. En específico, la limpieza implica el uso de solventes o de calor para eliminar grasas y aceites de la chatarra. Fundición El fundido de los metales se lleva a cabo en hornos de calentamiento con incorporación de diferentes elementos de aleación y sustancias adicionales. Para la fundición de hierro comúnmente se emplean hornos de cubilote, hornos de inducción eléctrica y de arco eléctrico. Para el caso de acero se emplean hornos eléctricos, tanto de arco directo como de inducción. Vaciado y enfriado El metal fundido pasa a ollas de vaciado, generalmente a través de una grúa viajera donde se deposita en los moldes de arena. Posteriormente, el molde conteniendo el metal se envía al área de enfriamiento, el tiempo de permanencia varía dependiendo del tipo de metal, peso y geometría de la pieza fundida. Desmoldeo Al concluir el tiempo de enfriamiento las piezas se envían al área de desmoldeo donde mediante una máquina giratoria las piezas son separadas del molde de arena. Una vez que las piezas son enfriadas comienza la etapa de limpieza.

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Limpieza de piezas La limpieza de piezas fundidas se realiza con esmerilado y pulido, así como impactándolas con arena o partículas metálicas (granallado) o mediante el empleo de ácidos inorgánicos, sales fundidas o disolventes halogenados. Concluido este paso las piezas se empaquetan y almacenan.

161


162


3.4.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

163


De acuerdo con el diagrama de proceso (figura 3.5) los contaminantes atmosféricos se generan de las siguientes actividades y equipos (cuadro 3.27).

Cuadro 3.27 Fuentes generadoras de contaminantes atmosféricos. Punto de Nombre del equipo o actividad Contaminante generación

1 Preparación de materia prima Partículas 2 Sinterización Partículas 4 Peletización Partículas 5 Trituración de carbón Partículas 7 Cocimiento de carbón Partículas, NO , CO y COV x

8 Descarga de coque Partículas, CO y COV 9 Enfriamiento de coque Partículas

10 Fundición en alto horno Partículas y gases de combustión 12 Convertidor básico al oxígeno Partículas y CO 14 Colado continuo Partículas 15 Lingoteo Partículas 16 Manipulación de materia prima Partículas 17 Elaboración de moldes Partículas 18 Elaboración de corazones Partículas

Horno de calentamiento (cocimiento de corazones) 19 Partículas y gases de combustión

20 Horno de cubilote 1 Partículas y gases de combustión 21 Horno de cubilote 2 Partículas y gases de combustión 22 Horno de cubilote 3 Partículas y gases de combustión 23 Vaciado y enfriado Partículas y humos 25 Desmoldeo Partículas 26 Granallado Partículas (emitidas en punto 23) 28 Esmerilado Partículas (emitidas en punto 25) 30 Pintado COV 31 Caldera Partículas y gases de combustión

Considerando las diferentes actividades y equipos empleados para la producción de acero y la elaboración de piezas fundidas, las normas oficiales mexicanas que sobre contaminación atmosféricaa se aplican son: NOM-085-ECOL-1994, específica para procesos de combustión y NOM-043-ECOL-1993, que regula la emisión conducida de partículas. Cabe aclarar


164



que en los hornos de cubilote existe una combustión directa. Las emisiones de partículas de las actividades de preparación y manipulación de materia prima, elaboración de moldes y corazones, vaciado, enfriado y desmoldeo corresponden a emisiones fugitivas por lo que no se aplica la NOM-043. Bajo estas consideraciones en el cuadro 3.28 se presentan los equipos y contaminantes normados, para los cuales es preciso realizar una medición directa de sus emisiones.

Cuadro 3.28 Equipos y contaminantes normados. Punto de Nombre del equipo Capacidad Combustible Norma Contaminante generación o actividad

Trituración de carbón

NA NA NOM-043-ECOL-1993 5 Partículas

295,000 ton Coque NOM-085-ECOL-1994 Bióxido de azufre 10 Alto horno

Horno de calenta-miento (cocimiento de corazones

1,800 MJ/h Gas natural NOM-085-ECOL-1994 Densidad de humo y exceso de aire

19

1,000 ton Coque NOM-085-ECOL-1994 Bióxido de azufre 20 Horno de cubilote 1



26 Granallado 170* m3/min NA NOM-043-ECOL-1993 Partículas 28 Esmerilado 108* m3/min NA NOM-043-ECOL-1993 Partículas

250 cc Gas LP NOM-085-ECOL-1994 Densidad de humo y exceso de aire

31 Caldera

* expresada como flujo de gases. Por lo anterior, el equipo y actividades para los cuales se estiman sus emisiones se presentan en el cuadro 3.29.


generación Nombre del equipo o actividad Método de Contaminante no normado estimación 2 Sinterización Partículas Factor de emisión 7 Cocimiento de carbón Partículas, NO , CO y COV Factor de emisión x

8 Descarga del coque Partículas, CO y COV Factor de emisión 9 Enfriamiento del coque Partículas Factor de emisión 10 Fundición en altos hornos Partículas Factor de emisión 12 Convertidor básico al oxígeno Partículas Factor de emisión 14 Colado continuo Partículas Factor de emisión 15 Lingoteo Partículas Factor de emisión 16 Manipulación de materia prima Partículas Factor de emisión 18 Elaboración de corazones Partículas Factor de emisión

(continuación)

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Punto de generación Nombre del equipo o actividad Método de Contaminante no normado estimación

19 Horno de calentamiento SO2,partículas, HC y CO Factor de emisión 2

20 Horno de cubilote 1 Partículas y CO Factor de emisión 21 Horno de cubilote 2 Partículas y CO Factor de emisión 22 Horno de cubilote 3 Partículas y CO Factor de emisión 23 Vaciado y enfriado Partículas Factor de emisión 25 Desmoldeo Partículas Factor de emisión

COV Balance de materia 30 Pintado

SO31 Caldera 2, NO , HC, CO, COx 2 y partículas

Cálculo de ingeniería

Es importante mencionar que en este ejemplo las emisiones durante la preparación de materia prima y elaboración de moldes se consideran no significativas. Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante


HORNO DE CALENTAMIENTO Gas natural Usando factor de emisión:

)(NA) E = (FeSO2 SO2

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg

es el factor de emisión aplicable Fe bSO2

= 0.6 lb/10 ft6 3 = 9.6 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo

anual de combustible en ft3 o m3

considerando que: NA= 429,625 m /año 3

ESO2= ( 9.6 kg/10 m ) (429,625 m6 3 3/año) E = 4.1 kg/año SO2

Para convertir lb/10 ft a kg/10 m multiplicar por 16. b 6 3 6 3

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CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano la fórmula general de cálculo es: c

)(NA)(0.6) E = (Fe )(NA)(0.4) + (FeSO2 PSO2 BSO2

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg

FePSO2 es el factor de emisión para gas propano aplicable d

= 0.10S lb/103 gal = 1.2x10-2S kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) 3

S= % de azufre en el combustible.

es el factor de emisión para gas butano aplicableFe eBSO2 = 0.09S lb/103 gal =1.08x10-2S kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) S= % de azufre en el combustible.

NA consumo anual de combustible en gal o m3

considerando que:

S = 0.014% f

NA= 450 m3/año

ESO2 = (1.2x10-2 kg/m3)(0.014)(450 m3/año)(0.4) + (1.08x10 kg/m-2 3)(0.014)(450 m3/año)(0.6)

E = 0.07kg/año SO2

El llenado de la tabla 2.3.1 de la COA con las emisiones calculadas

de bióxido de azufre se presenta a continuación: Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. c

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12. d 3 3

Idem. e

f El porcentaje de azufre debe modificarse según las especificaciones marcadas en la factura de embarque de la empresa que suministra el combustible.

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Clave Eficiencia (%) Método de estimación

19 4.1 kg FE (AP-42,1.4) NA NA NA 4/

31 0.07 kg FE (AP-42, 1.5) NA NA NA 5/


COCIMIENTO DE CARBÓN


ENOx = (FeNOx)(NA)

donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en kg es el factor de emisión aplicable Fe gNOx

= 0.005 kg/Mg = 0.005 kg/ton de carbon cargado (AP-42, 12.2)

NA es el nivel de actividad expresado en toneladas de carbón cargado.

considerando que:

NA= 183,348 ton/año

E = ( 0.005 kg/ton) (183,348 ton/año) NOx

E = 916.74 kg/año NOx

CALDERA

Gas lp 250 cc Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano la fórmula general de cálculo es: h

g 1 Mg = 1 ton h Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado.

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ENOx = (FePNOx)(NA)(0.4)+ (FeBNOx)(NA)(0.6)

donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en lb o kg es el factor de emisión para gas propano aplicable Fe iPNOx

= 14 lb/103 gal = 1.68 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) 3

FeBNOx es el factor de emisión para gas butano aplicablej = 15 lb/103 gal = 1.8 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)

NA es el nivel de actividad expresado como el consumo anual de combustible en gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año ENOx = (1.68 kg/m 3)(450 m3/año)(0.4) + (1.8 kg/m3)(450 m3/año)(0.6) E = 788.4 kg/año NOx

El llenado de la tabla 2.3.2 de la COA con las emisiones calculadas para óxidos de nitrógeno se presenta a continuación:


emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia


7 916.74 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

31 788.4 kg FE (AP-42, 1.5) NA NA NA 5/

- Partículas

SINTERIZACIÓN

Lavador tipo venturi

Para esta actividad se calculan las emisiones provenientes de los ventiladores y de la descarga del sinter:

• Ventiladores

i Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12. 3 3

j Idem.

169



)(NA) E = (FePM PM

donde: EPM es la emisión anual de partículas en kg FePM es el factor de emisión aplicable k

= 0.235 kg/Mg = 0.235 kg/ton de sinter (AP-42, 12.5) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales de sinter producido

considerando que:


EPM= ( 0.235 kg/ton) (523,852 ton/año) E = 123,105 kg/año PM

• Descarga del sinter


)(NA) E = (FePM PM

donde: EPM es la emisión anual de partículas en kg

FePM es el factor de emisión aplicable l

= 0.295 kg/Mg = 0.295 kg/ton de sinter (AP-42, 12.5) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de sinter producido

considerando que: NA= 523,852 ton/año


Por lo tanto, laemisión total de partículas (EPM-t ) de la sinterización es:

E = 154,536 +123,105 kg/año = 277,641.3 PM-t

k 1 Mg = 1 ton l Idem.

170




)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable m

= 0.27 kg/Mg = 0.27 kg/ton de carbón (AP-42, 12.2) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de carbón cargado


EPM= ( 0.27 kg/ton) (183,348 ton/año) E = 49,503.96 kg/año PM

DESCARGA DEL COQUE


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable n


de carbón cargado



m 1 Mg = 1 ton n Idem.

171


ENFRIAMIENTO DEL COQUE


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable o


de carbón cargado



ALTO HORNO


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable p

= 0.3 kg/Mg = 0.3 kg/ton (AP-42, 12.5) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de metal caliente.



o 1 Mg = 1 ton Idem. p

172


Dado que se cuenta con un equipo para controlar la emisión de partículas, un lavador de gases, con una eficiencia del 82%, es necesario considerar esta retención mediante el siguiente cálculo:

Ef = (EPM PM )(1-η)

donde: EfPM es la emisión anual final de partículas en kg (considerando retención del equipo de control)

EPM es la emisión anual de partículas en kg (antes de considerar la eficiencia del equipo de control)

η es la eficiencia del equipo de control

sustituyendo: = (88,500 kg/año Ef )(1-0.82) = 15,930 kg/año PM

CONVERTIDOR BÁSICO AL OXÍGENO

Lavador


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable q

= 0.045 kg/Mg = 0.045 kg/ton de acero (AP-42, 12.5) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de acero producido.



q 1 Mg = 1 ton

173


COLADO CONTINUO


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable r


de palanquillas, planchones y/o tochos de acero producidos.

considerando que:



LINGOTEO


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable s


de lingotes de acero producidos.



1 Mg = 1 ton r

s Idem.

174


MANIPULACIÓN DE MATERIA PRIMA


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable t

= 0.1 kg/Mg de hierro gris (AP-42, 12.10) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de hierro gris producido


EPM= ( 0.1 kg/ton) (2,783 ton/año) E = 278.3 kg/año PM

ELABORACIÓN DE CORAZONES


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable u



considerando que:

NA= 2,783 ton/año

EPM= ( 0.6 kg/ton) (2,783 ton/año) t 1 Mg = 1 ton u Idem.

175


E = 1,669.8 kg/año PM

HORNO DE CALENTAMIENTO


)(NA) E = (FePM PM

donde: EPM es la emisión anual de partículas en lb o kg

FePM es el factor de emisión aplicable v

= 7.6 lb/106 ft3 = 121.6 kg/106 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

EPM= ( 121.6 kg/10 m ) (429,625 m /año) 6 3 3

E = 52.2 kg/año PM

HORNOS DE CUBILOTE

Con lavadores de alta energía


) EPMx= (Fe )(NAPM x

donde: E es la emisión anual de partículas en kg PMx

FePM es el factor de emisión aplicable w

= 0.4 kg/Mg de hierro gris (AP-42, 12.10) es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de hierro gris producido NAx

X = número del horno de fundición (1,2 o 3) Para convertir lb/10 ft a kg/10 m multiplicar por 16. v 6 3 6 3

w 1 Mg = 1 ton

176


considerando que: NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

EPM1= ( 0.4 kg/ton) (950 ton/año) = 380 kg/año EPM2= (0.4 kg/ton) (870 ton/año) = 348 kg/año EPM3= (0.4 kg/ton) (963 ton/año) = 385.2 kg/año

En vista de que los hornos 1,2 y 3 con puntos de generación 5, 6 y 7, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 9) sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de partículas (EtPM):

EtPM=EPM1+ EPM2 + EPM3

sustituyendo:

EtPM=380 kg/año + 348 kg/año + 385.2 kg/año = 1113.2 kg/año

VACIADO Y ENFRIADO Usando factor de emisión:

)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable x





1 Mg = 1 ton x

177


DESMOLDEO


)(NA) E = (FePM PM


FePM es el factor de emisión aplicable y





CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano , la fórmula general de cálculo es: z

EPM = (FePPM)(NA)(0.4) + (FeBPM)(NA)(0.6)


es el factor de emisión para gas propano aplicable Fe aaPPM = 0.4 lb/103 gal = 4.8x10-2 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) 3

FeBPM es el factor de emisión para gas butano aplicable bb

y 1 Mg = 1 ton Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. z

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12. aa 3 3

178


= 0.5 lb/103 gal = 6.0x10 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) -2 3

NA es el nivel de actividad expresado como el consumo anual de combustible en 103 gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año EPM = (4.8x10-2 kg/m3)(450 m3/año)(0.4)+ (6.0x10-2

kg/m3)(450 m3/año)(0.6) E = 24.8 kg/año PM





estimación 3 277,641.3 kg FE (AP-42, 12.5) PH1 86 CI 7/

7 49,503.96 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

8 106,341.8 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

9 104,508.4 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

11 15,930 kg FE (AP-42, 12.5)7/ PH1 82 OM

(especificaciones del fabricante)

13 13,275 kg FE (AP-42, 12.5)7/ PH1 85 OM

(especificaciones del fabricante)

14 89,700 kg FE (AP-42, 12.5) NA NA NA 7/

15 46,000 kg FE (AP-42, 12.5) NA NA NA 7/

FE (AP-42, 12.10)16 278.3 kg NA NA NA 3/

FE (AP-42, 12.10)18 1,669.8 kg NA NA NA 3/

19 52.2 kg FE (AP-42, 1.4) NA NA NA 4/

(continuación) Emisión anual Método o equipo de control Punto

de emisión



FE (AP-42, 12.10)24 1113.2 kg PH3 74 CI 3/

Idem. bb

179


FE (AP-42, 12.10)23 5,844.3 kg NA NA NA 3/

FE (AP-42, 12.10)25 4,453 kg NA NA NA 3/

31 24.8 kg FE (AP-42, 12.5) NA NA NA 7/

- Hidrocarburos no quemados



EHC= (FeHC)(NA)

donde: EHCes la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg

es el factor de emisión aplicable Fe ccHC

= 11 lb/106 ft3 = 1.76x10-4 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

E = (1.76x10HC -4 kg/m3) (429,625 m /año) 3

EHC= 75.6 kg/año

CALDERA Gas lp 250 cc Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano , la fórmula general de cálculo es: dd

cc Para convertir de lb/10 ft a kg/m multiplicar por 1.6x106 3 3 -5. dd Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado.

180


EHC = (FePHC)(NA)(0.4) + (FeBHC)(NA)(0.6)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg

es el factor de emisión para gas propano aplicable Fe eePHC

= 0.5 lb/103 gal = 6.0x10-2 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) 3

es el factor de emisión para gas butano aplicableFe ffBHC = 0.6 lb/103 gal = 7.2x10 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) -2 3

NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año E = (6.0x10HC -2 kg/m3)(450 m3/año)(0.4)+ (7.2x10-2 kg/m3)(450 m3/año)(0.6) EHC = 30.2 kg/año





19 75.6 kg FE (AP-42,1.4) NA NA NA 4/

31 30.2 kg FE (AP-42,1.5) NA NA NA 5/

- Monóxido de carbono



)(NA) E = (FeCO CO

donde:E es la emisión anual de monóxido de carbono en kg CO

es el factor de emisión aplicable Fe ggCO

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12. ee 3 3

Idem. ff

181


=0.3 kg/Mg = 0.3 kg/ton de carbón (AP-42, 12.2) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas

anuales de carbón cargado


E = ( 0.3 kg/ton) (183,348 ton/año) = 55,004 kg/año CO

DESCARGA DE COQUE


)(NA) E = (FeCO CO

donde: E es la emisión anual de monóxido de carbono en kg CO

es el factor de emisión aplicable Fe hhCO

=0.035 kg/Mg = 0.035 kg/ton de carbón (AP-42, 12.2) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales

de carbón cargado


E = ( 0.035 kg/ton) (183,348 ton/año) = 6,417.2 kg/año CO

HORNOS DE CUBILOTE

Con lavadores de alta energía

Usando factor de emisión: ) E = (Fe )(NACOx CO x

donde: E es la emisión anual de monóxido de carbono en kg COx

es el factor de emisión aplicableFe iiCO =73 kg/Mg de hierro gris (AP-42, 12.10)

1 Mg= 1 ton gg

Idem. hh

1 Mg= 1 ton ii

182


es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales de hierro gris producido

NAx

X = número del horno de fundición (1,2 o 3)

considerando que: NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

E = ( 73 kg/ton) (950 ton/año) = 69,350 kg/año CO-1

E = (73 kg/ton) (870 ton/año) = 63,510 kg/año CO-2

E = (73 kg/ton) (963 ton/año) = 70,299 kg/año CO-3

En vista de que los hornos 1, 2 y 3 con puntos de generación 20, 21 y 22 respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24) sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de CO (Et ): CO

EtCO=ECO-1+ ECO-2 + ECO-3

sustituyendo:

EtCO=69,350 kg/año + 63,510 kg/año + 70,299 kg/año = 203,159 kg/año

CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano , la fórmula general de cálculo es: jj

ECO = (FePCO)(NA)(0.4) + (FeBCO)(NA)(0.6)

donde: E es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg CO

FePCO es el factor de emisión para gas propano aplicablekk = 1.9 lb/103 gal = 0.228 kg/m de gas lp (AP-42, 1.5) 3

jj Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado.

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 kk 3 3

183


FeBCO es el factor de emisión para gas butano aplicable ll

= 2.1 lb/103 gal = 0.252 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año ECO = (0.228 kg/m3)(450 m3/año)(0.4)+ (0.252 kg/m3) (450 m3/año)(0.6) E = 109 kg/año CO

El llenado de la tabla 2.3.5 de la COA con las emisiones calculadas de monóxido de carbono se presenta a continuación:




estimación 7 55,004 Kg FE (AP-42,12.2) NA NA NA 6/

8 6,417.2 kg FE (AP-42,12.2) NA NA NA 6/

24 203,159 kg FE (AP-42,12.10) PH3 74 CI 3/

31 109 kg FE (AP-42,1.5) NA NA NA 5/




)(NA) E = (FeCO2 CO2

donde: E es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg CO2

es el factor de emisión aplicable Fe mmCO2

= 120,000 lb/106 ft3 = 1.92 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado como consumo

Idem. ll

mm Para convertir de lb/10 ft a kg/m multiplicar por 1.6x106 3 3 -5.

184


anual de combustible en ft o m3 3

considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

ECO2= ( 1.92 kg/ m3) (429,625 m3/año) E = 824,880 kg/año CO2

CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propano , la fórmula general de cálculo es: nn

)(NA)(0.6) E = (Fe )(NA)(0.4) + (FeCO2 PCO2 BCO2

donde:E es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg CO2

es el factor de emisión para gas propano aplicable Fe ooPCO2

= 12,500 lb/103 gal = 1,500 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) FeBCO2 es el factor de emisión para gas butano aplicablepp

= 14,300 lb/103 gal = 1,716 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) NA consumo anual de combustible en gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año ECO2 = (1,500 kg/m3)(450 m3/año)(0.4) +(1,716 kg/m3) (450 m3/año)(0.6) E = 733,320 kg/año CO2

El llenado de la tabla 2.3.6 de la COA con las emisiones calculadas

se presenta a continuación:

Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. nn

oo Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 3 3

Idem. pp

185





19 824,880 kg FE (AP-42, 1.4) NA NA NA 4/

31 733,320 kg FE (AP-42, 1.5) NA NA NA 5/

- Compuestos orgánicos volátiles COCIMIENTO DE CARBÓN


)(NA) E = (FeCOV COV


FeCOV es el factor de emisión aplicable qq

=0.75 kg/Mg = 0.75 kg/ton de carbón (AP-42, 12.2) NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales de carbón cargado

considerando que:


E = (0.75 kg/ton) (183,348 ton/año) = 137,511 kg/año COV

DESCARGA DE COQUE


)(NA) E = (FeCOV COV


FeCOV es el factor de emisión aplicable rr

= 0.1 kg/Mg = 0.1 kg/ton de carbón (AP-42, 12.2)

1 Mg= 1 ton qq

rr 1 Mg= 1 ton

186


NA es el nivel de actividad expresado en toneladas anuales de carbón cargado

considerando que:


E = ( 0.1 kg/ton) (183,348 ton/año) = 18,334.8 kg/año COV

PINTADO

Cálculo de emisiones por balance de materia. Fórmula general de cálculo:

E = (X )(NA) COV vol

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles

en kg X = Fracción volátil en la pintura vol

NA = Consumo anual de pintura en kg Px

considerando que:

el consumo de pintura sea igual a 12,766 l/año y su densidad igual a 0.93 kg/l NA= (12,766 l/año)( 0.93 kg/l) = 11872.4 kg/año Xvol = 0.6

ECOV = (11,872.4 kg/año)( 0.6) E = 7,123.4 kg/año COV

El llenado de la tabla 2.3.7 de la COA con las emisiones calculadas de COV se presenta a continuación:

Emisión anual Método o equipo de control Punto

de emisión




7 137,511 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

187


8 18,334.8 kg FE (AP-42, 12.2) NA NA NA 6/

30 7,123 kg BM NA NA NA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.4.2 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES

En el capítulo II se mencionó que de acuerdo al marco normativo vigente en materia de aguass, las fuentes fijas deben medir en forma directa la concentración de contaminantes específicos en sus descargas de aguas residuales y reportar un valor estimado de éstas en la COA.

En este caso particular, la planta industrial se encuentra exenta de la caracterización de sus descargas de aguas residuales desde el año 2000, por lo que no está obligada a muestrear y cumplir con las condiciones establecidas en la normatividad.

Por lo anterior, se plantea el uso de datos históricos de muestreo en fuente para conocer las características de las descargas en el año 2001, tomando en cuenta que no hubo modificación alguna en el proceso. La información a utilizar corresponde a los muestreos realizados durante los años 1998,1999 y 2000.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). Estimación de contaminantes en descargas de aguas residuales La extrapolación de emisiones mediante datos históricos de muestreo en fuente requiere en primera instancia de relacionar los valores de concentración de cada contaminante con una variable involucrada con su generación o presencia en las aguas residuales, por ejemplo, la cantidad de materia prima utilizada en el proceso, la cual puede contener como impurezas a estos contaminantes. En este caso se relaciona con la cantidad ss Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

188



de chatarra procesada para la elaboración de piezas de hierro y acero, debido a que ésta generalmente se encuentra contaminada con grasas o aceites y metales pesados.

A partir de esta relación se construye una gráfica para evidenciar el comportamiento de cada contaminante en relación a las variaciones en el consumo de chatarra utilizada en los diferentes años. En el cuadro 3.30 se presentan los promedios anuales de las concentraciones obtenidas en los muestreos, así como el consumo promedio de chatarra de hierro y acero en cada año.

Cuadro 3.30 Concentraciones promedio de contaminantes en

las descargas de aguas residuales en 1998, 1999 y 2000. Parámetro 1998 1999 2000

Concentración (mg/l)

PH 7.8 7.22 7.5

Grasas y aceites 9.5 9 8.5

Fósforo total 0.995 0.969 1.025

Sólidos sedimentables* 0.267 0.25 0.245

Cadmio total 0.012 0.01 0.007

Cianuro total 0.006 0.008 0.009

Cobre total 0.115 0.089 0.102

Cromo hexavalente 0.013 0.016 0.017

Plomo total 0.078 0.069 0.055

Zinc total 0.62 0.72 0.7

Sólidos suspendidos totales 20 22 20

Nitrógeno total 20.2 19.06 20.5

DBO 189.85 199.5 185.45

DQO 315.2 331.36 325.48

720 628 597 Consumo anual de chatarra *Las unidades son en ml/l. Con esta información se elaboran una serie de gráficas que permiten determinar la relación existente entre la cantidad de chatarra consumida y la concentración de cada contaminante muestreado (figuras 3.6 y 3.7).

Figura 3.6 Comportamiento de los contaminantes en relación a las

variaciones en el consumo de materia prima en cada año muestreado.

189


0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 200 400 600 800

Consumo de chatarra de hierro y acero (ton/año)

Con

cent

raci

ón (m

g/l)

SólidossedimentablesCadmio total

Cianuro total

Cobre total

CromohexavalentePlomo total

Figura 3.7 Comportamiento de los contaminantes en relación a las variaciones en el consumo de materia prima en cada año muestreado.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 200 400 600 800 1000

Consumo de chatarra de hierro y acero (ton/año)

Con

cent

raci

ón (m

g/l)

Grasas y aceites

Fósforo total

Zinc total

SólidossuspendidostotalesNitrógeno total

DBO

DQO

Como se observa en las figuras 3.6 y 3.7 existe una relación lineal entre ambas variables, por lo que es factible realizar una regresión lineal con los datos de cada contaminante para obtener los valores de la ecuación de la recta, y con ésta extrapolar su concentración en el año de reporte. Específicamente, con la regresión lineal se obtiene el valor de la pendiente y de la ordenada al origen, por lo que en la ecuación de la recta de cada contaminante solo se sustituye el valor de la abcisa, que en este caso

190


corresponde a la cantidad de chatarra utilizada en el año 2001, para obtener el valor de la ordenada, que corresponde a la concentración del contaminante en el 2001.

Las concentraciones extrapoladas para cada contaminante sobre la base de la chatarra utilizada en el año 2001 se muestran en el cuadro 3.31.

Cuadro 3.31 Concentraciones estimadas para el año 2001. Parámetro 1998 1999 2000 2001

PH 7.800 7.220 7.500 7.506 Grasas y aceites 9.500 9.000 8.500 9.000 Fósforo total 0.995 0.969 1.025 0.996 Sólidos sedimentables 0.267 0.250 0.245 0.254 Cadmio total 0.012 0.010 0.007 0.009 Cianuro total 0.006 0.008 0.009 0.007 Cobre total 0.115 0.089 0.102 0.102 Cromo hexavalente 0.013 0.016 0.017 0.015 Plomo total 0.078 0.069 0.055 0.067 Zinc total 0.114 0.107 0.100 0.107 Sólidos suspendidos totales 20.000 22.000 20.000 20.666 Nitrógeno total 20.200 19.060 20.500 19.920 DBO 189.850 199.500 185.450 191.600 DQO 315.200 331.360 325.480 324.013

Estos datos se incluyen en la tabla 3.2.2 del instructivo de la COA para características de las descargas de aguas residuales:


34





Parámetro334


Materia flotante (presente o

ausente)

ausente


191



191.6 Demanda bioquímica de oxígeno

(DBO

) [mg/l] 5

Arsénico total [mg/l] NA






Mercurio total [mg/l] NA

Níquel total [mg/l] NA





Huevos de helmintos

[organismos/l]

NA

Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. 3.4.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrosostt; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras.

tt Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html.

192



3.4.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Dentro de las sustancias sujetas a reporte, según el listado de sustancias RETC, se encuentra el arsénico, cadmio, cromo, plomo y níquel emitidos al aire por la producción de piezas de hierro en general; siendo el principal punto de generación la etapa de fundición; por consiguiente, las emisiones se atribuyen a los hornos de cubilote, AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LOS FACTORES DE EMISIÓN SON PARA LA PRODUCCIÓN DE HIERRO EN GENERALY NO PARA UN EQUIPO ESPECÍFICO, por lo que la capacidad de los hornos o cualquier otra variable no es relevante para el cálculo. Los factores de emisión fueron tomados de los manuales del inventario de emisiones atmosféricas de la comunidad europea (UNECE,1999)8/.

Así mismo, en la sinterización y coquización se emiten sustancias aromáticas como antraceno, benceno, bifenil, fenantreno, fenol, naftaleno y piridina, las cuales pueden cuantificarse mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente; su estimación en este ejemplo no se realiza, pero puede consultarse el ejemplo 3.5 de este capítulo que muestra el uso de este método para la cuantificación de sustancias.

Por su parte, las sustancias emitidas específicamente por el proceso de combustión son metano, benceno, formaldehído, mercurio y zinc. Es importante aclarar que en el proceso de combustión de gas natural se emiten metales como plomo, arsénico, cadmio, cromo y níquel; sin embargo, su cuantificación se realiza al calcular las emisiones para la producción de hierro y acero en general.

En el cuadro 3.32 presenta el equipo que genera las sustancias antes mencionadas.

Cuadro 3.32 Sustancias RETC emitidas al aire.



Sustancias y/o Compuestos Método de estimación Químicos

Metano, benceno, formaldehído, diclorobenceno (mezcla de isómeros), tolueno, mercurio y zinc.

Horno de calentamiento 19 Factor de emisión

20 Horno de cubilote Arsénico, cadmio, cromo, Factor de emisión

193


1 plomo y níquel (emitidos en el punto 24)

Arsénico, cadmio, cromo, plomo y níquel

Factor de emisión (emitidos en el punto

24)

Horno de cubilote 2 21

Arsénico, cadmio, cromo, plomo y níquel

Factor de emisión (emitidos en el punto

24)

Horno de cubilote 3 22

31 Caldera Metano Factor de emisión

- Arsénico HORNOS DE CUBILOTE


) EAr-x = (FeAr)(NAx

donde: E es la emisión anual de arsénico en g o kg Ar-x

FeAr es el factor de emisión aplicable uu

= 0.3 g/Mg = 3.0 x10-4 kg/ton de hierro gris (SNAP CODE 030303, UNECE)

es el nivel de actividad expresado como producción anual de NAx

hierro gris en toneladas X = número del horno de cubilote (1,2 o 3).

considerando que:

NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

EAr-1= (3.0x10-4 kg/ton) (950 ton/año) = 0.285 kg/año E2Ar-2= (3.0x10 kg/ton) (870 ton/año) = 0.261 kg/año -4

EAr-3 = (3.0x10 kg/ton) (963 ton/año) = 0.289 kg/año -4

En vista de que los hornos 1,2 y 3 con puntos de generación 20,21 y 22, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24)

1 Mg = 1 ton uu

194


sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de arsénico (EtAr):

EtAr=EAr1+ EAr2 + EAr3

sustituyendo:

EtAr=0.285 kg/año + 0.261 kg/año + 0.289 kg/año = 0.835 kg/año

- Cadmio HORNOS DE CUBILOTE


) ECd-x = (Fe )(NACd x

donde: ECd-x es la emisión anual de cadmio en g o kg

es el factor de emisión aplicable Fe vvCd = 0.14 g/Mg =1.4x10-4 kg/ton de hierro gris (SNAP CODE 030303, UNECE)



considerando que:

NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

ECd-1= (1.4x10-4 kg/ton) (950 ton/año) = 0.133 kg/año ECd-2= (1.4x10-4 kg/ton) (870 ton/año) = 0.122 kg/año ECd-3 = (1.4x10 kg/ton) (963 ton/año) = 0.135 kg/año -4

vv Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton.

195


En vista de que los hornos 1, 2 y 3 con puntos de generación 20, 21 y 22, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24) sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de cadmio (EtCd):

EtCd=ECd-1+ ECd-2 + ECd-3

sustituyendo:

EtCd=0.133 kg/año + 0.122 kg/año + 0.135 kg/año = 0.39 kg/año

- Cromo

HORNOS DE CUBILOTE


) ECr-x = (FeCr)(NAx

donde :ECr-x es la emisión anual de cromo en g o kg

es el factor de emisión aplicable Fe wwCr

= 1.1 g/Mg = 1.1x10-3 kg/ton de hierro gris (SNAP CODE 030303, UNECE)



considerando que:

NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

ECr-1= (1.1x10-3 kg/ton) (950 ton/año) = 1.045 kg/año ECr-2= (1.1x10-3 kg/ton) (870 ton/año) = 0.957 kg/año ECr-3 = (1.1x10-3 kg/ton) (963 ton/año) = 1.059 kg/año

En vista de que los hornos 1, 2 y 3 con puntos de generación 20, 21 y 22, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24)

Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton. ww

196


sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de cromo (EtCr):

EtCr=ECr-1+ ECr-2 + ECr-3

sustituyendo: EtCr=1.045 kg/año + 0.957 kg/año + 1.059 kg/año = 3.061 kg/año

- Plomo HORNOS DE CUBILOTE


) E = (FePb-x Pb)(NAx

donde: EPb-x es la emisión anual de plomo en g o kg es el factor de emisión aplicable Fe xxPb




considerando que:

NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

E = (7.2x10-3 kg/ton) (950 ton/año) = 6.84 kg/año Pb-1

E = (7.2x10-3 kg/ton) (870 ton/año) = 6.26 kg/año Pb-2

E = (7.2x10 kg/ton) (963 ton/año) = 6.93 kg/año -3Pb-3

En vista de que los hornos 1,2 y 3 con puntos de generación 20,21 y 22, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24) sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de plomo (EtPb):

1 Mg = 1 ton. xx

197


EtPb=EPb-1+ EPb-2 + EPb-3

sustituyendo:

EtPb=6.84 kg/año + 6.26 kg/año + 6.93 kg/año = 20.03 kg/año

- Níquel

HORNOS DE CUBILOTE


) ENi-x = (Fe )(NANi x

donde: E es la emisión anual de níquel en g o kg Ni-x

FeNi es el factor de emisión aplicable yy



hierro gris en toneladas X = número del horno de cubilote (1,2 o 3)

considerando que:

NA = 950 ton/año 1

NA = 870 ton/año 2

NA = 963 ton/año 3

ENi-1= (5.0x10-4kg/ton) (950 ton/año) = 0.475 kg/año ENi-2= (5.0x10-4kg/ton) (870 ton/año) = 0.435 kg/año ENi-3 = (5.0x10 kg/ton) (963 ton/año) = 0.482 kg/año -4

En vista de que los hornos 1, 2 y 3 con puntos de generación 20, 21 y 22, respectivamente, poseen el mismo punto de emisión (punto de emisión 24) sus estimaciones deben sumarse para obtener la emisión total de níquel (Et ): Ni

Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton. yy

198


Et =ENi Ni-1+ ENi-2 + ENi-3

sustituyendo:

Et =0.475 kg/año+ 0.435 kg/año+ 0.482 kg/año = 1.392 kg/año Ni

- Metano



ECH4= (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablezz

= 2.3 lb/106 ft3 = 36.8 kg/106 m de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m

considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

ECH4 = (36.8 kg/10 m )(429,625 m /año) 6 3 3

E CH4 = 15.8 kg/año CALDERA

Gas lp 250 cc


ECH4= (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicableaaa, bbb

zz Para convertir de lb/106 ft a kg/10 m multiplicar por 16. 3 6 3

aaa El mismo factor aplica para butano y propano

199


=0.2 lb/103 gal = 2.4x10 de gas lp (AP-42, 1.5) -2 kg/m3


considerando que:

NA= 450 m3/año ECH4 = (2.4x10-2 ton/m )(450 m3 3/año) E CH4 = 10.8 kg/año

- Benceno HORNO DE CALENTAMIENTO

Gas natural



donde: E es la emisión anual de benceno en lb o kg Benceno

FeBenceno es el factor de emisión aplicable ccc

= 2.1x10-3 lb/106 ft3 = 3.36x10-2 kg/10 m6 3 de gas natural (AP-42, 1.4)

es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft

NAx3 o m3


EBenceno= (3.36x10-2 kg/106 m3) (429,625 m /año) 3

E = 1.4x10-2 kg/año Benceno

- Formaldehído

HORNO DE CALENTAMIENTO Gas natural


Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 bbb 3 3

ccc Para convertir de lb/106 ft a kg/10 m multiplicar por 16. 3 6 3

200



donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicable ddd

= 7.5x10-2 lb/10 ft6 3 = 1.2 kg/10-6 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

EFormaldehído= (1.2 kg/10 m-6 3) (429,625 m3/año) E Formaldehído1= 0.52 kg/año

- Diclorobenceno




donde: EDiclorobenceno es la emisión anual de diclorobenceno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicable eee

= 1.2x10-3 lb/106 ft3 = 1.92x10-8 kg/m de gas natural (AP-42, 1.4) 3


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

ddd Para convertir de lb/106 ft a kg/10 m multiplicar por 16. 3 6 3

Para convertir de lb/10eee 6 ft a kg/m multiplicar por 1.6x103 3 -5.

201


EDiclorobenceno= (1.92x10-8) (429,625 m3/año) EDiclorobenceno= 8.25x10-3 kg/año

- Tolueno



)(NA) ETolueno = (FeTolueno

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en lb o kg

FeToluenoes el factor de emisión aplicable fff

= 3.4x10-3 lb/106 ft3 = 5.44x 10-2 kg/10-6 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

ETolueno= (5.44x10-2 kg/10-6 m3) (429,625 m3/año) E Tolueno= 2.34x10-2 kg/año

- Mercurio

HORNO DE CALENTAMIENTO Gas natural Usando factor de emisión:

)(NA) E = (FeHg Hg

donde: E es la emisión anual de mercurio en lb o kg Hg

Fe es el factor de emisión aplicable gggHg

Para convertir de lb/10fff 6 ft a kg/10 m multiplicar por 16. 3 6 3

Para convertir de lb/10ggg 6 ft a kg/10 m multiplicar por 16. 3 6 3

202


= 2.6x10-4 lb/106 ft3 = 4.16x10-3 kg/10-6 m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

E = (4.16x10Hg -3 kg/10-6 m3) (429,625 m3/año) E = 1.79x10-3 kg/año Hg

- Zinc HORNO DE CALENTAMIENTO

Gas natural


EZn = (FeZn)(NA)

donde: EZn es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZn es el factor de emisión aplicable hhh

= 2.9x10-2 lb/10 ft6 3 = 0.464 kg/10-6 m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 429,625 m /año 3

EZn= (0.464 kg/10 m ) (429,625 m-6 3 3/año) EZn= 0.2 kg/año


Idem. hhh

203





Arsénico CCM01 24 0.835 Kg FE (SNAP CODE 030303, UNECE)8/

Cadmio CCM04 24 0.39 Kg FE (SNAP CODE 030303, UNECE)8/

Cromo CCM07 24 3.061 Kg FE (SNAP CODE 030303, UNECE)8/

Plomo CCM11 24 20.03 Kg FE (SNAP CODE 030303, UNECE)8/

Níquel CCM09 24 1.392 Kg FE (SNAP CODE 030303, UNECE)8/

31 10.8 Kg FE (AP-42,1.5)5/Metano 74-82-8

19 15.8 kg FE (AP-42, 1.4)4/

Benceno 71-43-2 19 1.4x10 kg FE (AP-42, 1.4)-2 4/

Formalde-hído

50-00-0 19 0.52 kg FE (AP-42, 1.4)4/

Tolueno 108-88-3 19 2.3x10 kg FE (AP-42, 1.4)-2 4/

19 Dicloro-benceno

(mezcla de isómeros)

25321-22-6 8.25x10 FE (AP-42, 1.4)-3 4/

Mercurio CCM08 19 1.8x10 kg FE (AP-42, 1.4)-3 4/

Zinc CCM14 19 0.2 kg FE (AP-42, 1.4)4/



Ex = (C ) (V ) x a

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC

Cx es la concentración de la sustancia RETC Va es el volumen anual de descarga de agua residual

considerando que: Va = 146 m /año = 146,000 l/año 3

• Cadmio ECd = (0.009 mg/l) (146,000 l/año) = 1,314 mg/año = 1.3 g/año • Cianuro ECianuro= (0.007 mg/l) (146,000 l/año) = 1,022 mg/año = 1.02 g/año • Cobre

204


ECu= (0.102 mg/l) (146,000 l/año) = 14,892 mg/año = 14.9 g/año • Cromo ECr= (0.015 mg/l) (146,000 l/año) = 2,190 mg/año = 2.2 g/año • Plomo EPb= (0.067 mg/l) (146,000 l/año) = 9,782 , mg/año = 9.8 g/año • Zinc EZn= (0.107 mg/l) (146,000 l/año) = 15,622 mg/año = 15.6 g/año

Las emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC se presentan en la tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.2 de la COA.



Cadmio CCM04 34 1.3 g MD g MD Cobre CCM06 34 1.02 g MD Cromo CCM07 34 14.9 g MD Cianuro CCM09 34 2.2 g MD Plomo CCM11 34 9.8 g MD Zinc CCM14 34 15.6

REFERENCIAS 1/ CANACERO (2001). Descripción y diagrama de proceso para la producción de acero. Información proporcionada por la Cámara Nacional del Hierro y Acero. México. 2/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. 3/ USEPA. (1995). Gray Iron Foundries, Sección 12.10. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

205

http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html


4/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 5/ USEPA. (1996). LPG Combustion, Sección 1.5. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 6/ USEPA. (2000). Coke Production, Sección 12.2. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 7/ USEPA. (1995). Iron and Steel Production, Sección 12.5. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 8/ United Nations Economic Commission for Europe, 1999. Atmospheric Emission Inventory Guidebook. Core Inventory Air Emissions. Oficina de información: Palais des Nations, Suiza.

206




3.5 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE LLANTAS Y CÁMARAS NEUMÁTICAS


Preparación de hules y aditivos El proceso de fabricación de una llanta comienza con la preparación de compuestos específicos de hule para cada una de las partes que componen el neumático. Se emplean una gran variedad de hules sintéticos como el estireno-butadieno, polibutadieno, butilo y poli-isopreno entre otros, además del hule natural. Mezclado Este es el primer paso en la transformación del hule; en él se incorporan el elastómero y los aditivos previamente pesados, que constituyen la materia prima reactiva para la construcción de un neumático. La maquinaria básica que se emplea para la operación de mezclado, son el mezclador interno o Banbury y el molino de rodillos. Laminado Después del mezclado, el compuesto es laminado en un molino de rodillos, extruido en láminas o granulado. El material laminado puede recubrirse con una solución antiadherente que previene que éste se pegue durante el almacenamiento. El lote de hule formulado y mezclado debe transformarse en alguna de las partes finales de la llanta, lo cual implica el desarrollo de tres procesos paralelos:

1) formación de la banda, 2) producción de cejas y 3) producción de cuerdas y cinturones.

Formación de la banda. La formación de la banda de rodamiento de la llanta consta de tres pasos: molido, extrusión, enfriado y formación de la banda.

206

INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

Producción de cejas. Incluye dos pasos: extrusión del hule sobre el cable y recorte de cejas. Producción de cuerdas y cinturones. Consiste básicamente de los siguientes tres pasos: calandrado, recorte y empalme. El exceso de hule del recorte se recicla al molino de alimentación. Ensamble El producto de los tres procesos anteriores se une para ensamblar la llanta sobre un bastidor rotatorio colapsable. Antes de ser moldeado y vulcanizado el neumático verde, el molde se rocía con agentes desmoldantes que favorecen la separación después del curado. Los agentes desmoldantes usados son base agua y base solvente. Vulcanizado y acabado La llanta se moldea y vulcaniza en prensas automáticas. Después de la vulcanización, a temperatura y tiempos controlados, se remueve la llanta y pasa a la operación de desvirado, en el cual se remueve el exceso de hule que escapó a través del molde. Si la llanta va a ser de cara blanca se necesita un raspado adicional para remover la capa negra protectora.

Las rebabas raspadas en la operación anterior, son partículas relativamente grandes de hule que caen al piso, se barren y disponen adecuadamente.

Después de esta operación, la porción de la cara blanca de una llanta recibe una capa protectora de pintura. Esta pintura es normalmente base agua. Producción de cámaras La maquinaria básica del proceso para la producción de cámaras es muy similar a la que se emplea en la fabricación de llantas. La producción de cámaras consta de tres procesos fundamentales: 1) preparación y mezclado de la materia prima, 2) formación del tubo y 3) moldeo y vulcanización.

207


Ninguno de los procesos de la producción de cámaras se analizará detalladamente, ni tampoco los contaminantes que pueden generarse en ellos, ya que materias primas y características de operación son equivalentes a las descritas en la producción de llantas.

208


3.5.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (figura 3.8) la generación de contaminantes atmosféricos se ubica en las siguientes actividades y equipos (cuadro 3.33).

Cuadro 3.33 Fuentes generadoras de contaminantes atmosféricos. Punto de Nombre del equipo o actividad Contaminante generado generación

1 Preparación de hules y aditivos Partículas 2 Mezclado Partículas 7 Molido Partículas 10 Ensamble COV 11 Vulcanizado Partículas 13 Caldera 1 Partículas y gases de combustión 14 Caldera 2 Partículas y gases de combustión

Las emisiones al aire de las actividades de extrusión, enfriamiento y formación de banda de rodamiento; así como, en la extrusión de hule sobre cables, señaladas en la figura 3.8 corresponden a vapor de agua, el cual no se considera contaminante. Por su parte, la emisión de partículas en la preparación de hules y aditivos se considera insignificante.

Considerando los diferentes equipos y actividades que se realizan dentro de la producción de llantas y cámaras nuevas, las normas oficiales mexicanas que sobre contaminación atmosféricaa se aplican son: NOM-043-ECOL-1993 que establece los límites de emisión de partículas en corrientes conducidas y NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una medición directa de emisiones para contaminantes específicos; en el cuadro 3.34 se presentan los equipos y contaminantes normados.



actividad Capacidad Tipo de combustible

Contaminante NOM normado 2 Mezclado NA NA NOM-043-ECOL-

1993 Partículas

7 Molido NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas


209



(continuación)


Nombre del equipo o actividad Capacidad Tipo de

combustible Contaminante NOM normado

11 Vulcanizado NA NA NOM-043-ECOL-1993

Partículas

13 Caldera 1 45,000 Mj/h Diesel NOM-085-ECOL-1994

SO2,NOx, partículas

14 Caldera 2 4,412.5 Mj/h Diesel NOM-085-ECOL-1994

SO2, exceso de aire y densidad de humo

Por lo anterior, en el cuadro 3.35 se presentan los equipos y actividades para las cuales es factible estimar sus emisiones.

3.35 Equipos y contaminantes no normados. Punto de Nombre del equipo Contaminante no normado Método de estimación generación o actividad

10 Ensamble COV Balance de materia 13 Caldera 1 HC, CO y CO Factor de emisión 2

14 Caldera 2 NOx, HC, partículas, CO y CO Factor de emisión 2



CALDERA 2 Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

E = (FeNOx NOx)(NA) donde: E es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en lb o kg NOx

es el factor de emisión aplicable Fe bNOx

= 20 lb/103 gal = 2.4 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de diesel usado en m3 o gal

considerando que: NA = 207.36 m /año 3

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 b 3 3

210


ENOx = (2.4 kg/m3) (207.36 m /año) 3

E = 497.66 kg/año NOx

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.2 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de óxidos de nitrógeno:



estimación 14 497.66 kg FE (AP-42,1.3) NA NA NA 2/

− Partículas

CALDERA 2 Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

EPM = (Fe )(NA) PM

donde: E es la emisión anual de partículas en lb o kg PM

FePM es el factor de emisión aplicable c

= 2 lb/103 gal = 0.24 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3) NA es el nivel de actividad expresado como el consumo anual de diesel en gal o m3

considerando que:

NA = 207.36 m3/año EPM = (0.24 kg/m3) (207.36 m /año) 3

E = 49.77 kg/año PM

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.3 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de partículas: Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 c 3 3

211





14 49.77 kg FE (AP-42,1.3) NA NA NA 2/

− Hidrocarburos no quemados

CALDERAS Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

EHC-x = (Fe )(NA ) HC x

donde: E HC-x es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg o lb

es el factor de emisión aplicable Fe dHC

= 0.252 lb/103 gal = 0.0302 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

es el nivel de actividad expresado como la cantidad NAx

anual de diesel consumido en m3 o gal x = número de la caldera (1 o 2)

considerando que: NA = 1589.76 m3/año 1

NA = 207.36 m /año 32

EHC-1 = (0.0302 kg/m ) (1589.76m3 3/año) E = 48.01 kg/año HC-1

EHC-2 = (0.0302 kg/m ) (207.36m /año) 3 3

= 6.26 kg/año EHC-2

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.4 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de hidrocarburos no quemados:

Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 d 3 3

212





13 48.01 Kg FE (AP-42, 1.3) NA NA NA 2/

14 6.26 Kg FE (AP-42, 1.3) NA NA NA 2/

− Monóxido de carbono


ECO-x = (Fe )(NA ) CO x

donde: E es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg CO-x

es el factor de emisión aplicable Fe eCO

de diesel (AP-42, 1.3) = 5 lb/10 gal = 0.6 kg/m3 3

es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de diesel consumido en gal o m

NAx3

x = número de la caldera (1 o 2)

considerando que: = 1589.76 mNA 3/año 1

= 207.36 m /año NA 32

ECO-1 = (0.6 kg/m3) (1589.76 m3/año) E = 953.85 kg/año CO-1

ECO-2 = (0.6 kg/m3) (207.36 m /año) 3

E = 124.42 kg/año CO-2

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.5 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de monóxido de carbono: Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 e 3 3

213




estimación 13 953.85 kg FE (AP-42, 1.3) NA NA NA 2/

14 124.42 kg FE (AP-42, 1.3) NA NA NA 2/



E CO2-x = (Fe )(NA ) CO2 x

donde: E CO2-x es la emisión anual de bióxido de carbono en kg

Fe CO2 es el factor de emisión aplicable = 3.088 kg/kg de diesel (Joffre, 1999)

es el nivel de actividad expresado en kg de petróleo NAx

equivalente x = número de la caldera (1 o 2)

considerando que:

Densidad del diesel = 845 kg/m3

1kg de diesel industrial = 1 kg de petróleo, y que se consumen 1,589.76 m3/año de diesel en la caldera 1 y 207.36 m3/año en la caldera 2.

NA = (1,589.76 m3/año) (845 kg/m3 ) = 1,343,347.2 kg/año 1

NA = (207.36 m /año) (845 kg/m3 ) = 175,219.2 kg/año 31

E CO2-1 = (3.088kg/kg) (1,343,347.2 kg/año)

= 4,148,256.15kg/año ECO2-1

E CO2-2 = (3.088kg/kg) (175,219.2 kg/año)

= 541,076.89 kg/año ECO2-2

214


Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.6 del formato de la COA, corres-pondiente a las emisiones de bióxido de carbono:





13 4,148,256.15 kg FE (Joffre,1999) NA NA NA 3/

14 541,076.89 kg FE (Joffre,1999) NA NA NA 3/

− Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)

ENSAMBLE Para la limpieza del equipo se utiliza thinner en el área de tabulado de perfiles y ensamble de llantas. Considerando que el 100% se volatiliza se aplica el siguiente balance de materiales:

ECOV = (X )(NA) vol

donde:E es la emisión anual de compuestos orgánicos en kg COV

X es la fracción de volatilidad vol

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de thinner usado en kg

considerando que:

NA = 44.876 kg/añof

= 1 Xvol

E (1) (44.876 kg/año) COV =

E = 44.876 kg/año COV

Estos datos se incluyen en la tabla 2.3.7 del formato de la COA, correspondiente a las emisiones de compuestos orgánicos volátiles: f Para obtener kg/año de thinner es necesario multiplicar el volumen anual de thinner por su densidad (0.863 kg/l). Esto es: (52 l/año) (0.863 kg/l) = 44.876 kg/año

215






10 44.876 kg BM NA NA NA NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.5.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasg, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.

Sin embargo, en este ejemplo la planta industrial está exenta de medir sus descargas desde el año 1999 y solo posee información de un muestreo realizado en 1998. Bajo el supuesto de que no se han realizado cambios en el proceso, estos mismos datos se utilizan para el llenado de la tabla 3.2.2 de la COA para el año 2001.


15





g Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

216




Parámetro315




191.6 Demanda bioquímica de oxígeno

(DBO

) [mg/l] 5

Arsénico total [mg/l] 0





Fósforo total [mg/l] 0



Nitrógeno total [mg/l] 0





Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. En este caso, las emisiones se estiman a partir del uso de datos históricos de muestreo en fuente (ver sección de emisiones al aire de sustancias RETC de este capítulo). NOTA Si el establecimiento industrial cuenta con tres o más datos de muestreos para cada contaminante es factible realizar una extrapolación de las concentraciones utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las

217


estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas. 3.5.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososh; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.5.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Las sustancias RETC derivadas del proceso de combustión de diesel corresponden a metano y formaldehído; por su parte, el tolueno se deriva del uso de solventes en el proceso (cuadro 3.36).

Cuadro 3.36 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de Nombre del equipo o Sustancia listada Método de estimación generación actividad

10 Ensamble Tolueno Balance de materia 13 Caldera 1 Metano y formaldehído Factor de emisión 14 Caldera 2 Metano y formaldehído Factor de emisión

Estimación de emisiones por sustancias RETC y por cuerpo receptor Emisiones de sustancias RETC al aire

h Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

218



− Tolueno

ENSAMBLE En esta actividad se utiliza thinner que contiene alrededor del 82% de tolueno, debido a que el thinner se evapora en un 100%, se plantea el siguiente balance de materiales:

ETolueno= (Mpsol – Mpd ) (D ) (Xpdsol sol Tolueno)

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en kg es la cantidad de solvente consumido anualmente en l Mpsol

Mpdsol es la cantidad de solvente retenido en el producto en l XpdTolueno es la fracción peso de tolueno en el solvente Dsol es la densidad del solvente

considerando que:

= 52 l/año Mdsol

Mpdsol = 0 l/año XpdTolueno = 0.82 Dsol = 0.863 kg/l

ETolueno = (52 l/año – 0 l/año)(0.863 kg/l)(0.82) ETolueno = 36.8 kg/año

− Metano

CALDERAS


ECH4-x = (Fe )(NA ) CH4 x

donde: E es la emisión anual de metano en lb o kg CH4-x

219


es el factor de emisión aplicable Fe iCH4

= 0.052 lb/103 gal = 6.24x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3) es el nivel de actividad expresado como la cantidad NAx



considerando que: = 1,589.76 mNA 3/año 1

= 207.36 m /año NA 32

E CH4-1 = (6.24x10-3 kg/m3) (1589.76 m /año) 3

E CH4-1= 9.92 kg/año

E CH4-2 = (6.24x10-3 kg/m3) (207.36 m3/año) E CH4-2= 1.29 kg/año

− Formaldehído


EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NA ) x

donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicable j

= 0.061 lb/103 gal = 7.32x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3) NAx es el nivel de actividad expresado como la cantidad



considerando que: = 1,589.76 mNA 3/año 1

= 207.36 m /año NA 32

i Para convertir de lb/10 gal a kg/m multiplicar por 0.12 3 3

j Idem.

220


(7.32x10EFormaldehído-1 = -3 kg/m3) (1,589.76 m3/año) EFormaldehído-1= 11.64 kg/año

EFormaldehído -2 = (7.32x10-3 kg/m3) (207.36 m3/año) EFormaldehído -2= 1.52 kg/año




Tolueno 108-88-3 10 36.8 kg BM 74-82-8 Metano 13 9.92 kg FE (AP-42, 1.3)2/

74-82-8 Metano 14 1.29 kg FE (AP-42, 1.3)2/

50-00-0 Formaldehído 13 11.64 kg FE (AP-42, 1.3)2/

50-00-0 Formaldehído 14 1.52 kg FE (AP-42, 1.3)2/

Emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC Para estimar las emisiones al agua a partir de los datos reportados en la tabla 3.2.2 del formato COA en este ejemplo, los cuales corresponden a un muestreo realizado en 1998 (datos históricos de muestreo en fuente), se utiliza la siguiente ecuación de cálculo:

Ex = (C ) (Fx a)(t)

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC en mg/año Cx es la concentración histórica de la sustancia RETC emisión en h/año

considerando que:

Fa = 65 l/h t = 7,600 h/año

221


tenemos que:

• Cobre CCu = 0.002 mg/l E = (0.002 mg/l)(65 l/h)(7600 h/año) = 988 mg/año = 0.988 g/año Cu

• Cromo CCr = 0.003 mg/l E = (0.003 mg/l)(65 l/h)(7600 h/año) = 1,482 mg/año = 1.482 g/año Cr

• Níquel CNi = 0.0025 mg/l ENi= (0.0025 mg/l)(65 l/h)(7600 h/año) = 1,235 mg/año = 1.235

g/año • Plomo CPb = 0.009 mg/l EPb= (0.009 mg/l)(65 l/h)(7600 h/año) = 4,446 mg/año = 4.446 g/año • Zinc CZn = 0.11 mg/l EPb= (0.11mg/l)(65 l/h)(7600 h/año) = 54,340 mg/año = 54.34 g/año





g MD Cobre CCM06 16 0.988 g MD Cromo CCM07 16 1.482 g MD Níquel CCM09 16 1.235 g MD Plomo CCM11 16 4.446 g MD Zinc CCM14 16 54.34

REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Guía para el reporte de emisiones de la industria automotriz. En: Guías industriales. Subsecretaria de Gestión para la

222


Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. http://www.ine.gob.mx/dggia/retc/coa/guias.html 2/ USEPA (1998). Fuel Oil Combustion, Sección 1.3. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Supplement E. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3/ Joffre H., Lozada L., Ramírez I. (1999). Cédula de Operación Anual. Formato 1998. Tesis de Licenciatura. UPIBI, Instituto Politécnico Nacional. México.

223



3.6 INDUSTRIA DE LA CELULOSA Y EL PAPEL

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPA CELULÓSICA Y ELABORACIÓN DE PAPEL


a) Fabricación de celulosa

La obtención de celulosa o pulpa se lleva a cabo por la solubilización de la lignina y separación de la fibra. En la actualidad, la principal materia prima empleada es la madera, no obstante, se pueden utilizar residuos lignocelulósicos de plantas anuales como el bagazo de caña. La obtención de pulpas celulósicas consta de las siguientes operaciones: preparación de materia prima, pulpeo, lavado, acondicionamiento y blanqueo. Preparación de la materia prima Incluye operaciones tales como lavado, corte, descortezado y astillado de troncos, que tienen por objeto facilitar el tratamiento posterior. Pulpeo Esta operación consiste en la digestión y oxidación de fibras de madera para eliminar la lignina (deslignificación) y lograr la separación de fibras celulósicas para obtener la pulpa. Los procesos más comunes se combinan con acción química que solubiliza parcialmente la lignina y la hemicelulosa, facilitando la separación posterior de fibras por medios mecánicos.

La operación química más común de pulpeo es el alcalino; mismo que tiene dos variaciones: el método a la sosa y el método al sulfato o método Kraft.

Pulpeo alcalino a la sosa En este método la lejía o licor, utilizado para el cocimiento de la madera, corresponde a una dilución de sosa cáustica al 7 u 8%, que en autoclave a 170°C disuelve la lignina. Los productos obtenidos son la pulpa y un líquido oscuro denominado lejía negra, que contiene productos de la degradación de lignina y celulosa, sales

224

FABRICACIÓN DE PAPEL

sódicas de ácidos orgánicos complejos, lignofenolatos y el exceso de sosa. Típicamente, la recuperación de las lejías negras se limita a la fracción inorgánica mezclada con las aguas del primer lavado de la pulpa. Para su recuperación se someten a una evaporación previa en múltiples efectos, hasta lograr una concentración del 50 al 60% de sólidos. El líquido espeso (licor negro concentrado) se quema en un horno o caldera de recuperación para eliminar la fracción orgánica. El calor liberado durante la combustión es utilizado para la generación de vapor, mismo que es utilizado en la etapa de evaporación previa, como sistema de aprovechamiento de energía.

La disolución de fundido que sale del horno o caldera de recuperación, contiene carbonato de sodio, ésta se disuelve en agua y tras adicionar carbonato de sodio para compensar las pérdidas, se utiliza en una nueva digestión.

Pulpeo al sulfato o Kraft Es una modificación del método a la sosa. En la actualidad del 80 al 85% de la pulpa para papel se obtiene por este método (Vian, 1994)1/. En éste la lejía de pulpeo es una mezcla de sosa (NaOH) y sulfuro de sodio (Na2S), que produce una pulpa denominada Kraft, de gran resistencia (Kraft en alemán significa resistencia). Como reactivos se emplean además sulfato y carbonato de sodio.

Lavado El objetivo de esta operación es separar de la mezcla los agentes químicos disueltos lavando la pulpa con agua. Acondicionamiento de las pulpas La pulpa se somete a un tamizado y limpieza para eliminar los restos de madera no digerida y los materiales extraños. Blanqueo El blanqueo tiene por objeto aumentar la brillantez o blancura de la pulpa al máximo, mediante eliminación de los tonos oscuros con la mínima pérdida de rendimiento en pulpa.

225


Los procesos de blanqueo se listan en el cuadro 3.37, siendo importante recordar que en ocasiones son necesarios varios de estos tratamientos sucesivos para alcanzar la blancura deseada.

Cuadro 3.37 Tipos de blanqueo

Tipo de blanqueo Reactivo Cloración Solución de cloro elemental

Extracción alcalina Solución de hidróxido de sodio Hipoclorito Hipoclorito de sodio

Bióxido de cloro Clorato sódico y bióxido de azufre Peróxido Agua oxigenada y peróxido de sodio Oxígeno Oxígeno

Ácido Ácido sulfúrico Fuente: (Vian, 1994)2/ y EPA 310-R-95-015, 19953/. Recuperación de químicos Dentro del proceso de obtención de celulosa al sulfato, una parte fundamental la ocupa la recuperación de los reactivos inorgánicos, toda vez que solo con su realización es como puede tenerse un proceso económicamente rentable y ecológicamente amigable con el ambiente. Esta recuperación consta de los siguientes pasos: a.- Evaporación múltiple (sistema de concentración de sales). El licor obtenido en el lavado de la pulpa, una vez concentrado, pasa a un sistema de evaporación en donde se concentra aún más, aproximadamente a un 60%, y posteriormente es mandado a fundido. b.- Horno de fundido o caldera de recuperación. En esta operación el licor negro ya concentrado, que además de tener productos inorgánicos tiene una gran cantidad de productos orgánicos, es quemado con dos objetivos:

- Recuperar básicamente carbonato de sodio y sulfuro de sodio - Aprovechar el poder calorífico para generar vapor

c.- Clarificación de licor verde. El licor obtenido en el horno de fundido, al que por su coloración se le da el nombre de licor verde, es pasado a un clarificador, en donde se obtiene un lodo que es pasado a un lavador de sedimentos y, posteriormente se vuelve a lavar para después enviarlo al horno de cal.

226


d.- Horno de cal. El propósito principal de este equipo es convertir todas las sales en óxido de calcio. e.- Preparación de licor blanco. La cal obtenida es apagada con licor verde producto de la clarificación; el producto es pasado por un sistema de caustificación a efecto de lograr su clarificación, obteniendo un licor blanco sobrenadante que es rico en sulfuro de sodio, hidróxido de sodio y carbonato de sodio, y que será utilizado nuevamente en el proceso de digestión de la madera.

b) Fabricación del papel La transformación de la pasta en una hoja de papel consiste, esencialmente, en formar un entrecruzamiento de las fibras celulósicas de tal forma que por la superposición de éstas se consiga el espesor de hoja deseado. Diversos tipos de papel contienen relleno o carga como arcilla, creta y otras sustancias, las cuales se agregan en dispersión durante la preparación de la pasta y sirven para crear o mejorar ciertas propiedades específicas de la hoja de papel.

Las etapas del proceso de fabricación de papel son: preparación de la pasta, eliminación de la tinta (cuando sea requerido destintar el desperdicio), formación, prensado, secado, calandrado, embobinado y corte. La preparación de la pasta consta de los siguientes pasos: Molienda y desfibración Esta operación se realiza por medio del trabajo mecánico de atrición efectuado sobre la celulosa, o sobre el papel de desperdicio, el cual se suspende en agua por medio de un agitador en una máquina llamada hydrapulper, que sirve para separar las fibras rehidratadas y recuperar la flexibilidad de éstas. Los componentes celulósicos y hemicelulósicos de las fibras se esponjan recuperando las características físicas originales de éstas. Refinación Esta operación consiste en someter la suspensión de fibras en agua a un trabajo de atrición entre las fibras, por medio del cual éstas se terminan de separar unas de otras y se “hidratan” y/o “fibrilan” para incrementar sus

227


puntos de unión y su resistencia, al mismo tiempo que se uniformiza su longitud. Depuración La materia prima fibrosa, cuando es material de desperdicio, puede venir contaminada con elevadas cantidades de sólidos indeseables al proceso papelero. Pedacería de vidrio, plásticos, grapas, clavos, alambre, monedas y todo tipo de pedacería metálica (aluminio, hojalata, latón, etc.), así como astillas de madera, gomas, adhesivos, hules, fibras, etc., deben ser eliminados de la pasta antes de pasar a las siguientes etapas. La eliminación de estos materiales indeseables o contaminantes se realiza combinando diversos métodos físicos como son: centrifugación pura (en ciclones), cribado vibratorio a presión atmosférica, cribado a presión combinado con atrición giratoria y sin combinar. Las combinaciones y disposiciones que se aplican son múltiples, habiendo siempre depuración gruesa y fina, de alta y de baja consistencia. Acondicionamiento Esta fase implica la modificación de las propiedades físicas y características de la pasta con sustancias químicas como: colofonia, diversos hidrocarburos, ceras naturales, almidones, silicato de sodio, cola, caseína, resinas sintéticas o látex de caucho, que comúnmente son llamadas sustancias de apresto.

Una vez que la pasta se ha refinado y se le han adicionado las sustancias químicas y las cargas que le confieren las propiedades particulares requeridas para fabricar el papel se continúa con la formación. Eliminación de la tinta Este proceso es utilizado dependiendo del tipo y calidad de papel a fabricar, y principalmente en el caso de que dentro de la materia prima utilizada se incluya fibra secundaria con impresión; dentro de él se manejan dos sistemas: lavado y flotación, que se pueden emplear por separado o combinados. En el lavado se elimina la tinta haciendo pasar agua limpia a través de una torta compacta de la pasta adherida por succión a una malla, arrastrando así las partículas de tinta emulsificada en el agua. En el proceso de flotación la tinta se elimina arrastrándola en las burbujas de espuma generadas por inyección de aire a una pasta muy diluida depositada en una celda de flotación; suele añadirse una carga

228


mineral (como caolín) en este proceso para ayudar a la flotación de las partículas de tinta. Formación Consiste en la sedimentación de las fibras de la pasta en una hoja continua que se desplaza sobre una malla generalmente plástica, para escurrir por gravedad el agua en exceso llamada agua blanca; ésta agua contiene una pequeña cantidad de fibras perdidas a través de la malla, almidón, alumbre, derivados de la colofonia, resinas resistentes a la humedad, materiales colorantes, ayudas de retención y drenado, biocidas y cargas como arcilla. Las buenas prácticas requieren la recuperación máxima de fibras como medio de conservar las materias primas, mejorar el aprovechamiento del agua y prevenir la contaminación a las aguas residuales. Prensado Posteriormente en el prensado se elimina agua de la hoja húmeda al aplicarle presión, con lo cual además se compacta la hoja y se homogeniza su espesor. Secado Después pasa a la sección de secado donde se elimina el agua sobrante de la hoja húmeda por medio de calor. El sistema tradicional consiste en rodillos huecos calentados por medio de vapor, que también dan un alisado final a las hojas de papel. El contenido de humedad que tiene normalmente la hoja al salir de la sección de prensas es de 60 - 70 % y queda reducido a 4 - 7% después del secado. Calandrado En el calandrado se hace pasar la hoja de papel entre rodillos sólidos de acero en donde se uniformiza el espesor (calibre) de la hoja y se le da un acabado superficial, ya sea con agua o con sustancias químicas. Embobinado El siguiente paso es el embobinado donde la hoja de papel se enrolla en bobinas de un diámetro y ancho predeterminado.

229


Corte Cuando se requiere, la hoja continua del rollo o bobina de papel o cartón, se corta en hojas de dimensiones predeterminadas y se empaca adecuadamente, dependiendo del uso al que se vaya a destinar.

230


3.6.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con los diagramas de proceso (fig. 3.9a y 3.9b) los equipos y actividades que generan contaminantes atmosféricos se presentan en el cuadro 3.38.



actividad Contaminante

2 Digestión-oxidación SO2

4 Blanqueo COV 6 Digestión múltiple COV

7 Horno de fundido Gases de combustión, partículas y compuestos de azufre

11 Horno de cal Gases de combustión, partículas y compuestos de azufre

12 Caldera Gases de combustión y partículas

231


Considerando las actividades realizadas en la elaboración de celulosa y papel las siguientes normasa son las que se aplican: NOM-105-ECOL-1996 relativa a la emisión de partículas y compuestos de azufre reducido total a la atmósfera en los procesos de recuperación de químicos de las plantas de fabricación de celulosa y la NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una medición directa de emisiones para contaminantes específicos; en el cuadro 3.39 se presentan los equipos y contaminantes normados.



o actividad Capacidad del

equipo Combustible

usado Norma Contaminante

7 Horno de fundido 80,000 MJ/h Diesel NOM-105-ECOL-1996

Partículas y compuestos de azufre

11 Horno de cal 60,000 MJ/h Diesel NOM-105-ECOL-1996

Partículas y compuestos de azufre

12 Caldera 250 cc

(8825 MJ/h) Gas natural NOM-085-ECOL-1994

Exceso de aire y óxidos de nitrógeno

Debido a que sólo se deben medir los contaminantes mencionados anteriormente, los demás pueden ser estimados por otros métodos, en este caso se estimarán los señalados en el cuadro 3.40.



actividad Contaminante Método de estimación

7 Horno de fundido NOx, HC, CO2 y CO Factor de emisión

11 Horno de cal NOx, HC, CO2 y CO Factor de emisión

12 Caldera SO2, CO, CO2, HC, partículas Factor de emisión


232



Los compuestos orgánicos emitidos en el blanqueo y evaporación múltiple se calculan en la sección de sustancias RETC emitidas al aire. Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante

− Bióxido de azufre CALDERA

Gas natural


ESO2 = (FeSO2)(NA)

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FeSO2 es el factor de emisión aplicableb


NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3.

considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ESO2= ( 9.6x10-6kg/m3) (12,100 m3/año) ESO2= 0.12 kg/año



estimación Clave Eficiencia (%) Método de estimación

12 0.12 kg FE (AP-42, 1.4)4/ NA NA NA

b Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

233



HORNOS (de fundido y cal) Diesel Haciendo uso de factor de emisión:

ENOx -x= (FeNOx)(NAx)

donde: ENOx-x es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en kg o lb FeNOx es el factor de emisión aplicablec


NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de diesel en m3 o gal

x es el tipo de horno

considerando que: NAcal = 2,000 m3/año NAfundido = 2,825 m3/año

ENOx-cal = (2.4 kg/m3) (2,000 m3/año) ENOx-cal = 4,800 kg/año EHC-fundido = (2.4 kg/m3) (2,825 m3/año) EHC-fundido= 6,780 kg/año



emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia


7 6,780 Kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

11 4,800 kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

c Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

234


− Partículas

CALDERA Gas natural


EPM= (FePM)(NA)

donde: EPM es la emisión anual de partículas en lb o kg FePM es el factor de emisión aplicabled



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EPM= ( 121.6x10-6 kg/m3) (12,100 m3/año) EPM= 1.47 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.3 de la COA con las emisiones calculadas para partículas se presenta a continuación:




12 1.47 kg FE (AP-42, 1.4)4/ NA NA NA


CALDERA


d Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

235


EHC= (FeHC)(NA)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg FeHC es el factor de emisión aplicablee



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EHC= (1.76x10-4 kg/m3) (12,100 m3/año) EHC= 2.13 kg/año

HORNOS (de fundido y cal)


EHC -X= (FeHC)(NAx)

donde: EHC-x es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg o lb Fe HC es el factor de emisión aplicablef

= 0.252 lb/103 gal = 0.03 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de diesel en m3 o gal



e Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. f Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.

236


EHC-cal = (0.03 kg/m3) (2000 m3/año) EHC-cal = 60 kg/año EHC-fundido = (0.03 kg/m3) (2825 m3/año) EHC-fundido= 84.75 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.4 de la COA con las emisiones calculadas para hidrocarburos no quemados se presenta a continuación:




7 84.75 Kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

11 60 kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

12 2.13 kg FE (AP-42, 1.4)4/ NA NA NA


CALDERA

Gas natural 250 cc


ECO= (FeCO)(NA)

donde: ECO es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg FeCO es el factor de emisión aplicableg



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ECO= (1.344x10- 3 kg/m3) (12,100 m3/año) =

g Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

237


ECO= 16.26 kg/año

HORNOS (de fundido y cal) Diesel


ECO-x = (FeCO)(NAx)

donde: ECO-x es la emisión anual de de monóxido de carbono anual en lb o kg FeCO es el factor de emisión aplicableh


NAx es el nivel de actividad expresado en consumo anual de diesel usado en gal o m3



ECO-cal = (0.6 kg/m3) (2,000 m3/año) ECO-cal= 1,200 kg/año

ECO-fundido = (0.6 kg/m3) (2,825 m3/año) ECO-fundido= 1,695 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.5 de la COA con las emisiones calculadas para monóxido de carbono se presenta a continuación:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión




7 1,695 Kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

11 1,200 kg FE (AP-42, 1.3)5/ NA NA NA

12 16.26 kg FE (AP-42, 1.4)5/ NA NA NA

h Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

238



CALDERA Gas natural


ECO2 = (FeCO2)(NA)

donde: ECO2 es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg FeCO2 es el factor de emisión aplicablei

= 120,000 lb/106 ft3

= 1.92 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de combustible en 106 ft3 o m3

considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ECO2= ( 1.92 kg/m3) (12,100 m3/año) ECO2 = 23,232 kg/año

HORNOS


E CO2 -x= (FeCO2)(NAx)

donde:ECO2-x es la emisión anual de bióxido de carbono en kg FeCO2 es el factor de emisión aplicable

= 3.088 kg/kg de diesel (Joffre, 1999)

NAx es el nivel de actividad expresado en kg de petróleo equivalente


i Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

239


considerando que: Densidad del diesel = 845 kg/m3

1kg de diesel industrial = 1 kg de petróleo, y que se consumen 2,000 m3/año de diesel en el horno de cal y 2,825 m3/año en el horno de fundido.

NAcal= (2,000 m3/año) (845 kg/m3 ) = 1,690,000 kg/año NAfundido= (2,825 m3/año) (845 kg/m3 ) = 2,387,125 kg/año

ECO2-cal = (3.088kg/kg) (1,690,000 kg/año) ECO2-cal= 5,218,720 kg/año = 5,218.720 ton/año

ECO2-fundido = (3.088kg/kg) (2,387,125 kg/año) ECO2-fundido= 7,371,442 kg/año = 7,371.44 ton/año

El llenado de la tabla 2.3.6 de la COA con las emisiones calculadas para bióxido de carbono se presenta a continuación:


estimación 7 7,371.44 ton FE (Joffre,1999)6/ NA NA NA

11 5,218.72 ton FE (Joffre,1999)6/ NA NA NA

12 23,232 kg FE (AP-42, 1.4)4/ NA NA NA

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.6.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasj, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe j Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

240



realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.


Punto de emisión

Parámetro318









(DBO5) [mg/l]

191.6














241


Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales, se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). 3.6.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososk; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.6.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC

k Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

242



Las sustancias RETC derivadas del proceso de combustión corresponden a las emitidas en la caldera y en los hornos de cal y fundido. Por su parte, las sustancias emitidas en las actividades de blanqueo y evaporación múltiple se derivan del empleo de solventes. En el cuadro 3.41 se presentan las sustancias RETC sujetas a reporte emitidas de los procesos antes señalados, así mismo, se menciona el método para estimar sus emisiones.

3.41 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de


actividad Sustancia RETC Método de estimación

4 Blanqueo Benceno Balance de materiales 6 Evaporación Múltiple Benceno Balance de materiales 7 Horno de Fundido Metano y formaldehído Factor de emisión 11 Horno de cal Metano y formaldehído Factor de emisión

12 Caldera

Metano, benceno, formaldehído, tolueno, diclorobenceno (mezcla de isómeros),plomo, arsénico, cadmio,

cromo, mercurio, níquel y zinc

Factor de emisión

- Metano HORNOS (de fundido y cal) Diesel


ECH4-x = (FeCH4)(NAx) donde:ECH4-x es la emisión anual de metano en lb o kg

FeCH4 es el factor de emisión aplicablel = 0.052 lb/103 gal = 6.24x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado como combustible anual usado en gal o m3



l Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

243


E CH4-cal = (6.24x10-3 kg/m3) (2,000 m3/año) E CH4-cal= 12.48 kg/año

E CH4-fundido= (6.24x10-3 kg/m3) (2,825 m3/año) E CH4-fundido= 17.63 kg/año

CALDERA


ECH4 = (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablem



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ECH4= (3.68x10-5 kg/m3) (12,100 m3/año) ECH4= 0.45 kg/año

− Benceno

La emisión al aire de benceno derivada de las actividades de blanqueo y evaporación múltiple se calcula a partir de un balance de materiales. En éste se establece que la emisión corresponde al producto entre la cantidad de sustancia consumida al año por la fracción de evaporación de ésta, multiplicada por la densidad de la misma. Esto es:

Eai = (Mdi) (xdi)(δi)

m Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

244


donde: Esust es la emisión anual de la sustancia i en kg Mdi es la cantidad de sustancia consumida al año en l xdi es la fracción de evaporación de la sustancia i

δi es la densidad de la sustancia i

Sobre la base de esta ecuación se calculan las emisiones:

BLANQUEO

Mdbenceno = 10, 256 l/año Xdbencenon = 0.60 δi = 0.87 kg/l Ebenceno = (10,256 l/año)(0.60)(0.87 kg/l) = 5,353.6 kg/año

EVAPORACIÓN MÚLTIPLE

Mdbenceno = 7,035 l/año xdbenceno = 0.60 δi = 0.87 kg/l Ebenceno = (7,035 l/año)(0.60)(0.87 kg/l) = 3,672.27 kg/año

Las emisiones de benceno derivadas del proceso de combustión de gas natural se calculan a continuación:

CALDERA

Gas natural



donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicableo

n Este valor debe modificarse de acuerdo a las características de uso y particularidades de la sustancia. o Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

245


= 2.1x10-3 lb/106 ft3

= 3.36x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EBenceno= (3.36x10-8 kg/m3) (12,100 m3/año) EBenceno= 4.07 x10-4 kg/año

- Formaldehído HORNOS (de fundido y cal) Diesel


EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NAx) donde:EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablep = 0.061 lb/103 gal = 7.32x10-3 kg/m3 de diesel (AP-42, 1.3)

NAx es el nivel de actividad expresado como combustible anual usado en gal o m3



EFormaldehído-cal = (7.32x10-3 kg/m3) (2,000 m3/año) EFormaldehído-cal= 14.64 kg/año

EFormaldehído-fundido= (7.32x10-3 kg/m3) (2,825 m3/año)

p Para convertir de lb/103 gal a kg/m3 multiplicar por 0.12

246


EFormaldehído-fundido= 20.68 kg/año CALDERA



donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicableq = 7.5x10-2 lb/106 ft3 = 1.2x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EFormaldehído= (1.2x10-6 kg/m3) (12,100 m3/año) EFormaldehído= 0.01 kg/año

- Tolueno

CALDERA

Gas natural



donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno es el factor de emisión aplicabler


q Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. r Idem.

247



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ETolueno= (5.44x10-8) (12,100 m3/año) ETolueno= 6.58x10-4 kg/año

- Diclorobenceno

CALDERA Gas natural



donde: EDiclorobenceno es la emisión anual de diclorobenceno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicables



considerando que:

NA= 12,100 m3/año EDiclorobenceno= (1.92x10-8 kg/m3) (12,100 m3/año) EDiclorobenceno= 2.32x10-4 kg/año

- Plomo

CALDERA


s Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

248


EPb = (FePb)(NA)

donde: EPb es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicablet



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EPb= (8.0x10-9 kg/m3) (12,100 m3/año) EPb= 9.68 x10-5 kg/año

- Arsénico

CALDERA

Gas natural


EAr = (FeAr)(NA) donde: EAr es la emisión anual de arsénico en lb o kg

FeAr es el factor de emisión aplicableu = 2.0x10-4 lb/106 ft3 = 3.2x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EAr= (3.2x10-9 kg/m3) (12,100 m3/año) EAr= 3.87x10-5 kg/año

t Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. u Idem.

249


- Cadmio

CALDERA Gas natural


ECd = (FeCd)(NA)

donde: ECd es la emisión anual de cadmio en lb o kg FeCd es el factor de emisión aplicablev



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ECd= (1.76x10-8 kg/m3) (12,100 m3/año) ECd= 2.13x10-4 kg/año

- Cromo

CALDERA

Gas natural


ECr = (FeCr)(NA)

donde: ECr es la emisión anual de cromo en lb o kg FeCres el factor de emisión aplicablew


v Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. w Idem.

250



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ECr= (2.24x10-8 kg/m3) (12,100 m3/año) ECr= 2.71x10-4 kg/año

- Mercurio

CALDERA

Gas natural


EHg = (FeHg)(NA)

donde: EHg es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHges el factor de emisión aplicablex



considerando que:

NA= 12,100 m3/año

EHg= (4.16x10-9 kg/m3) (12,100 m3/año) EHg= 5.03x10-5 kg/año

- Níquel

CALDERA

Gas natural

x Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5

251



ENi = (FeNi)(NA)

donde: ENi es la emisión anual de níquel en lb o kg FeNi es el factor de emisión aplicabley

= 2.1x10-3 lb/106 ft3


considerando que:

NA= 12,100 m3/año

ENi= (3.36x10-8 kg/m3) (12,100 m3/año) ENi= 4.07x10-4 kg/año

- Zinc

CALDERA

Gas natural


EZn = (FeZn)(NA)

donde: EZn es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZn es el factor de emisión aplicablez



considerando que:

NA= 12,100 m3/año y Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5

z Idem.

252


EZn= (4.64x10-7 kg/m3) (12,100 m3/año) EZn= 5.61x10-3 kg/año





7 17.63 Kg FE (AP-42, 1.3)5/

11 12.48 Kg FE (AP-42, 1.3)5/Metano 74-82-8 12 0.45 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

4 5,353.6 Kg CI 6 3,672.27 Kg CI Benceno 71-432-2 12 4.07x10-4 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

7 20.68 Kg FE (AP-42, 1.3)5/

11 14.64 Kg FE (AP-42, 1.3)5/Formaldehído 50-00-0 12 0.01 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

Tolueno 108-88-3 12 6.58x10-4 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

Diclorobenceno (mezcla de isómeros)

25321-22-6 12 2.32x10-4 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

Plomo CCM11 12 9.68x10-5 Kg FE (AP-42, 1.4)4/





Níquel CCM09 12 4.07x10-4 Kg FE (AP-42, 1.4)4/

Zinc CCM14 12 5.61x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)4/



Ex = (Cx) (Va)

donde: Ex es la emisión al agua de la sustancia RETC Cx es la concentración de la sustancia RETC

253


Va es el volumen anual de descarga de agua residual

considerando que: Va = 48,968 m3/año = 48' 968,000 l/año

• Arsénico EAr = (0.06 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 2'938,080 mg/año = 2.94 kg/año

• Cadmio ECd = (0.05 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 2'448,400 mg/año = 2.45 kg/año

• Cianuro ECianuro = (0.01 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 489,680 mg/año = 0.49 kg/año

• Cobre ECu= (0.2 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 9'793,600 mg/año = 9.79 kg/año

• Cromo ECr= (0.36 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 17'628,480 mg/año = 17.63 kg/año

• Níquel ENi= (0.18 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 8'814,240 mg/año = 8.81 kg/año

• Plomo EPb= (0.35 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 17'138,800 mg/año = 17.14 kg/año

• Zinc EZn= (0.57 mg/l) (48' 968,000 l/año) = 27'911,760 mg/año = 27.91 kg/año




Arsénico CCM01 18 2.94 kg MD

Cadmio CCM04 18 2.45 kg MD

Cianuro COC01 18 0.49 kg MD

Cobre CCM06 18 9.79 kg MD

Cromo CCM06 18 17.63 kg MD

Níquel CCM09 18 8.81 kg MD

Plomo CCM11 18 17.14 kg MD

Zinc CCM14 18 27.91 kg MD

254


REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Guía para el reporte de emisiones de la industria de la celulosa y papel. En: Guías industriales. Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. http://www.ine.gob.mx/dggia/retc/coa/guias.html 2/ Vian, P. (1994). Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology. 3a Edición. Vol. I, II y III. John Wiley & Sons. N.Y. 3/ USEPA, (1995). Profile of the Pulp and Paper Industry. Unites States Environmental Protection Agency, 310,R-95-015, Office of Compliance Sector Notebook Project. http:www.epa.gov 4/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 5/ USEPA (1998). Fuel Oil Combustion, Sección 1.3. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento E. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 6/ Joffre H., Lozada L., Ramírez I. (1999). Cédula de Operación Anual. Formato 1998. Tesis de Licenciatura. UPIBI, Instituto Politécnico Nacional. México.

255


256

3.7 INDUSTRIA DEL CEMENTO Y CAL

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE CEMENTO

3.7.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO1/,2/

Explotación de materias primas La caliza y arcilla son las principales materias primas para la elaboración de cemento, éstas se extraen mediante barrenación y detonación con explosivos de las canteras de roca. Transporte de materias primas Una vez que las masas de roca han sido fragmentadas se transportan en camiones o en bandas a la planta. Trituración El material de la cantera se fragmenta en trituradores, que por efecto de impacto y/o presión reducen la roca a un tamaño máximo de una y media pulgada. Prehomogenización En esta etapa se realiza una mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla, caliza u otro material requerido. Molienda de crudo Se realiza a través de molinos horizontales que pulverizan el material en su interior por medio de bolas de acero. La tecnología más reciente utiliza molinos verticales de acero que muelen el material mediante la presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de molienda. Homogenización de crudo Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del material, que consiste principalmente de caliza, hierro y arcilla. Calcinación La calcinación se lleva a cabo en hornos rotatorios a una temperatura de 1450º C, en cuyo interior la harina cruda se transforma en pequeños

INDUSTRIA DEL CEMENTO Y CAL

257

nódulos de color gris obscuro de 3 a 4 cm de diámetro, denominados como clinker. Enfriamiento Mediante el paso de corrientes de aire se logra descender la temperatura del clinker de 1110 a 93 º C, aproximadamente. El aire caliente en algunas ocasiones se utiliza como aire de combustión en los hornos rotatorios y precalcinadores, o bien, se emite a la atmosféra1/. Molienda de cemento El clinker se pulveriza mediante bolas de acero en cámaras de molino; en esta etapa se adiciona yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento. Almacenamiento y envase El cemento se envía a silos de almacenamiento y por sistemas neumáticos o mecánicos, se trasporta para su envasado en sacos de papel, o bien, para su surtido directamente a granel. En ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas de ferrocarril o barcos.


258

3.7.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (fig.3.10) las actividades y equipos que generan contaminantes atmosféricos se presentan en el cuadro 3.42.

Cuadro 3.42 Fuentes generadoras de contaminantes atmosféricos. Punto de generación Nombre del equipo o actividad Contaminante generado

2 Transporte de materia prima Partículas 4 Trituración Partículas 6 Molienda de crudo Partículas 9 Calcinación Partículas

11 Enfriamiento Partículas 13 Molienda de cemento Partículas 17 Envasado de cemento en sacos Partículas 22 Caldera 1 Partículas y gases de combustión

Considerando los diferentes equipos y actividades que se realizan en la elaboración de cemento, las normas oficiales mexicanas que sobre contaminación atmosféricaa se aplican son: NOM-040-ECOL-1993, a Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica:


259

específica para la producción de cemento y la NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una medición directa de emisiones para contaminantes específicos. En el cuadro 3.43 se presentan los equipos, actividades y contaminantes regulados por las normas antes mencionadas.


generación


Capacidad Combustible NOM Contaminante normado

4 trituración primaria

NA NA NOM-040- ECOL-1993

Partículas

6 Molienda de crudo


Partículas

9 Calcinación NA NA NOM-040- ECOL-1993

Partículas

11 Enfriamiento NA NA NOM-040- ECOL-1993

Partículas

13 Molienda de cemento


Partículas

17 Envasado NA NA NOM-043- ECOL-1993

Partículas

22 Caldera 1 (500 cc) 60714 MJ/h Combustóleo NOM-085- ECOL-1994

SO2,NOx, partículas

En el cuadro 3.44 se presentan los equipos que no están normados y por lo tanto, se pueden estimar sus emisiones por medio de métodos indirectos.

3.44 Equipos y contaminantes no normados.

Punto de generación Nombre del equipo o actividad Contaminante no

normado Método de estimación

2 Transporte de materia prima Partículas Factor de emisión 22 Caldera 1 (500 cc) CO, HC Factor de emisión

Adicionalmente, en la sección de emisión de sustancias RETC se

estiman otros contaminantes emitidos al aire. NOTA Las emisiones provenientes de la caldera no se cuantifican en este ejemplo, ya que en el ejemplo 2 (Refinación de petróleo) se presentan los cálculos para generadores de vapor (caldera) y calentadores (1, 2 o 6) que queman http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html


260

combustóleo; por lo tanto, se recomienda consultar dicho ejemplo para realizar la estimación de las emisiones. Los factores de emisión que se aplicarán en este caso dependerán de la capacidad y diseño de la caldera, éstos se pueden obtener en el anexo 3 (disco magnético). Si se tiene una caldera que quema gas natural consultar el ejemplo 3.11, si quema gas lp consultar el ejemplo 3.9 y si quema diesel consultar el ejemplo 3.5. Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante

− Partículas

TRANSPORTE DE MATERIA PRIMA Filtro de tela


EPM = (FePM)(NA)

donde: EPM es la emisión anual de partículas en kg FePM es el factor de emisión aplicableb = 1.5 X 10-5 kg/Mg = 1.5 X 10-5 kg/ton de materia prima (AP-42, 11.6) NA es el nivel de actividad expresado en la cantidad anual

de materia prima a procesar en ton

considerando que: NA = 1,500,000 ton/año

EPM = (1.5 X 10-5 kg/ton) (1,500,000 ton/año) EPM= 22.5 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.3 de la COA con las emisiones de partículas calculadas se presenta a continuación:

b 1Mg = 1 ton


261





3 22.5 kg FE AP-42, 11.61/ PS3 85 CI

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.7.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasc, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.


Punto de emisión Parámetro3 23








c Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html


262


Parámetro3 23


(DBO5) [mg/l]

191.6




Cobre total [mg/l] 0

Cromo hexavalente [mg/l] 0

Níquel total [mg/l] 0


Plomo total [mg/l] 0







263

3.7.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososd; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.7.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Dentro de las sustancias sujetas a reporte, según lo establece el listado de sustancias RETC, se encuentran las emitidas por el proceso de combustión en la caldera, derivadas específicamente por la composición de los combustibles, y las generadas en el proceso de calcinación, en los hornos rotatorios que corresponden principalmente a la composición de la materia prima y al empleo de combustibles alternos. Es importante aclarar que en ambos procesos las emisiones de estas sustancias son traza (cuadro 3.45).

3.45 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de


o actividad Sustancia listada Método de estimación

9 Calcinación Arsénico, cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo, trióxido de azufre, selenio, zinc, benceno, etilbenceno, formaldehído y naftaleno.

Factor de emisión

21 Caldera (500 cc) Metano, formaldehído, benceno, tolueno, 1,1,1-tricloroetano arsénico, cadmio, cromo, plomo, mercurio y níquel.

Factor de emisión

NOTA Las emisiones provenientes de la caldera no se cuantifican en este ejemplo, ya que en el ejemplo 2 (Refinación de petróleo) se presentan los cálculos d Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html


264

para generadores de vapor (caldera) y calentadores (1, 2 o 6) que queman combustóleo; por lo tanto, se recomienda consultar dicho ejemplo para realizar la estimación de las emisiones. Los factores de emisión que se aplicarán en este caso dependerán de la capacidad y diseño de la caldera, éstos se pueden obtener en el anexo 3 (disco magnético). Si se tiene una caldera que quema gas natural consultar el ejemplo 3.11, si quema gas lp consultar el ejemplo 3.9 y si quema diesel consultar el ejemplo 3.5.

− Arsénico

CALCINACIÓN Filtro de tela Haciendo uso de factor de emisión:

EAr= (FeAr)(NA)

donde:EAr es la emisión anual de arsénico en kg FeAr es el factor de emisión aplicablee

= 6.0x10-6 kg/Mg = 6.0x10-6 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de clinker producido en ton


EAr = (6.0x10-6 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EAr = 7.3 kg/año

− Cadmio


e 1Mg = 1 ton

Con formato


265

ECd= (FeCd)(NA) donde:ECd es la emisión anual de cadmio en kg

FeCd es el factor de emisión aplicablef = 1.1x10-6 kg/Mg = 1.1x10-6 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)



ECd = (1.1x10-6 kg/ton) (1,222,410 ton/año) ECd = 1.34 kg/año

− Cromo

CALCINACIÓN

Filtro de tela


ECr= (FeCr)(NA) donde: ECr es la emisión anual de cromo en kg

FeCr es el factor de emisión aplicableg = 7.0x10-5 kg/Mg = 7.0x10-5 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)



ECr = (7.0x10-5 kg/ton) (1,222,410 ton/año) ECr = 85.57 kg/año

− Cobre

f 1Mg = 1 ton g Idem.


266


ECu= (FeCu)(NA) donde: ECu es la emisión anual de cobre en kg

FeCu es el factor de emisión aplicableh = 2.6x10-3 kg/Mg = 2.6x10-3 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)



ECu = (2.6x10-3 kg/ton) (1,222,410 ton/año) ECu = 3,178.27 kg/año

− Mercurio

CALCINACIÓN

Filtro de tela Haciendo uso de factor de emisión:

EHg= (FeHg)(NA)

donde:EHg es la emisión anual de mercurio en kg FeHg es el factor de emisión aplicablei

= 1.2x10-5 kg/Mg = 1.2x10-5 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)


h 1Mg = 1 ton i Idem.


267


EHg = (1.2x10-5 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EHg = 14.67 kg/año

− Plomo

CALCINACIÓN


EPb= (FePb)(NA) donde:EPb es la emisión anual de plomo en kg

FePb es el factor de emisión aplicablej = 3.8x10-5 kg/Mg = 3.8x10-5 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)



EPb = (3.8x10-5 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EPb = 46.45 kg/año

− Trióxido de azufre

CALCINACIÓN


ESO3= (Fe SO3)(NA)

j 1Mg = 1 ton


268

donde:E SO3 es la emisión anual de trióxido de azufre en kg Fe SO3 es el factor de emisión aplicablek = 7.3x10-3 kg/Mg = 7.3x10-3 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)



E SO3 = (7.3x10-3 kg/ton) (1,222,410 ton/año) E SO3 = 8,923.59 kg/año

− Selenio

CALCINACIÓN


ESe= (Fe Se)(NA) donde:ESe es la emisión anual de selenio en kg

FeSe es el factor de emisión aplicablel = 1.0x10-4 kg/Mg = 1.0x10-4 kg/ton

de clinker (AP-42, 11.6)



ESe = (1.0x10-4 kg/ton) (1,222,410 ton/año) ESe = 122.24 kg/año

k 1Mg = 1 ton l Idem.


269

− Zinc


EZn= (FeZn)(NA) donde:EZn es la emisión anual de zinc en kg

FeZn es el factor de emisión aplicablem = 1.7x10-4 kg/Mg = 1.7x10-4 kg/ton




EZn = (1.7x10-4 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EZn = 207.8 kg/año

− Benceno

CALCINACIÓN


EBenceno= (FeBenceno)(NA) donde:EBenceno es la emisión anual de benceno en kg

FeBenceno es el factor de emisión aplicablen = 8.0x10-3 kg/Mg = 8.0x10-3 kg/ton de clinker (AP-42, 11.6)

m 1Mg = 1 ton n Idem.


270


considerando que:

NA = 1,222,410 ton/año

EBenceno = (8.0x10-3 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EBenceno = 9,779.28 kg/año

− Etilbenceno

CALCINACIÓN


EEtilbenceno= (FeEtilbenceno)(NA) donde: EEtilbenceno es la emisión anual de etilbenceno en kg

FeEtilbenceno es el factor de emisión aplicableo = 9.5x10-6 kg/Mg = 9.5x10-6 kg/ton de

clinker (AP-42, 11.6)

NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad anual de clinker producido en ton considerando que:

NA = 1,222,410 ton/año EEtilbenceno = (9.5x10-6 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EEtilbenceno = 11.61 kg/año

− Formaldehído

CALCINACIÓN

Filtro de tela

o 1Mg = 1 ton


271


EFormaldehído= (FeFormaldehído)(NA) donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablep = 2.3x10-4 kg/Mg = 2.3x10-4 kg/ton


NA es el nivel de actividad expresado como la cantidad

anual de clinker producido en ton


EFormaldehído = (2.3x10-4 kg/ton) (1,222,410 ton/año) EFormaldehído = 281.15 kg/año

− Naftaleno

CALCINACIÓN


ENaftaleno= (FeNaftaleno)(NA) donde: ENaftaleno es la emisión anual de naftaleno en kg

FeNaftaleno es el factor de emisión aplicableq = 8.5x10-4 kg/Mg = 8.5x10-4 kg/ton



considerando que:

NA = 1,222,410 ton/año

p 1Mg = 1 ton q Idem.


272

ENaftaleno = (8.5x10-4 kg/ton) (1,222,410 ton/año) ENaftaleno = 1,039.1 kg/año





Arsénico CCM01 9 7.3 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Cadmio CCM04 9 1.34 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Cromo CCM07 9 85.57 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Cobre CCM06 9 3,178.27 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Mercurio CCM08 9 14.67 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Plomo CCM11 9 46.45 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Trióxido de azufre 7446-11-9 9 8,923.59 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Selenio CCM12 9 122.24 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Zinc CCM14 9 207.8 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Benceno 71-43-2 9 9,779.28 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Etilbenceno 100-41-4 9 11.61 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Formaldehído 50-00-0 9 281.15 kg FE (AP-42, 11.6)1/

Naftaleno 91-20-3 9 1,039.1 kg FE (AP-42, 11.6)1/



Ex = (Cx) (Va)



273


• Cadmio ECd = (0.001 mg/l) (6'759,000 l/año) = 6,759 mg/año = 6.76 g/año

• Zinc EZn= (0.01 mg/l) (6'759,000 l/año) = 67,590 mg/año = 67.6 g/año






REFERENCIAS 1/ EPA. (1995). Portland Cement Manufacturing, Sección 11.6. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, AP-42, 5a Edición. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. 2/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Scretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México.

3.8 INDUSTRIA DEL ASBESTO ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA FABRICACIÓN DE HILO DE

ASBESTO 3.8.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO1/

Mezclado Esta actividad consiste en mezclar la materia prima para constituir una masa homogénea. Cardado En este paso las fibras de asbesto individuales se convierten en un hilo continuo, cohesionado y manejable (semejante a una cuerda), mediante el uso de cardas. Cordonera La cordonera reúne y concentra las mechas obtenidas del cardado para su ingreso al horno, donde se les confieren las características deseadas según las especificaciones del producto. Horneado En este paso los hilos se someten a altas temperaturas para lograr formar el hilo definitivo y eliminar rebabas que modifiquen la calidad del producto final. Torzalado Las hebras obtenidas del horneado se tuercen para finalmente obtener el hilo de asbesto. La torcedura dependerá del uso final que se le dará al hilo, entre más torcido será mucho más rígido. Bobinado El hilo obtenido es embobinado para su posterior empaque. En este ejemplo sólo se bobinan los hilos en un carrete. Empaquetado El hilo de asbesto es empaquetado para su almacenamiento.

274

INDUSTRIA DEL ASBESTO

Reciclaje En el reciclaje todo producto fuera de especificación, así como las fibras atrapadas en los colectores de bolsa, se cortan y cardan para su reincorporación al proceso.

275


3.8.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (fig.3.11) las actividades y equipos que generan contaminantes atmosféricos se presentan en el cuadro 3.46.



1 Transporte y descarga Partículas 2 Almacenaje Partículas 3 Mezclado y pesaje Partículas 5 Carga y cardado Partículas 9 Horno Partículas y gases de combustión

10 Torzalado y bobinado Partículas 14 Cortado y cardado Partículas

Considerando los diferentes equipos y actividades que se realizan en la fabricación de hilo de asbesto, las normas oficiales mexicanas que sobre

276


contaminación atmosféricaa se aplican son: NOM-043-ECOL-1993 que establece los límites de emisión de partículas en corrientes conducidas y NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una medición directa de emisiones para contaminantes específicos; en el cuadro 3.47 se presentan los equipos y contaminantes normados. Es importante aclarar que existen otras normas que regulan las emisiones de asbesto, pero éstas se aplican a ambiente laboral.


generación


Capacidad del equipo

Combustible usado Norma Contaminante

3 Mezclado y pesaje

NA NA NOM-043- ECOL-1993 Partículas

5 Carga y cardado


7 Cordonera NA NA NOM-043- ECOL-1993 Partículas

9 Horno 100,000 kcal/h ( 418,600 MJ/h)

Gas natural NOM-085- ECOL-1994 NOx

10 Torzalado y bobinado


14 Cortado y cardado


En el cuadro 3.48 se presentan las actividades y contaminantes, cuyas emisiones pueden ser calculadas mediante un método indirecto.

3.48 Equipos y contaminantes no normados.

Punto de

generación


Contaminante no normado Método de estimación

1 Transporte y descarga Partículas Factor de emisión

2 Almacenaje Partículas Factor de emisión

9 Horno SO2, CO2, HC y partículas Factor de emisión

14 Cortado y cardado Partículas Factor de emisión


277





HORNO Gas natural


ESO2 = (FeSO2)(NA)

donde:ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FeSO2 es el factor de emisión aplicableb

=0.6 lb/106 ft3 = 9.6 x 10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el índice de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA = 350,700 m3/año

ESO2= (9.6x10-6 kg/ 106 m3) (350,700 m3/año) ESO2= 3.37 kg/año

Se cuenta con un equipo para prevenir la emisión de gases y partículas contaminantes, un lavador (scrubber) con una eficiencia del 65%; por lo tanto, es necesario considerar la retención de este equipo mediante el siguiente cálculo:

EfSO2 = (ESO2 )(1-η)

donde: EfSO2 es la emisión anual final de bióxido de azufre en lb o kg (considerando retención del equipo de control) ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg

(antes de considerar la eficiencia del equipo de control) η es la eficiencia del equipo de control

b Para convertir de lb/106 scf a kg/106 m3 multiplicar por 16.

278


sustituyendo: EfSO2 = (3.37 kg/año )(1-0.65) = 1.18 kg/año




9 1.18 Kg FE (AP-42, 1.4)2/ PS2 65 MD

− Partículas

En los procesos donde se utiliza asbesto como materia prima, existen diversas fuentes, tanto fugitivas como conducidas, en las que se generan partículas, que en su mayoría son fibras de asbesto. A continuación se cuantifican dichas emisiones utilizando los factores de emisión que el Reino Unidoc recomienda considerando el tipo de proceso y características físicas de las partículas. Dichos factores corresponden son los señalados en el documento AP-42 para la elaboración de fibra de vidrio (sección 11.13-AP-42).

TRANSPORTE Y DESCARGA


EPM = (FePM)(NA)

donde: EPM es la emisión anual de partículas en kg FePM es el factor de emisión

=1.5 kg/ton de producto terminado (AP-42, 11.13)

NA es el índice de actividad expresado en toneladas anuales de producto terminado

considerando que:

NA = 800 ton/año

EPM = (1.5 kg/ton) (800 ton/año)

c Pagína Web: UK emission factors database, http://www.rsk.co.uk/ukefd/

279


EPM= 1,200 kg/año

ALMACENAJE


EPM = (FePM)(NA)




considerando que:

NA = 800 ton/año

EPM = (0.1 kg/ton) (800 ton/año) EPM= 80 kg/año

HORNO


EPM = (FePM)(NA)




considerando que:

NA = 800 ton/año

EPM = (0.3 kg/ton) (800 ton/año) EPM = 240 kg/año

280


Se cuenta con un colector de polvos que recupera la mayor cantidad de partículas de fibra de asbesto y tiene una eficiencia del 92%; por lo tanto, es necesario considerar la retención de este equipo mediante el siguiente cálculo:

EfPM= (EPM )(1-η)

donde: EfPM es la emisión anual final de partículas en lb o kg (considerando retención del equipo de control) EPM es la emisión anual de partículas en lb o kg (antes de

considerar la eficiencia del equipo de control) η es la eficiencia del equipo de control

sustituyendo: EfPM = (240 kg/año )(1-0.92) = 19.2 kg/año



estimación Clave Eficiencia (%)


1 1200 Kg FE (AP-42, 11.13)3/ NA NA NA

2 80 Kg FE (AP-42, 11.13)3/ NA NA NA

9 19.2 Kg FE (AP-42, 11.3)3/ PS2/ PS3 65/ 92 MD / OM


HORNO Gas natural


EHC = (FeHC)(NA)

281


donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg

FeHC es el factor de emisión aplicabled =11 lb/106 ft3

= 1.76x10 4 kg/ m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NA es el nivel de actividad expresado en consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA = 350, 700 m3/año

EHC= (1.76x10-4 kg/m3) (350,700 m3/año EHC= 61.72 kg/año


EfHC = (EHC)(1-η)

donde : EHC es la emisión anual final de partículas en lb o kg (considerando retención del equipo de control)

EHC es la emisión anual de partículas en lb o kg (antes de considerar la eficiencia del equipo de control)

η es la eficiencia del equipo de control

sustituyendo: EfHC = (61.72 kg/año )(1-0.65) = 21.60 kg/año




9 21.60 kg FE (AP-42, 1.4)2/ PS2 65 MD

d Par Para convertir de lb/106 scf a kg/106 m3 multiplicar por 16.

282


− Bióxido de carbono HORNO


E CO2 = (FeCO2)(NA)

donde: E CO2 es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg. FeCO2 es el factor de emisión aplicable,e =120,000 lb/106 ft3

= 1.92 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)


considerando que:

NA = 350,700 m3/año

ECO2= (1.92 kg/m3) (350,700 m3/año) ECO2= 673,344 kg/año


EfCO2 = (ECO2)(1-η)

donde: EfCO2 es la emisión anual final de partículas en lb o kg (considerando retención del equipo de control)

ECO2 es la emisión anual de partículas anual en lb o kg (antes de considerar la eficiencia del equipo de control)

η es la eficiencia del equipo de control sustituyendo:

EfCO2 = (673,344 kg/año )(1-0.65) = 235,670.4 kg/año

e Para convertir de lb/106 scf a kg/106 m3 multiplicar por 16.

283


El llenado de la tabla 2.3.6 para bióxido de carbono de la COA con las emisiones calculadas se presenta a continuación:


estimación Clave Eficiencia (%)


9 235.670 Ton FE (AP-42, 1.4)4/ PS2 65 MD

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2 y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.8.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES En este ejemplo en particular no se generan aguas residuales del proceso; no obstante, se presentan las indicaciones a seguir para el llenado de la sección, en el caso de que se generen.

De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasf, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.

Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones

f Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

284



mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.

Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). 3.8.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososg; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.8.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Dentro de las sustancias sujetas a reporte, según lo establece el listado de sustancias RETC, se encuentran las emitidas por el proceso de combustión de gas natural en el horno, las cuales son metano, benceno, formaldehído, tolueno, diclorobenceno, plomo, arsénico, cadmio, cromo, mercurio, níquel y zinc. El tolueno también es emitido en el área de mantenimiento. Otra de las sustancias RETC emitidas corresponde al asbesto.

En el cuadro 3.49 se señalan los equipos y actividades que generan las sustancias antes señaladas, así como el método para cuantificar su emisión.

g Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

285



3.49 Sustancias RETC emitidas al aire.


Nombre del equipo o actividad Sustancias RETC Método de

estimación

9 Horno

Metano, benceno, formaldehído, tolueno, diclorobenceno (mezcla de

isómeros), plomo, arsénico, cadmio, cromo, mercurio, níquel y

zinc

Factor de emisión

5 Cardado Asbesto Balance de materiales

19 Mantenimiento Tolueno Balance de materiales

Es importante mencionar que las emisiones de asbesto que se calculan, corresponden a las emitidas en toda la planta; sin embargo, al ser el cardado una de las principales fuentes emisoras de asbesto se le atribuyen a éste.

- Metano

CALDERA Gas natural


ECH4 = (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicableh



considerando que:

NA= 350,700 m3/año

h Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

286


ECH4= (3.68x10-5 kg/m3) (350,700 m3/año) ECH4= 12.91 kg/año

- Benceno

CALDERA

Gas natural



donde: EBenceno es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicablei

= 2.1x10-3 lb/106 ft3


considerando que:

NA= 350,700 m3/año

EBenceno= (3.36x10-8 kg/m3) (350,700 m3/año) EBenceno= 0.012 kg/año

- Formaldehído CALDERA



donde: EFormaldehído es la emisión anual de formaldehído en lb o kg FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablej

i Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

287




considerando que:

NA= 350,700 m3/año

EFormaldehído= (1.2x10-6 kg/m3) (350,700 m3/año) EFormaldehído= 0.42 kg/año

- Tolueno

CALDERA Gas natural



donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno es el factor de emisión aplicablek



considerando que:

NA= 350,700 m3/año

ETolueno= (5.44x10-8) (350,700 m3/año) ETolueno= 0.02 kg/año

MANTENIMIENTO

j Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. k Idem.

288


Para la limpieza del equipo se utiliza thinner que contiene alrededor del 82% de tolueno, debido a que el thinner se evapora en un 100%, podemos aplicar el siguiente balance de materiales:

ETolueno= (Mpsol – Mpdsol ) (Dsol) (XpdTolueno)

donde: ETolueno es la emisión anual de tolueno en kg Mpsol es la cantidad de disolvente consumido anualmente en l

Mpdsol es la cantidad de disolvente retenido en el producto en l

XpdTolueno es la fracción peso del tolueno en el disolvente

considerando que: Mdsol = 9,550 l/año Mpdsol = 0 l/año XpdToluenol = 0.82 Dsol = 0.863 kg/l ETolueno = (9,550 l/año – 0 l/año)(0.863 kg/l)(0.82) = 6,758.2

kg/año

- Diclorobenceno

CALDERA Gas natural



donde: EDiclorobenceno es la emisión anual de diclorobenceno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicablem = 1.2x10-3 lb/106 ft3


l Este valor debe modificarse de acuerdo a la composición específica del disolvente empleado. m Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5

289



EDiclorobenceno= (1.92x10-8) (350,700 m3/año) EDiclorobenceno= 6.73x10-3 kg/año

- Níquel

CALDERA Gas natural


ENi = (FeNi)(NA)

donde: ENi es la emisión anual de níquel en lb o kg FeNi es el factor de emisión aplicablen = 2.1x10-3 lb/106 ft3


considerando que:

NA= 350,700 m3/año

ENi= (3.36x10-8 kg/m3) (350,700 m3/año) ENi= 0.01kg/año

- Plomo

CALDERA Gas natural

n Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5

290



EPb = (FePb)(NA)

donde: EPb es la emisión anual de plomo en lb o kg FePb es el factor de emisión aplicableo

= 0.0005 lb/106 ft3 = 8.0x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA= 350,700 m3/año

EPb= (8.0x10-9 kg/m3) (350,700 m3/año) EPb= 2.8 x10-3 kg/año

- Arsénico

CALDERA

Gas natural


EAr = (FeAr)(NA)

donde: EAr es la emisión anual de arsénico en lb o kg FeAres el factor de emisión aplicablep



considerando que:

NA= 350,700 m3/año o Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. p Idem.

291


EAr= (3.2x10-9 kg/m3) (350,700 m3/año) EAr= 1.12x10-3 kg/año

- Cadmio

CALDERA

Gas natural


ECd = (FeCd)(NA)

donde: ECd es la emisión anual de cadmio en lb o kg FeCd es el factor de emisión aplicableq



considerando que:

NA= 350,700 m3/año

ECd= (1.76x10-8 kg/m3) (350,700 m3/año) ECd= 6.17x10-3 kg/año

- Cromo

CALDERA

Gas natural


ECr = (FeCr)(NA) donde: ECr es la emisión anual de cromo en lb o kg

FeCres el factor de emisión aplicabler = 1.4x10-3 lb/106 ft3

q Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. r Idem.

292


= 2.24x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual


considerando que:

NA= 350,700 m3/año

ECr= (2.24x10-8 kg/m3) (350,700 m3/año) ECr= 7.86x10-3 kg/año

- Mercurio

CALDERA

Gas natural


EHg = (FeHg)(NA)

donde: EHg es la emisión anual de mercurio en lb o kg FeHg es el factor de emisión aplicables = 2.6x10-4 lb/106 ft3 = 4.16x10-9 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

considerando que:

NA= 350,700 m3/año

EHg= (4.16x10-9 kg/m3) (350,700 m3/año) EHg= 1.46x10-3 kg/año

- Zinc

CALDERA

s Idem.

293


Gas natural


EZn = (FeZn)(NA)

donde: EZn es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZn es el factor de emisión aplicablet



considerando que:

NA= 350,700 m3/año

EZn= (4.64x10-7 kg/m3) (350,700 m3/año) EZn= 0.16 kg/año

− Asbesto

En la sección de contaminación atmosférica se calcularon las emisiones de partículas de diferentes equipos y actividades del proceso. Si se considera que del total de partículas generadas el 8%3/ corresponde a fibras de asbesto, la emisión de éste se calcula como sigue:

Easbesto= (Mp) (Xpdasbesto)

donde: Easbesto es la emisión anual de asbesto en kg

Mp es la cantidad total de partículas emitidas en el proceso en kg

Xpdasbesto es la fracción de asbesto en el total de partículas emitidas

t Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

294


considerando que:

Nombre del equipo o actividad Emisión (kg/año)

Transporte y descarga 1,200 Almacenaje 80

Mezclado y pesaje 19.2* Carga y cardado 7.68*

Horno 19.2* Torzalado y bobinado 7.68*

Cortado y cardado 160* Total 1493.8

* Cuantificadas por medición directa.

Md = 1493.8 kg/año Xpdasbesto = 0.08 Easbesto= (1,493.8 kg/año)(0.08) = 119.5 kg/año

Es importante mencionar que las emisiones de asbesto que se calculan, corresponden a las emitidas en toda la planta; sin embargo, al ser el cardado una de las principales fuentes emisoras de asbesto se le atribuyen a éste.


IDENTIFICACIÓN DE

SUSTANCIAS LISTADAS EMISIÓN ANUAL

Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Metano 74-82-8 9 12.91 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

Benceno 71-432-2 9 0.012 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

Formaldehído 50-00-0 9 0.42 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

9 0.02 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

Tolueno 108-88-3 19 6,758.2 kg BM


25321-22-6 9

6.73x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

Níquel CCM09 9 0.01 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

295


(continuación) IDENTIFICACIÓN DE


Nombre Clave Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Plomo CCM09 9 2.8x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)2/





Zinc CCM14 9 0.16 Kg FE (AP-42, 1.4)2/

Asbesto 1332-21-4 6 119.5 kg BM

REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Scretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. 2/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3/ USEPA. (1998). Glass Fiber, Sección 11.3. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

296

3.9 INDUSTRIA DEL VIDRIO

ESTIMACIÓN DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIÓN DE ENVASES DE VIDRIO

3.9.1 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO1/,2/

La elaboración del vidrio se realiza en cinco fases principales: preparación de materia prima, fundición, formación, templado y acabado. Los diferentes productos de esta industria son vidrio liso, soplado, prensado y envases; cuyo proceso de elaboración es el mismo excepto en las fases de formación y acabado. Preparación de materia prima La materia prima utilizada es arena, cal, dolomita y feldespato, así como soda, borosilicatos, óxidos metálicos y culleta. La preparación de ésta incluye su trituración, pesado y mezclado para conformar la carga para el horno de fundición. Fundición Las temperaturas de fusión del vidrio dependen en gran parte de la mezcla y del producto a elaborar, oscilan generalmente entre 1200°C y 1500°C, en específico, para la fabricación de envases es de 1500°C. Los hornos de fundición comúnmente empleados corresponden a hornos de marmita y de tanque. Los hornos de marmita se diseñan para proteger la carga en fusión de los productos de combustión; poseen una capacidad hasta de dos toneladas y se usan principalmente en la manufactura de vidrio óptico y artístico. Las marmitas son crisoles hechos de arcilla seleccionada o de platino. Los hornos de tanque son depósitos construidos de bloques refractarios con capacidad hasta de 1,350 toneladas, en éstos los materiales se cargan en un extremo del tanque y el vidrio forma un estanque en el corazón del horno, a través del cual las llamas van alternadamente de un lado a otro.

a vidrio usado de calidad

297


Formación En la formación de envases, vidrio soplado y prensado se usa presión y/o soplado, y para vidrio liso se emplean los procesos de colado continuo, colado prensado y flotación. En la elaboración de envases antes de pasar a la formación la mezcla derretida pasa por una sección de refinamiento, en la cual se acondiciona el vidrio a valores de viscosidad y temperaturas requeridos para la formación de la gota, posteriormente, a través de un sistema de mecanismos sincronizados que actúan sobre un conjunto de premoldes y moldes se le confiere al envase la forma final. Templado Una vez formado, el vidrio es templado para reducir la tensión de su estructura molecular. El templado tiene dos objetivos principales: 1) mantener una masa de vidrio por encima de cierta temperatura crítica durante el tiempo suficiente para reducir la tensión interna, haciéndola fluir plásticamente hasta un valor inferior a un máximo predeterminado y 2) enfriar la masa hasta la temperatura ambiente con bastante lentitud para mantener la tensión por debajo de este máximo. El horno de templado es una cámara de calentamiento en la cual la velocidad de enfriamiento puede ser controlada. Acabado Todos los tipos de vidrio templado deben pasar por operaciones de acabado como limpieza, esmerilado, pulido, cortado, grabado, esmaltado, clasificado y calibrado. Aunque no todas se requieren para cada objeto de vidrio, una o más son necesarias. Para envases decorados se emplean pinturas con una base de sílice que al pasar el envase por los hornos de cocido logran fundirse a la botella. Finalmente, el proceso termina con una inspección final, para su posterior empaquetado y almacenado.

298

INDUSTRIA DEL VIDRIO

299


3.9.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (figura 3.12) los contaminantes atmosféricos se generan de las siguientes actividades y equipos (cuadro 3.50).



1 Pesado Partículas 2 Mezclado Partículas 3 Horno de fundición 1 Partículas y gases de combustión 4 Horno de fundición 2 Partículas y gases de combustión 5 Horno de fundición 3 Partículas y gases de combustión 6 Formado de envases Partículas 7 Horno de templado 1 Partículas y gases de combustión 8 Horno de templado 2 Partículas y gases de combustión 9 Horno de templado 3 Partículas y gases de combustión 10 Horno de templado 4 Partículas y gases de combustión 11 Acabado Partículas y COV 12 Caldera Partículas y gases de combustión

17 Planta de tratamiento de aguas residuales COV

Considerando los diferentes equipos y actividades que se realizan dentro de la fabricación de envases de vidrio, las normas oficiales mexicanas que sobre contaminación atmosféricab se aplican son: NOM-097-ECOL-1995 específica para la fabricación de vidrio y la NOM-085-ECOL-1994 para procesos de combustión. Ambas normas demandan una medición directa de emisiones para contaminantes específicos. En el cuadro 3.51 se presentan los equipos y contaminantes regulados por las normas antes mencionadas.

b Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html

300





actividad Capacidad Combustible Norma Contaminante

3 Horno de fundición 1 320 ton/día NA NOM-097-ECOL-1995 Partículas y NOx



7 Horno de templado 1 10 MJ/h Gas natural NOM-085-ECOL-1994

Densidad de humo y exceso de aire







12 Caldera 25 MJ/h Gas LP NOM-085-ECOL-1994


En este ejemplo, las emisiones de partículas de las actividades de pesado, mezclado, formado y acabado son fugitivas, por lo que no se aplica la NOM-043-ECOL-1993 y según lo señala la bibliografía consultada (USEPA,1998)2/ las emisiones son mínimas, por lo tanto, no se estiman en este ejemplo.

Por lo anterior, el equipo y actividades para los cuales es factible estimar sus emisiones se presentan en el cuadro 3.52.




3 Horno de fundición 1 SO2, HC y CO Factor de emisión 4 Horno de fundición 2 SO2, HC y CO Factor de emisión 5 Horno de fundición 3 SO2, HC y CO Factor de emisión 7 Horno de templado 1 SO2, partículas, HC y CO2 Factor de emisión 8 Horno de templado 2 SO2, partículas, HC y CO2 Factor de emisión 9 Horno de templado 3 SO2, partículas, HC y CO2 Factor de emisión 10 Horno de templado 4 SO2, partículas, HC y CO2 Factor de emisión 11 Acabado COV Factor de emisión 12 Caldera SO2, NOx, HC, CO, CO2 y partículas Factor de emisión

La estimación de emisiones de COV de las plantas de tratamiento de aguas residuales no se realiza en este ejemplo, debido a que rebasa los alcances de

301


esta guía. Se recomienda emplear el modelo Surface Impoundment Modeling System (SIMS) para calcularlas. Éste puede obtenerse del EPA’s Clearinghouse For Inventories and Emission Factors (CHIEF) electronic bulletin board (BB). Estimación de emisiones atmosféricas por contaminante


HORNOS DE FUNDICIÓN Con lavadores tipo venturi



donde: ESO2x es la emisión anual de bióxido de azufre en kg FeSO2 es el factor de emisión aplicablec

= 0.1 kg/Mg de vidrio (AP-42, 11.15) NAx es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton

X = número del horno de fundición (1,2 o 3).

considerando que: NA1= 102,000 ton/año NA2= 112,000 ton/año NA3= 152,000 ton/año

ESO2,1= ( 0.1 kg/ton) (102,000 ton/año) = 10,200 kg/año ESO2,2= ( 0.1 kg/ton) (112,000 ton/año) = 11,200 kg/año ESO2,3= ( 0.1 kg/ton) (152,000 ton/año) = 15,200 kg/año

HORNOS DE TEMPLADO


c 1Mg = 1 tonelada

302



donde: ESO2x es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FeSO2 es el factor de emisión aplicabled



X = número del horno de templado (1,2,3 o 4).


NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

ESO2,1= ( 9.6x10- 6 kg/m3) (200,750 m3/año) = 1.9 kg/año ESO2,2= (9.6x10- 6 kg/m3) (182,000 m3/año) = 1.7 kg/año ESO2,3= (9.6x10- 6 kg/m3) (194,000 m3/año) = 1.9 kg/año ESO2,4= (9.6x10- 6 kg/m3) (187,500 m3/año) = 1.8 kg/año

CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanoe la fórmula general de cálculo es:

ESO2 = (FePSO2)(NA)(0.4)+ (FeBSO2)(NA)(0.6)

donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg FePSO2 es el factor de emisión para gas propano aplicablef

= 0.10S lb/103 gal = 1.2x10-2S kg/m3 de gas lp

d Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. e Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado f Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.

303


S= % de azufre en el combustible. (AP-42, 1.5) FeBSO2 es el factor de emisión para gas butano aplicableg

= 0.09S lb/103 gal =1.08x10-2S kg/m3

de gas lp. S= % de azufre en el combustible. (AP-42, 1.5)


considerando que:

Sh= 0.014% NA= 450 m3/año

ESO2 = (1.2x10-2 kg/m3)(0.014)(450 m3/año)(0.4)+

(1.08x10-2 kg/m3)(0.014)(450 m3/año)(0.6) ESO2 = 0.07kg/año

El llenado de la tabla 2.3.1 de la COA con las emisiones calculadas de bióxido de azufre se presenta a continuación:



estimación 3 10,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 80 CI 4 11,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 82 CI 5 15,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 85 CI 7 1.9 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 8 1.7 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 9 1.9 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA

10 1.8 kg FE (AP-42,1.4)3/ NA NA NA 12 0.07 kg FE (AP-42,1.5)4/ NA NA NA


CALDERA

Gas LP 250 cc g Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. h El porcentaje de azufre debe modificarse según las especificaciones marcadas en la factura de embarque de la empresa que suministra el combustible.

304


Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanoi la fórmula general de cálculo es:

ENOx = (FePNOx)(NA)(0.4) + (FeBNOx)(NA)(0.6)

donde: ENOx es la emisión anual de óxidos de nitrógeno en lb o kg

FePNOx es el factor de emisión para gas propano aplicablej = 14 lb/103 gal = 1.68 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)

FeBNOx es el factor de emisión para gas butano aplicablek = 15 lb/103 gal = 1.8 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)


considerando que:

NA= 450 m3/año

ENOx = (1.68 kg/m3)(450 m3/año)(0.4) + (1.8 kg/m3)(450m3/año)(0.6)

ENOx = 788.4 kg/año El llenado de la tabla 2.3.2 de la COA con las emisiones calculadas de óxidos de nitrógeno se presenta a continuación:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia


12 788.4 kg FE (AP-42, 1.5)4/ NA NA NA

- Partículas

HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural

i Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. j Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. k Idem.

305



EPMx= (FePM)(NAx)

donde: EPMx es la emisión anual de partículas en lb o kg FePM es el factor de emisión aplicablel





NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

EPM1= (121.6x10- 6 kg/m3) (200,750 m3/año) = 24.4 kg/año EPM2= (121.6x10- 6 kg/m3) (182,000 m3/año) = 22.1 kg/año EPM3= (121.6x10- 6 kg/m3) (194,000 m3/año) = 23.6 kg/año EPM4= (121.6x10- 6 kg/m3) (187,500 m3/año) = 22.8 kg/año

CALDERA

Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanom, la fórmula general de cálculo es:

EPM = (FePPM)(NA)(0.4) + (FeBPM)(NA)(0.6)


l Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5. m Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado.

306


FePPM es el factor de emisión para gas propano aplicablen = 0.4 lb/103 gal = 4.8x10-2 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)

FeBPM es el factor de emisión para gas butano aplicableo = 0.5 lb/103 gal = 6.0x10-2 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)


considerando que:

NA= 450 m3/año

EPM = (4.8x10-2 kg/m3)(450 m3/año)(0.4) + (6.0x10-2 kg/m3)(450m3/año)(0.6) EPM = 24.8 kg/año




estimación 7 24.4 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 8 22.1 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 9 23.6 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

10 22.8 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 12 24.8 kg FE (AP-42, 1.5)4/ NA NA NA

- Hidrocarburos no quemados HORNOS DE FUNDICIÓN

Con lavadores tipo venturi Usando factor de emisión:

EHCx = (FeHC)(NAx)

donde: EHCx es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en kg

n Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. o Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12.

307


FeHC es el factor de emisión aplicablep = 0.1 kg/Mg de vidrio (AP-42, 11.15)

NAx es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton X = número del horno de fundición (1,2 o 3).

considerando que:

NA1= 102,000 ton/año NA2= 112,000 ton/año NA3= 152,000 ton/año

EHC1= ( 0.1 kg/ton) (102,000 ton/año) = 10,200 kg/año EHC2= ( 0.1 kg/ton) (112,000 ton/año) = 11,200 kg/año EHC3= ( 0.1 kg/ton) (152,000 ton/año) = 15,200 kg/año

HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural


EHCx= (FeHC)(NAx)

donde: EHCx es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg FeHC es el factor de emisión aplicableq





NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

p 1 Mg = 1 ton q Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

308


EHC1= (1.76x10-4 kg/m3) (200,750 m3/año) = 35.3 kg/año EHC2= (1.76x10-4 kg/m3) (182,000 m3/año) = 32 kg/año EHC3 = (1.76x10-4 kg/m3) (194,000 m3/año) = 34.1kg/año EHC4 = (1.76x10-4 kg/m3) (187,500 m3/año) = 33 kg/año

CALDERA

Gas lp 250 cc Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanor, la fórmula general de cálculo es:

EHC = (FePHC)(NA)(0.4) + (FeBHC)(NA)(0.6)

donde: EHC es la emisión anual de hidrocarburos no quemados en lb o kg FePHC es el factor de emisión para gas propano aplicables = 0.5 lb/103 gal = 6.0x10-2 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) FeBHC es el factor de emisión para gas butano

aplicablet = 0.6 lb/103 gal = 7.2x10-2 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)


considerando que:

NA= 450 m3/año

EHC = (6.0x10-2 kg/m3)(450 m3/año)(0.4) + (7.2x10-2 kg/m3)(450 m3/año)(0.6) EHC = 30.2 kg/año

r Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. s Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. t Idem.

309





estimación 3 10,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 80 % CI 4 11,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 82 % CI 5 15,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 85 % CI 7 35.3 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 8 32 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 9 34.1 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

10 33 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 12 30.2 kg FE (AP-42, 1.5)4/ NA NA NA

- Monóxido de carbono

HORNOS DE FUNDICIÓN

Con lavadores tipo venturi

Usando factor de emisión: ECOx = (FeCO)(NAx)

donde: ECOx es la emisión anual de monóxido de carbono en kg

FeCO es el factor de emisión aplicableu = 0.1 kg/Mg de vidrio (AP-42, 11.15)


considerando que:

NA1= 102,000 ton/año NA2= 112,000 ton/año NA3= 152,000 ton/año

ECO1= ( 0.1 kg/ton) (102, 000 ton/año) = 10,200 kg/año ECO2= ( 0.1 kg/ton) (112,000 ton/año) = 11,200 kg/año ECO3 = ( 0.1 kg/ton) (152,000 ton/año) = 15,200 kg/año

u 1 Mg = 1 tonelada

310


CALDERA Gas lp 250 cc

Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanov, la fórmula general de cálculo es:

ECO = (FePCO)(NA)(0.4) + (FeBCO)(NA)(0.6)

donde: ECO es la emisión anual de monóxido de carbono en lb o kg FePCO es el factor de emisión para gas propano aplicablew

= 1.9 lb/103 gal = 0.228 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) FeBCO es el factor de emisión para gas butano aplicablex

= 2.1 lb/103 gal = 0.252 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)


considerando que:

NA= 450 m3/año

ECO = (0.228 kg/m3)(450 m3/año)(0.4) + (0.252 kg/m3)(450 m3/año)(0.6)

ECO = 109 kg/año El llenado de la tabla 2.3.5 de la COA con las emisiones calculadas de monóxido de carbono se presenta a continuación:

Emisión anual Método o equipo de control Punto de emisión Cantidad Unidad Método de estimación Clave Eficiencia


3 10,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 80 CI 4 11,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 82 CI 5 15,200 kg FE (AP-42,11.15)2/ PH1 85 CI

v Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. w Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12 x Idem.

311


12 109 kg FE (AP-42,1.5)4/ NA NA NA


HORNOS DE TEMPLADO Gas natural


ECO2x = (FeCO2)(NAx)

donde: ECO2 x es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg FeCO2 es el factor de emisión aplicabley

= 120,000 lb/106 ft3 = 1.92 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3 X = número del horno de templado (1,2,3 o 4).

considerando que:

NA1= 200,750 m3/año NA2= 182,000 m3/año

NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

ECO2,1= ( 1.92 kg/m3) (200,750 m3/año) = 385,440 kg/año ECO2,2= (1.92 kg /m3) (182,000 m3/año) = 349,440 kg/año ECO2,3 = (1.92 kg/m3) (194,000 m3/año) = 372,480 kg/año ECO2,4= (1.92 kg/m3) (187,500 m3/año) = 360,000 kg/año

CALDERA Gas lp 250 cc

y Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

312


Debido a que el gas lp es una mezcla principalmente de butano y propano, y a las características específicas de éstos, existe un factor de emisión para cada uno. Si se considera que el gas lp posee 60% de butano y 40% de propanoz, la fórmula general de cálculo es:

ECO2 = (FePCO2)(NA)(0.4) + (FeBCO2)(NA)(0.6)

donde: ECO2 es la emisión anual de bióxido de carbono en lb o kg FePCO2 es el factor de emisión para gas propano aplicableaa = 12,500 lb/103 gal = 1,500 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) FeBCO2 es el factor de emisión para gas butano aplicablebb

= 14,300 lb/103 gal = 1,716 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5)


considerando que:

NA= 450 m3/año

ECO2 = (1,500 kg/m3)(450 m3/año)(0.4)

+(1,716 kg/m3)(450 m3/año)(0.6) ECO2 = 733,320 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.6 de la COA con las emisiones calculadas de bióxido de carbono se presenta a continuación:




7 385,440 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 8 349,440 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 9 372,480 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA

10 360,000 kg FE (AP-42, 1.4)3/ NA NA NA 12 733,320 kg FE (AP-42, 1.5)4/ NA NA NA

- Compuestos orgánicos volátiles

z Estas proporciones deben modificarse de acuerdo a la composición específica del gas lp empleado. aa Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12 bb Idem.

313


ACABADO


ECOV = (FeCOV)(NA)

donde: ECOV es la emisión anual de compuestos orgánicos volátiles

en kg FeCOV es el factor de emisión aplicablecc

=4.4 kg/Mg de vidrio (AP-42, 11.15) NA es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton

considerando que:

NA = 366 ton/año

ECOV = (4.4 kg/ton)(366 ton/año) ECOV = 1,610.4 kg/año

El llenado de la tabla 2.3.7 de la COA con las emisiones calculadas de compuestos orgánicos volátiles se presenta a continuación:



estimación 11 1,610.4 kg FE (AP-42,11.15)2/ NA NA NA

NOTA Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.9.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasdd, la medición de contaminantes en las descargas de aguas

cc 1 Mg = 1 tonelada

314


residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga. A continuación se muestra el llenado de la tabla 3.2.2 del formato COA con concentraciones promedio obtenidas de los reportes trimestrales entregados a CNA:


17








Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) [mg/l] 191.6





Cromo hexavalente [mg/l] 0







dd Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

315






Si se tiene información de un solo muestreo y no se han realizado cambios en el proceso, ésta misma información puede volver a reportarse, tal y como se muestra en el ejemplo 3.5 (Producción de llantas y cámaras neumáticas). 3.9.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososee; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras.

ee Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

316



3.9.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Dentro de las sustancias sujetas a reporte, según lo establece el listado de sustancias RETC, se encuentran el arsénico, cadmio, cromo, plomo, mercurio y níquel emitidos al aire por la producción de vidrio en general, siendo el principal punto de generación la etapa de fundición, por consiguiente las emisiones se atribuyen a los hornos de fundición, AUNQUE ES IMPORTANTE REITERAR QUE LOS FACTORES DE EMISIÓN SON PARA LA PRODUCCIÓN DE VIDRIO EN GENERAL Y NO PARA UN EQUIPO ESPECÍFICO, por lo que la capacidad de los hornos o cualquier otra variable no es relevante para el cálculo. Los factores de emisión fueron tomados de los manuales de inventarios de emisiones al aire de la comunidad europea (UNECE,1999)5/

Por su parte, las sustancias emitidas específicamente por el proceso de combustión son metano, benceno, formaldehído, tolueno y zinc. Es conveniente mencionar que en este proceso se emite también plomo, arsénico, cadmio, cromo, mercurio y níquel, pero éstos quedan cuantificados en las estimaciones de la producción de vidrio en general. En el cuadro 3.53 se presenta el equipo que genera las sustancias antes mencionadas y el método a utilizar para su estimación.

3.53 Sustancias RETC emitidas al aire. Punto de generación



3 Horno de fundición 1 Arsénico, cadmio, cromo, plomo, mercurio y níquel

Factor de emisión


Factor de emisión


Factor de emisión

7 Horno de templado 1 Metano, benceno, formaldehído, diclorobenceno (mezcla de isómeros), tolueno y zinc

Factor de emisión


Factor de emisión


Factor de emisión

10 Horno de templado 4 Metano, benceno, formaldehído, diclorobenceno (mezcla de

Factor de emisión

317


isómeros), tolueno y zinc 12 Caldera Metano Factor de emisión

- Arsénico HORNOS DE FUNDICIÓN


EAr-x = (FeAr)(NAx) donde: EAr-x es la emisión anual de arsénico en g o kg FeAr es el factor de emisión aplicableff = 0.12 g/Mg = 1.2x10-4 kg/ton de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE)


considerando que: NA1= 102,000 ton/año

NA2= 112,000 ton/año


EAr-1= (1.2x10-4 kg/ton) (102,000 ton/año) = 12.24 kg/año EAr-2= (1.2x10-4 kg/ton) (112,000 ton/año) = 13.44 kg/año EAr-3 = (1.2x10-4 kg/ton) (152,000 ton/año) = 18.24 kg/año

- Cadmio



ECd-x = (FeCd)(NAx)

donde: ECd-x es la emisión anual de cadmio en g o kg FeCd es el factor de emisión aplicablegg

ff Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton.

318


= 0.15 g/Mg = 1.5x10-4 kg/ton de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE)

NAx es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton

X = número del horno de fundición (1,2 o 3). considerando que:

NA1= 102,000 ton/año NA2= 112,000 ton/año


ECd-1= (1.5x10-4 kg/ton) (102,000 ton/año) = 15.3 kg/año ECd-2= (1.5x10-4 kg/ton) (112,000 ton/año) = 16.8 kg/año ECd-3 = (1.5x10-4 kg/ton) (152,000 ton/año) = 22.8 kg/año

- Cromo HORNOS DE FUNDICIÓN


ECr-x = (FeCr)(NAx)

donde: ECr-x es la emisión anual de cromo en g o kg FeCr es el factor de emisión aplicablehh = 2.4 g/Mg = 2.4x10-3 kg/ton de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE) NAx es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton X = número del horno de fundición (1,2 o 3).

considerando que:


NA3= 152,000 ton/año gg Idem. hh Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton.

319


ECr-1= (2.4x10-3 kg/ton) (102,000 ton/año) = 244.8 kg/año ECr-2= (2.4x10-3 kg/ton) (112,000 ton/año) = 268.8 kg/año ECr-3 = (2.4x10-3 kg/ton) (152,000 ton/año) = 364.8 kg/año

- Plomo



EPb-x = (FePb)(NAx)

donde: EPb-x es la emisión anual de plomo en g o kg FePb es el factor de emisión aplicableii = 12 g/Mg = 0.012 kg/ton

de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE) NAx es el nivel de actividad expresado como producción

anual de vidrio en ton X = número del horno de fundición (1,2 o 3).

considerando que:



EPb-1= (0.012 kg/ton) (102,000 ton/año) = 1,224 kg/año EPb-2= (0.012 kg/ton) (112,000 ton/año) = 1,344 kg/año EPb-3 = (0.012 kg/ton) (152,000 ton/año) = 1,824 kg/año

- Mercurio



EHg-x = (FeHg)(NAx) ii Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton.

320


donde: EHg-x es la emisión anual de mercurio en g o kg

FeHg es el factor de emisión aplicablejj = 0.05 g/Mg

= 5.0x10-5 kg/ton de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE)

NAx es el nivel de actividad expresado como producción anual de vidrio en ton X = número del horno de fundición (1,2 o 3)

considerando que:



EHg-1= (5.0x10-5 kg/ton) (102,000 ton/año) = 5.1 kg/año EHg-2= (5.0x10-5 kg/ton) (112,000 ton/año) = 5.6 kg/año EHg-3 = (5.0x10-5 kg/ton) (152,000 ton/año) = 7.6 kg/año

- Níquel



ENi-x = (FeNi)(NAx)

donde: ENi-x es la emisión anual de níquel en g o kg FeNi es el factor de emisión aplicablekk

= 1.9 g/Mg = 1.9x10-3 kg/ton

de vidrio (SNAP CODE 040613, UNECE) NAx es el nivel de actividad expresado como producción

jj Idem. kk Para convertir de g a kg dividir entre 1000; 1 Mg = 1 ton.

321


anual de vidrio en ton X = número del horno de fundición (1,2 o 3)

considerando que:



ENi-1= (1.9x10-3 kg/ton) (102,000 ton/año) = 193.8 kg/año ENi-2= (1.9x10-3 kg/ton) (112,000 ton/año) = 212.8 kg/año ENi-3 = (1.9x10-3 kg/ton) (152,000 ton/año) = 288.8 kg/año

- Metano HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural


ECH4-x = (FeCH4)(NAx)

donde: ECH4-x es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablell





NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

ECH4,1= (3.68x10-5 kg/m3) (200,750 m3/año) = 7.4 kg/año

ll Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

322


ECH4,2= (3.68x10-5 kg/m3) (182,000 m3/año) = 6.7 kg/año ECH4,3 = (3.68x10-5 kg/m3) (194,000 m3/año) = 7.1 kg/año ECH4,4 = (3.68x10-5 kg/m3) (187,500 m3/año) = 6.9 kg/año

CALDERA

Gas lp 250 cc


ECH4= (FeCH4)(NA)

donde: ECH4 es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablemm

=0.2 lb/103 gal = 2.4x10-2 kg/m3 de gas lp (AP-42, 1.5) NA es el nivel de actividad expresado como consumo

anual de combustible en gal o m3

considerando que:

NA= 450 m3/año EtCH4 = (2.4x10-2 kg/m3)(450 m3/año)

Et CH4 = 10.8 kg/año

- Benceno HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural


EBenceno-x = (FeBenceno)(NAx)

donde: EBenceno-x es la emisión anual de benceno en lb o kg FeBenceno es el factor de emisión aplicablenn


mm El mismo factor aplica para butano y propano. Para convertir de lb/103gal a kg/m3 multiplicar por 0.12. nn Para convertir de lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

323





NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

EBenceno1= (3.36x10-8 kg/m3) (200,750 m3/año) = 6.7x10-3 kg/año EBenceno2= (3.36x10-8 kg/m3) (182,000 m3/año) = 6.1x10-3 kg/año EBenceno3 = (3.36x10-8 kg/m3) (194,000 m3/año) = 6.5x10-3 kg/año EBenceno4 = (3.36x10-8 kg/m3) (187,500 m3/año) = 6.3x10-3 kg/año

- Formaldehído

HORNO DE TEMPLADO

Gas natural

Usando factores de emisión:

EFormaldehído-x = (FeFormaldehído)(NAx) donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicableoo = 7.5x10-2 lb/106 ft3

= 1.2x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3

X = número del horno de templado (1,2,3 o 4). considerando que:

NA1= 200,750 m3/año NA2= 182,000 m3/año

NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

oo Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

324


EFormaldehído-1= (1.2x10-6 kg/m3) (200,750 m3/año) = 0.24 kg/año E Formaldehído-2= (1.2x10-6 kg/m3) (182,000 m3/año) = 0.22 kg/año E Formaldehído-3= (1.2x10-6 kg/m3) (194,000 m3/año) = 0.23 kg/año E Formaldehído-4= (1.2x10-6 kg/m3) (187,500 m3/año) = 0.23 kg/año

- Diclorobenceno

HORNO DE TEMPLADO Gas natural


EDiclorobenceno-x = (FeDiclorobenceno)(NAx)

donde: EDiclorobenceno-x es la emisión anual de diclorobenceno en lb o kg FeDiclorobenceno es el factor de emisión aplicablepp

= 1.2x10-3 lb/106 ft3 = 1.92x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3



NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

EDiclorobenceno-1= (1.92x10-8 kg/m3) (200,750 m3/año) = 3.85x10-3 kg/año EDiclorobenceno-2= (1.92x10-8 kg/m3) (182,000 m3/año) = 3.49x10-3 kg/año EDiclorobenceno-3= (1.92x10-8 kg/m3) (194,000 m3/año) = 3.72x10-3 kg/año EDiclorobenceno-4= (1.92x10-8 kg/m3) (187,500 m3/año) = 3.6x10-3 kg/año

- Tolueno

pp Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

325


HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural

Usando factor de emisión: ETolueno-x = (FeTolueno)(NAx)

donde: ETolueno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg FeTolueno-x es el factor de emisión aplicableqq





NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

ETolueno-1= (5.44x10-8 kg/m3) (200,750 m3/año) = 0.011 kg/año ETolueno-2= (5.44x10-8 kg/m3) (182,000 m3/año) = = 0.01 kg/año ETolueno-3= (5.44x10-8 kg/m3) (194,000 m3/año) = 0.011 kg/año ETolueno-4= (5.44x10-8 kg/m3) (187,500 m3/año) = 0.01 kg/año

- Zinc

HORNOS DE TEMPLADO

Gas natural


EZn-x = (FeZn)(NAx)

donde: EZn-x es la emisión anual de zinc en lb o kg FeZnx es el factor de emisión aplicablerr

qq Idem.

326


= 2.9x10-2 lb/106 ft3 = 4.64x10-7 kg/m3 de gas natural (AP-42, 1.4) NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de combustible en ft3 o m3



NA3= 194,000 m3/año NA4= 187,500 m3/año

EZn-1= (4.64x10-7 kg/m3) (200,750 m3/año) = 0.09 kg/año EZn-2= (4.64x10-7 kg/m3) (182,000 m3/año) = 0.08 kg/año EZn-3= (4.64x10-7 kg/m3) (194,000 m3/año) = 0.09 kg/año EZn-4= (4.64x10-7 kg/m3) (187,500 m3/año) = 0.09 kg/año





7 7.4 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 6.7 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

9 7.1 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

10 6.9 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Metano 74-82-8

12 10.8 Kg FE (AP-42,1.5)4/

7 6.7x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 6.1x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

9 6.5x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/Benceno 71-432-2

10 6.3x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

7 0.24 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 0.22 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

9 0.23 Kg FE (AP-42, 1.4)3/Formaldehído 50-00-0

10 0.23 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

7 3.8510-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 3.49x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/


25321-22-6

9 3.72x10-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

rr Para convertir de lb/106ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x10-5.

327


10 3.610-3 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

3 12.24 Kg FE (SNAP CODE 040613, UNECE)5/


Arsénico CCM01


Cadmio CCM04 3 15.3 Kg FE (SNAP CODE 040613, UNECE)5/

(continuación) Identificación de sustancias listadas Emisión anual




Cadmio

CCM04 5 22.8 Kg FE (SNAP CODE 040613, UNECE)5/



Cromo CCM07


3 1,224 Kg FE (SNAP CODE 040613, UNECE)5/


Plomo CCM11




Mercurio CCM08




Níquel CCM09


7 0.011 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 0.01 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

Tolueno 108-88-3

9 0.011 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

328


10 0.01 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

7 0.09 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

8 0.08 Kg FE (AP-42, 1.4)3/

9 0.09 Kg FE (AP-42, 1.4)3/Zinc CCM14

10 0.09 Kg FE (AP-42, 1.4)3/



Ex = (Cx) (Va)



• Cadmio ECd = (0.023 mg/l) (1'120,000 l/año) = 25,760 mg/año = 25.76 g/año • Cobre ECu= (0.06 mg/l) (1'120,000 l/año) = 67,200 mg/año = 67.2 g/año • Níquel ENi= (0.4 mg/l) (1'120,000 l/año) = 448,000 mg/año = 448.0 g/año • Plomo EPb= (0.2 mg/l) (1'120,000 l/año) = 224,000 mg/año = 224.0 g/año • Zinc EZn= (0.09 mg/l) (1'120,000 l/año) = 100,800 mg/año = 100.8 g/año

Las emisiones a cuerpos de agua de sustancias RETC se presentan en la tabla siguiente bajo el mismo formato de la tabla 5.2.2 de la COA.




329







REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. 2/ USEPA. (1995). Glass Magnufacturing, Sección 11.15. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 3/ USEPA. (1998). Natural Gas Combustion, Sección 1.4. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42, Suplemento D. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html 4/ USEPA. (1996). LPG Combustion, Sección 1.5. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

330


5/ United Nations Economic Commission for Europe, 1999. Atmospheric Emission Inventory Guidebook. Core Inventory Air Emissions. Oficina de información: Palais des Nations, Suiza.

331

3.10 GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

ESTIMACIÓN DE EMISIONES EN LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA


La mayor parte de la energía eléctrica generada en el país proviene de termoeléctricas. A continuación se describe el proceso de generación mediante una termoeléctrica de ciclo combinado, denominada de esta forma porque opera en dos ciclos termodinámicos, el primero nombrado ciclo BRAYTON y el segundo llamado RANKINE. NOTA En el ejemplo de estimación de emisiones para una refinería de petróleo (ejemplo 2) se incluye una planta generadora de energía eléctrica, cuyas emisiones son cuantificadas. La planta generadora corresponde a una termoeléctrica a vapor que quema combustóleo para proporcionar energía eléctrica a las instalaciones de la refinería. Por lo anterior, se recomienda consultar dicho ejemplo si se cuenta con una central de este tipo. Adicionalmente, en el anexo 3 se presentan los factores de emisión para calderas que queman carbón, esto para el caso de las carboeléctricas. Generación de energía eléctrica La termoeléctrica de ciclo combinado que se describe consta de un paquete de generación, que incluye dos turbinas a gas, las cuales poseen un recuperador de calor en el escape que sirve para generar vapor de alta presión, que posteriormente pasa a una turbina de vapor. Ambos tipos de turbinas (de vapor y a gas) tienen acoplado un generador de electricidad. Cabe aclarar que una termoeléctrica de ciclo combinado no consta precisamente de un paquete de generación, sino que puede constar de tantos como sean proyectados. Sistema de enfriamiento Los gases que salen de la turbina de vapor son condensados y el agua se recircula conformándose un ciclo cerrado.

331


Planta de acondicionamiento de agua Debido a que se requiere agua de alta pureza para la producción de vapor de alta presión es necesario acondicionar el agua, que en la planta tomada como ejemplo, se extrae de pozo. El agua se desmineraliza mediante una planta de tratamiento a base de resinas de intercambio iónico. Una vez que las resinas se saturan es necesario regenerarlas (lavarlas) con soluciones acuosas de ácido sulfúrico y/o sosa cáustica. Las aguas residuales de la regeneración se neutralizan y se envían al drenaje general.

332

GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA

3.10.2 CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA De acuerdo con el diagrama de proceso (fig. 3.13) los equipos que generan contaminantes atmosféricos se presentan en el cuadro 3.54.



1 Turbina de gas 1 Partículas y gases de combustión 3 Turbina de gas 2 Partículas y gases de combustión

Considerando las actividades realizadas en la generación de energía eléctrica la norma que se aplica es la NOM-085-ECOL-1994a específica para a Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del aire, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/cont_at/industria/index.html

333



procesos de combustión, la cual demanda una medición directa de contaminantes específicos; en el cuadro 3.55 se presentan los equipos y contaminantes normados.


generación Nombre del

equipo o actividad Capacidad del

equipo Combustible

usado Norma Contaminante

1 Turbina de gas 1 225 MW/h Gas natural NOM-085-ECOL-1994 NOx

3 Turbina de gas 2 350 MW/h Gas natural NOM-085-ECOL-1994 NOx

Debido a que sólo se deben medir los contaminantes mencionados anteriormente, los demás pueden ser estimados por otros métodos, en este caso se estimarán los señalados en el cuadro 3.56.



actividad Contaminante Método de estimación

1 Turbina de gas 1 SO2,CO, CO2, HC y partículas

Factor de emisión

3 Turbina de gas 2 SO2,CO, CO2, HC y partículas

Factor de emisión


− Bióxido de azufre TURBINAS DE GAS


ESO2-x= (FeSO2)(NAx) donde: ESO2 es la emisión anual de bióxido de azufre en lb o kg

FeSO2 es el factor de emisión aplicableb b Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

334


= 3.4x10-3 lb/106 BTU = 5.549x10-5 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en BTU o m3

x es el número de turbina.

considerando que: NA1 = 198'358,981 m3/año NA2 = 236'246,145 m3/año

ESO2-1= (5.549x10-5 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 11,006.94 kg/año ESO2-2 = (5.549x10-5 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 13,109.3 kg/año





1 11,006.94 kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

3 13,109.3 kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

− Partículas

TURBINAS DE GAS


EPM-x = (FePM)(NAx) donde:EPM-x es la emisión anual de partículas en lb o kg

FePM es el factor de emisiónc = 6.6x10-3 lb/106 BTU = 1.08x10-4 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

c Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

335


NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en BTU o m3.



EPM-1= (1.08x10-4 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 21,422.77 kg/año EPM-2= (1.08x10-4 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 25,514.58 kg/año





1 21,422.77 kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

3 25,514.58 kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA


TURBINAS DE GAS

Gas natural


EHC -x= (FeHC)(NAx) donde:EHC-x es la emisión anual de hidrocarburos no

quemados en lb o kg FeHC es el factor de emisión aplicabled = 0.011 lb/106 BTU = 1.8x10-4 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en ft3 o m3

d Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

336




EHC-1= (1.8x10-4 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 35,704.6 kg/año EHC-2 = (1.8x10-4 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 42,524.3 kg/año





1 35,704.6 Kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

3 42,524.3 Kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA


TURBINAS DE GAS


ECO-x= (FeCO)(NAx) donde:ECO-x es la emisión anual de monóxido de carbono en

lb o kg FeCO es el factor de emisión aplicablee = 8.2x10-2 lb/106 BTU = 1.34x10-3 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en BTU o m3.


e Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

337



ECO-1=(1.34x10-3 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 265,451.92 kg/año ECO-2=(1.34x10-3 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 316,154.04 kg/año





1 265,451.92 Kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

3 316,154.04 Kg FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA


TURBINAS DE GAS


ECO2 -x= (FeCO2)(NAx)

donde: ECO2-x es la emisión anual de bióxido de carbono en lb

o kg Fe CO2 es el factor de emisión aplicablef = 110 lb/106 BTU = 1.8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)


x es el número de turbina

considerando que:

f Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

338


NA1 = 198'358,981 m3/año NA2 = 236'246,145 m3/año

ECO2-1= (1.8 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 356'094,043 kg/año ECO2-2 = (1.8 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 424'109,080 kg/año





1 356,094 Ton FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

3 424,109 Ton FE (AP-42, 3.1)2/ NA NA NA

Es preciso que las emisiones estimadas de SO2, CO y CO2 en esta sección se reporten de nueva cuenta en la tabla 5.2.1 del formato de la COA, que corresponde a las emisiones al aire de sustancias RETC. 3.10.3 DESCARGA DE AGUAS RESIDUALES De acuerdo a la normatividad vigente en materia de agua, aplicable a fuentes fijasg, la medición de contaminantes en las descargas de aguas residuales, señalados en la tabla 3.2.2 del formato de la COA, debe realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, por lo que el llenado de la Sección III de este formato debe basarse en los datos presentados durante el año de reporte a las autoridades correspondientes, en el caso de CNA, se puede obtener un valor estimado a partir de las declaraciones trimestrales por derecho de descarga.


g Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de contaminación del agua, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/agua/index.html

339




11








Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)

[mg/l]

191.6







Mercurio total [mg/l] 0.05







Es importante mencionar que algunos parámetros de descarga que se reportan en esta sección, están incluidos en la lista de sustancias del RETC, por lo que deberán de reportarse nuevamente en la sección V de la COA, con la diferencia de reportar emisiones y no concentraciones. NOTA Si el establecimiento industrial se encuentra EXENTO de la caracterización de las descargas de aguas residuales se pueden estimar sus concentraciones mediante el uso de datos históricos de muestreo en fuente. Si se tienen tres

340


o más datos de muestreo para cada contaminante, realizados en un año diferente al que se reporta, es factible hacer una extrapolación al año de reporte utilizando la ecuación de la recta, esto si los datos tienen un comportamiento lineal, como muestra de este cálculo se presentan las estimaciones realizadas en el ejemplo 3.4 correspondiente a la producción de acero y elaboración de piezas fundidas.


3.10.4 GENERACIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Al igual que para la sección de descarga de aguas residuales, la cuantificación de los residuos peligrosos generados en los establecimientos industriales debe de realizarse por MEDICIÓN DIRECTA, tal y como lo dicta el marco normativo actual en materia de residuos peligrososh; por lo tanto, sus emisiones no deben ser estimadas. Únicamente, en el ejemplo 3.1.1 de este capítulo se muestra como debe ser llenada la sección IV del formato de la COA a partir de la información contenida en las bitácoras. 3.10.5 EMISIÓN DE SUSTANCIAS RETC Emisiones al aire de sustancias RETC Las sustancias RETC que se emiten al aire en este proceso se presentan en el cuadro 3.57.

h Las Normas Oficiales Mexicanas para fuentes industriales en materia de residuos peligrosos, se pueden consultar en la siguiente dirección electrónica: http://www.ine.gob.mx/dgra/normas/res_pel/index.html

341



3.57 Sustancias RETC emitidas al aire .Punto de

generación


Sustancias RETC Método de estimación

1 Turbina de gas Metano, acetaldehído, acroleína,

benceno, etilbenceno, formaldehído, naftaleno, tolueno y xileno

Factor de emisión

3 Turbina de gas Metano, acetaldehído, benceno,

etilbenceno, formaldehído, naftaleno, tolueno y xileno

Factor de emisión

− Metano

TURBINAS

Gas natural

ECH4-X= (FeCH4)(NAX)

donde: ECH4-x es la emisión anual de metano en lb o kg FeCH4 es el factor de emisión aplicablei = 8.6x10-3 lb/106 BTU = 1.4x10-4 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)




ECH4-1= (1.4x10-4 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 27,840.08 kg/año ECH4-2 = (1.4x10-4 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 33,157.62 kg/año

− Acetaldehído TURBINAS

Gas natural

i Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

342


EAcetaldehído-X= (FeAcetaldehído)(NAX)

donde: EAcetaldehído-xes la emisión anual de acetaldehído en lb o kg

FeAcetaldehído es el factor de emisión aplicablej = 4.0x10-5 lb/106 BTU

= 6.53x10-7 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)




EAcetaldehído-1= (6.53x10-7 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 129.49 kg/año EAcetaldehído-2 = (6.53x10-7 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 154.22 kg/año

− Acroleína

TURBINAS Gas natural

EAcroleína-X= (FeAcroleína)(NAX)

donde: EAcroleína-x es la emisión anual de acroleína en lb o kg

FeAcroleína es el factor de emisión aplicablek = 6.4x10-6 lb/106 BTU





j Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5. k Idem.

343


EAcroleína-1= (1.04x10-7 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 20.72 kg/año EAcroleína-2 = (1.04x10-7 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 24.68 kg/año

− Benceno

TURBINAS

Gas natural

EBenceno-X= (FeBenceno)(NAX) donde: EBenceno-x es la emisión anual de benceno en lb o kg

FeBenceno es el factor de emisión aplicablel = 1.2x10-5 lb/106 BTU


NAc es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en BTU o m3



EBenceno-1 = (1.96x10-7 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 38.85 kg/año EBenceno-2 = (1.96x10-7 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 46.27 kg/año

− Etilbenceno TURBINAS

Gas natural

EEtilbenceno-X= (FeEtilbenceno)(NAX) donde: EEtilbenceno-x es la emisión anual de etilbenceno en lb o kg

FeEtilbenceno es el factor de emisión aplicablem l Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5. m Idem.

344


= 3.2x10-5 lb/106 BTU = 5.22x10-7 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

de gas natural en BTU o m3



EEtilbenceno-1 = (5.22x10-7 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 103.59 kg/año EEtilbenceno-2 = (5.22x10-7 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 123.38 kg/año

− Formaldehído TURBINAS

Gas natural

EFormaldehído-X= (FeFormaldehído)(NAX) donde: EFormaldehído-x es la emisión anual de formaldehído en lb o kg

FeFormaldehído es el factor de emisión aplicablen = 7.1x10-4 lb/106 BTU = 1.16x10-5 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NA es el nivel de actividad expresado como consumo anual de gas natural en BTU o m3



EFormaldehído-1 = (1.16x10-5 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 2,298.43 kg/año EFormaldehído-2 = (1.16x10-5 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 2,737.43 kg/año

n Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

345


− Naftaleno TURBINAS

Gas natural

ENaftaleno-X= (FeNaftaleno)(NAX) donde: ENaftaleno-x es la emisión anual de naftaleno en lb o kg

FeNaftaleno es el factor de emisión aplicableo = 1.3x10-6 lb/106 BTU = 2.12x10-8 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)




ENaftaleno-1 = (2.12x10-8 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 4.21 kg/año ENaftaleno-2 = (2.12x10-8 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 5.01 kg/año

− Tolueno TURBINAS

Gas natural

ETolueno-X= (FeTolueno)(NAX) donde: ETolueno-x es la emisión anual de tolueno en lb o kg

FeTolueno es el factor de emisión aplicablep = 1.3x10-4 lb/106 BTU = 2.12x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)

NAx es el nivel de actividad expresado como consumo anual

o Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5. p Idem.

346


de gas natural en BTU o m3

x es el número de turbina considerando que:

NA1 = 198'358,981 m3/año NA2 = 236'246,145 m3/año

ETolueno-1 = (2.12x10-6 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 420.84 kg/año ETolueno-2 = (2.12x10-6 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 501.22 kg/año

− Xileno

TURBINAS

Gas natural

EXileno-X= (FeXileno)(NAX) donde: EXileno-x es la emisión anual de xileno en lb o kg

FeXileno es el factor de emisión aplicableq = 6.4x10-5 lb/106 BTU = 1.04x10-6 kg/m3 de gas natural (AP-42, 3.1)




EXileno-1 = (1.04x10-6 kg/m3)(198'358,981 m3/año) = 207.18 kg/año EXileno-2 = (1.04x10-6 kg/m3)( 236'246,145 m3/año) = 246.75 kg/año

Llenando la tabla 5.2.1 para emisiones al aire de sustancias RETC de la COA tenemos:

q Para convertir de lb/106 BTU a lb/106 ft3 multiplicar por 1020. Para 2,298.43a convertir lb/106 ft3 a kg/m3 multiplicar por 1.6x 10-5.

347


Identificación de sustancias RETC Emisión anual



1 27,840.08 kg FE (AP-42, 3.1)2/Metano

74-82-8

3 33,157.62 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 129.49 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Acetaldehído 75-07-0 3 154.22 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 20.72 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Acroleína 107-02-8

3 24.68 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 38.85 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Benceno 71-43-2 3 46.27 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 103.59 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Etilbenceno 100-41-4 3 123.38 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 2,298.43 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Formaldehído 50-00-0 3 2,737.43 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 4.21 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Naftaleno 91-20-3 3 5.01 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 420.84 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Tolueno 108-88-3 3 501.22 kg FE (AP-42, 3.1)2/

1 207.18 kg FE (AP-42, 3.1)2/

Xileno 1330-20-7 3 246.75 kg FE (AP-42, 3.1)2/



Ex = (Cx) (Va)

348




• Arsénico

EAr = (0.07 mg/l) (3'780,000 l/año) = 264,600 mg/año = 264.6 g/año • Cadmio

ECd = (0.03 mg/l) (3'780,000 l/año) = 113,400 mg/año = 113.4 g/año • Cianuro

ECianuro = (0.02 mg/l) (3'780,000 l/año) = 75,600 mg/año = 75.6 g/año

• Cobre ECu= (0.16 mg/l) (3'780,000 l/año) = 604,800 mg/año = 604.8 g/año

• Cromo ECr= (0.03 mg/l) (3'780,000 l/año) = 113,400 mg/año = 113.4 g/año

• Mercurio EHg= (0.05 mg/l) (3'780,000 l/año) = 189,000 mg/año = 189 g/año

• Níquel ENi= (0.2 mg/l) (3'780,000 l/año) = 756,000 mg/año = 756 g/año

• Plomo EPb= (0.23 mg/l) (3'780,000 l/año) = 869,400 mg/año = 869.4 g/año

• Zinc EZn= (1.81 mg/l) (3'780,000 l/año) = 6'841,800 mg/año = 6,841.8 g/año








349


(continuación) IDENTIFICACIÓN DE






Mercurio CCM08 11 189 g MD

Níquel CCM09 11 756 g MD


Zinc CCM14 11 6,841.8 g MD






Mercurio CCM08 11 189 g MD

REFERENCIAS 1/ SEMARNAT (2001). Base de datos del programa de captura de la Cédula de Operación Anual (COA). Subsecretaria de Gestión para la Protección Ambiental/Secretaria del Medio Ambiente y Recursos Naturales. México. 2/ USEPA (2000). Stationary Gas Turbines for Electricity Generation, Sección 3.1. En: Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volumen 1: Stationary Point and Area Sources, 5a edición, AP-42. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, North Carolina. E.U. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html

350

ANEXO I

Conversión de unidades de concentración a unidades de emisión

Para convertir las concentraciones de contaminantes obtenidas de mediciones directas a emisiones, la fórmula de conversión es: Ex = (Cx)(Qy)(Ty) (1)

donde:

Ex = Emisión del contaminante x (masa/tiempo) Cx = Concentración del contaminante x (masa/volumen) Qy = Flujo volumétrico del equipo y (volumen/tiempo) Ty = Tiempo de operación del equipo y

por ejemplo, para convertir la concentración de SO2 en valores de emisión considerando que:

Cx = 107 mg/m3 = 1.07 x 10-4 kg/m3 Qy = 112 m3/min = 6,720 m3/h Ty = 780 h/año tenemos que:

Ex = (1.07 x 10-4 kg/m3)( 6,720 m3/h)( 780 h/año)

Ex = 560.9 kg/año

Ahora bien, en el caso de que las unidades de concentración se encuentren en ppm, la fórmula de conversión a unidades de μg/m3 es:

375


)(40.98))(PM(ppmmμg

xxx

3 = ( 2)

donde:

x3m

μg= concentración del contaminante x en μg/m3

ppmx = concentración del contaminante x en partes por millón PM = Peso molecular del contaminante x 40.98 = Factor de conversión por ejemplo, para convertir 0.14ppm de SO2 a μg/m3 considerando que:

PMSO2 = 64gmol

tenemos que:

(40.98)(0.14)(64)mμg

x3 =

= 367.2 μg/m3

posteriormente se utiliza la ecuación 1 para obtener la emisión. NOTA. La conversión de μg/m3 a ppm a partir de la ecuación 2 no puede realizarse, debido a que las concentraciones en μg/m3 son dependientes de la presión y temperatura, mientras que las concentraciones en ppm son independientes de estos dos variables.

376

ANEXO II

Bitácora de un almacén de residuos peligrosos


ALMACÉN DE RESIDUOS PELIGROSOS

BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSENERO (2000)


BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSFEBRERO (2000)

379

ANEXO II

380


BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSMARZO (2000)


“No hubo entrada de RP” “No hubo salida de RP”

381

ANEXO II

382



BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSSEPTIEMBRE (2000)

383

ANEXO II


BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSNOVIEMBRE (2000)


BITACORA DE RESIDUOS PELIGROSOSDICIEMBRE (2000)

384

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