tipo de calculos para calcular las emisiones

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MANUAL DE INVENTARIO DE FUENTES PUNTUALES Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Consultor: K2 Ingeniería Ltda.

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  • MANUAL DE INVENTARIO DE FUENTES PUNTUALES

    Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Consultor: K2 Ingeniera Ltda.

  • LIBERTAD Y ORDEN

    MINISTERIO DE AMBIENTE,

    VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL Repblica de Colombia

    LVARO URIBE VLEZ

    Presidente de la Repblica

    JUAN LOZANO Ministro de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

    Territorial

    CLAUDIA MORA Viceministra de Ambiente

    CESAR BUITRAGO

    Director de Desarrollo Sectorial Sostenible

    HELVER REYES Interventor Contrato FONADE 2070389

    CONSULTOR

    K-2 INGENIERIA

    EQUIPO TECNICO

    Manuel I. Amaya (Gerente)

    Carlos Echeverry

    (Director del Proyecto)

    Amilcar Rizzo (Asesor)

    Francisco Andrs Leal Isabel Cristina Rey

    Johanna Marcela Bastos (Ing. Consultores)

    Anderson Carrillo Montero Darinel Gnzalez Valle

    (Ing. Auxiliares)

    DISEO Y DIAGRAMACIN K2 INGENIERIA.

    IMPRESIN

    ISBN

    DISTRIBUCIN GRATUITA

    Todos los derechos reservados. Apartes de los textos pueden reproducirse

    citando la fuente.

    Su reproduccin total debe ser autorizada por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo

    Territorial

    Calle 37 No. 8-40 Bogot D.C., Colombia www.minambiente.gov.co

    DOCUMENTO DESARROLLADO EN EL MARCO DEL CONTRATO FONADE 2070389

    Prstamo BIRFNo.7335-con el Banco

    Internacional de Reconstruccin y Fomento para financiar la implementacin del Programa

    de Inversin Para el Desarrollo Sostenible IDS

  • TABLA DE CONTENIDO 1 DEFINICIN .................................................................................................................................................................... 11 2 NIVEL DE DETALLE ..................................................................................................................................................... 12

    3 METODOLOGAS BSICAS DE ESTIMACIN DE EMISIONES ......................................................................... 14 3.1 MUESTREO EN LA FUENTE ................................................................................................................................. 14 3.2 FACTORES DE EMISIN ....................................................................................................................................... 17

    3.2.1 Clculo de emisiones por combustin................................................................................................................... 19 3.2.2 Clculo de emisiones por proceso ........................................................................................................................ 20

    3.3 BALANCES DE MASA............................................................................................................................................ 21 3.4 MODELOS DE EMISIN ........................................................................................................................................ 27

    4 METODOLOGAS DE CLCULO POR ACTIVIDAD ECONOMICA.................................................................... 32 4.1 CLCULO DE EMISIONES PARA LA INDUSTRIA LADRILLERA................................................................... 33 4.2 CLCULO DE EMISIONES PARA LA CADENA PRODUCTIVA DEL VIDRIO................................................ 36

    4.2.1 Produccin De Vidrio ........................................................................................................................................... 36 4.2.2 Produccin De Fibra De Vidrio ........................................................................................................................... 39

    4.3 CLCULO DE EMISIONES PARA EMPRESAS DE GENERACIN ELECTRICA ............................................ 40 4.3.1 Clculo de emisiones en turbinas a gas................................................................................................................ 41

    4.4 CLCULO DE EMISIONES EN LA EXPLORACIN, PERFORACIN Y EXPLOTACIN DE HIDROCARBUROS ............................................................................................................................................................... 43 4.5 CLCULO DE EMISIONES PARA PRODUCCION DE PANELA........................................................................ 43

    4.5.1 Proceso de Beneficio............................................................................................................................................. 43 4.5.2 Variables asignadas.............................................................................................................................................. 44

    4.6 CLCULO DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIN DE CAL ......................................................................... 46 4.7 CLCULO DE EMISIONES PARA PRODUCCIN DE MEZCLA ASFALTICA ................................................ 48 4.8 CLCULO DE EMISIONES PARA CALDERAS ................................................................................................... 50

    4.8.1 Carbn Bituminoso ............................................................................................................................................... 50 4.8.2 Crudo de Castilla o Fuel Oil No. 6....................................................................................................................... 51 4.8.3 ACPM, Diesel, Fuel Oil y Kerosene ..................................................................................................................... 52 4.8.4 Gas Natural........................................................................................................................................................... 52 4.8.5 Madera.................................................................................................................................................................. 52

    4.9 CLCULO DE EMISIONES PARA PRODUCCIN DE COQUE.......................................................................... 53 4.9.1 Emisiones .............................................................................................................................................................. 54

    4.10 CLCULO DE EMISIONES PARA INCINERACIN DE RESIDUOS ................................................................. 56 4.11 CLCULO DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIN DE CEMENTO .............................................................. 57 4.12 CLCULO DE EMISIONES PARA LA PRODUCCIN DE CONCRETO............................................................ 59 4.13 CLCULO DE EMISIONES PARA LA FUNDICIN DE METALES................................................................... 61

    4.13.1 Clculos De Emisiones Para Fundicin De Hierro Gris................................................................................. 61 4.13.2 Clculos De Emisiones Para Fundicin Secundaria De Cobre Y Aleaciones ................................................. 64 4.13.3 Fundicin De Acero ......................................................................................................................................... 67 4.13.4 Fundicin De Plomo ........................................................................................................................................ 68 4.13.5 Fundicin De Aluminio .................................................................................................................................... 69 4.13.6 Fundicin de Zinc ............................................................................................................................................ 70

    4.14 CLCULO DE EMISIONES PARA EL TOSTADO DE CAF Y CACAO ............................................................ 71 4.15 CLCULO DE EMISIONES EN REFINERIAS DE PETRLEO ........................................................................... 73 4.16 CLCULO DE EMISIONES EN LA PRODUCCIN DE CIDO NTRICO ......................................................... 75

  • 4.16.1 Proceso de cido Dbil.................................................................................................................................... 76 4.16.2 Procesos de cido Concentrado ...................................................................................................................... 76 4.16.3 Proceso Directo ............................................................................................................................................... 76 4.16.4 Proceso Indirecto ............................................................................................................................................. 77

    4.17 CLCULO DE EMISIONES EN LA PRODUCCIN DE CIDO SULFRICO ................................................... 79 4.18 CLCULO DE EMISIONES EN LA PRODUCCIN DE FERTILIZANTES......................................................... 79

    4.18.1 Produccin de Sulfato de Amonio.................................................................................................................... 79 4.18.2 Produccin De Roca Fosfrica........................................................................................................................ 81

    5 FACTORES DE EMISIN NACIONALES .................................................................................................................. 83 5.1 SECTOR PULPA, PAPEL Y CARTN.................................................................................................................... 84 5.2 SECTOR FABRICACIN DE AZCAR................................................................................................................. 85 5.3 SECTOR SIDERRGICO ........................................................................................................................................ 86 5.4 SECTOR CEMENTOS.............................................................................................................................................. 87 5.5 SECTOR LADRILLERAS Y PRODUCTOS DE ARCILLA EN GENERAL .......................................................... 88 5.6 SECTOR CUEROS ................................................................................................................................................... 89

    6 CONSIDERACIONES TCNICAS PARA EL INVENTARIO DE DIOXINAS Y FURANOS ............................... 90 6.1 GENERALIDADES.................................................................................................................................................. 90 6.2 FUENTES DE EMISION DE DIOXINAS Y FURANOS HACIA LA ATMSFERA............................................. 91 6.3 CONSIDERACIONES TCNICAS PARA LA ESTIMACIN DEL INVENTARIO ............................................. 91

    6.3.1 Objeto y Criterios de Estimacin.......................................................................................................................... 91 6.3.2 Categoras de Fuente de Emisin para Dioxinas y Furanos ................................................................................ 92 6.3.3 PRESENTACIN DEL DOCUMENTO INVENTARIO DE EMISIONES DE DIOXINAS Y FURANOS ............. 94

    6.4 FACTORES DE EMISIN POR DEFECTO ............................................................................................................ 94 7 CONSIDERACIONES QUE AFECTAN LAS EMISIONES........................................................................................ 95

    7.1 FACTORES DE DISEO Y DE PROCESO............................................................................................................. 95 7.2 PROCESOS QUE POR LO GENERAL SE OMITEN .............................................................................................. 96

    8 EQUIPOS DE CONTROL DE CONTAMINACIN DEL AIRE................................................................................ 98 8.1 CICLONES................................................................................................................................................................ 98 8.2 FILTROS................................................................................................................................................................... 99 8.3 INCINERACIN .................................................................................................................................................... 100 8.4 ABSORCIN .......................................................................................................................................................... 101 8.5 CONDENSACIN.................................................................................................................................................. 102 8.6 PRECIPITADOR ELECTROSTTICO ................................................................................................................. 102 8.7 ADSORCIN.......................................................................................................................................................... 103 8.8 REDUCCIN SELECTIVA ................................................................................................................................... 103

    8.8.1 Reduccin Selectiva Cataltica ........................................................................................................................... 103 8.8.2 Reduccin Selectiva No Cataltica...................................................................................................................... 104

    8.9 LAVADOR.............................................................................................................................................................. 105

    9 PROCEDIMIENTO DE CODIFICACIN DE DATOS............................................................................................. 106 10 BIBLIOGRAFA............................................................................................................................................................. 107 ANEXO FP-1. INDICADORES DE DESEMPEO AMBIENTAL RELACIONADOS CON EMISIONES ATMOSFRICAS CLASIFICADOS POR TECNOLOGA ............................................................................................... 111 ANEXO FP-2. EJEMPLO DE DATOS DE ENTRADA Y SALIDA PARA LIBERACIONES AL AIRE, AGUA, SUELO EN PRODUCTOS Y RESIDUOS PARA LA CATEGORIA 6, PROCESO DE QUEMA A CIELO ABIERTO............ 116

  • LISTADO DE TABLAS

    Tabla 1. Resultados de un CEM para una caldera que quema petrleo ...................................................................................... 16 Tabla 2. Orden de preferencia para los mtodos de estimacin .................................................................................................. 31 Tabla 3. Factores de emisin en los procesos de trituracin, molienda, tamizado en la fabricacin de ladrillos y productos cermicos...................................................................................................................................................................................... 34 Tabla 4. Factores de de emisin en la coccin de ladrillos y productos cermicos..................................................................... 34 Tabla 5. Identificacin de etapas presentes en el caso de estudio............................................................................................... 35 Tabla 6. Resumen de resultados obtenidos para el caso planteado para estudio de la industria ladrillera ................................ 35 Tabla 7. Emisin de PST, NOX y SO2 durante la etapa de coccin del caso de estudio de la empresa ladrillera ....................... 36 Tabla 8. Factores de emisin para la fabricacin de vidrio para botellas.................................................................................. 37 Tabla 9. Resultados de emisiones para la Cristalera CRISOR como caso particular de estudio .............................................. 39 Tabla 10. Factores de emisin para la produccin de fibra de vidrio. ........................................................................................ 40 Tabla 11. Factores de emisin para turbinas no controladas a gas............................................................................................ 42 Tabla 12. Factores de emisin para turbinas no controladas a gas............................................................................................ 42 Tabla 13. Factores de emisin para turbinas no controladas a gas............................................................................................ 43 Tabla 14. Factores de emisin para combustin de Gas Natural en Teas .................................................................................. 43 Tabla 15. Factores de Emisin para combustin de lea y bagazo ............................................................................................ 45 Tabla 16. Factores de emisin para Horno rotatorio de carbn sin control .............................................................................. 47 Tabla 17. Factores de Emisin para Trituracin en produccin de cal...................................................................................... 48 Tabla 18. Factores de Emisin para plantas de mezcla caliente de asfalto con tambor............................................................. 49 Tabla 19. Emisiones para la empresa productora de mezcla asfltica AsphalPlant................................................................... 50 Tabla 20. Factores de Emisin para combustin de Carbn Bituminoso sin control. Caldera para carbn pulverizado......... 51 Tabla 21. Factores de Emisin para Crudo de Castilla o Fuel Oil No.6. Calderas con capacidad100 milones de BTU/h........................................................................................................ 51 Tabla 23. Factores de Emisin para ACPM, Diesel, Fuel Oil y Kerosene.................................................................................. 52 Tabla 24. Factores de Emisin para Gas Natural. Caldera sin control..................................................................................... 52 Tabla 25. Factores de emisin para combustin de madera para calderas sin control.............................................................. 53 Tabla 26. Emisiones calculadas para el caso de estudio seleccionado....................................................................................... 53 Tabla 29. Factores de emisin para Hornos de Coque ............................................................................................................... 55 Tabla 30. Factores de emisin para Hornos de Coque ............................................................................................................... 56 Tabla 31. Clasificacin de los incineradores de residuos ........................................................................................................... 56 Tabla 32. Factores de Emisin para incineradores de Residuos Hospitalarios.......................................................................... 57 Tabla 33. Factores de Emisin para industrias de produccin de cemento Prtland (PST y PM10) ........................................... 58 Tabla 34. Factores de Emisin para industrias de produccin de cemento Prtland (SO2. NOX, CO y CO2) ............................ 59 Tabla 35. Factores de emisin para la Produccin de Concreto ................................................................................................. 60 Tabla 36. Factores de emisin de partculas para hornos de hierro gris.................................................................................... 64 Tabla 37.Factores de emisin estndar para emisiones de gases y plomo .................................................................................. 64 Tabla 38. Factores de emisin de partculas para hornos utilizados en la fundicin secundaria de cobre y procesos de aleacin (PST y PM10) .................................................................................................................................................................. 65 Tabla 39. Factores de emisin de partculas para hornos utilizados en la fundicin secundaria de cobre y procesos de aleacin (SOX, NOX y VOCs) ........................................................................................................................................................ 66 Tabla 40. Factores de emisin para los diferentes hornos empleados en las aceras. ................................................................. 67 Tabla 41. Factores de emisin para la fundicin de plomo ........................................................................................................ 69 Tabla 42. Factores de emisin para el proceso de fundicin de aluminio a partir de almina reducida en celdas electrolticas. ................................................................................................................................................................................ 70 Tabla 43. Factor de emisin para PST en los procesos de fundicin de zinc.............................................................................. 71 Tabla 44. Factores de emisin para el proceso de tostado de caf ............................................................................................. 72 Tabla 45. Factores de emisin para refineras de petrleo.......................................................................................................... 75 Tabla 46. Factores de emisin de NOX para plantas de cido ntrico......................................................................................... 78 Tabla 47. Factores de emisin de SO2 para las industrias de produccin de cido sulfrico. ................................................... 79

  • Tabla 48. Factores de emisin para el proceso de produccin de sulfato de amonio................................................................. 80 Tabla 49. Factores de emisin para la produccin de roca fosfrica ......................................................................................... 81 Tabla 50. Factores de emisin de PST y PM10 en la produccin de roca fosfrica. ................................................................... 82 Tabla 51. Factores de emisiones de SO2 del proceso de pulpeo Kraft. ........................................................................................ 84 Tabla 52. Factores de emisin de xidos de nitrgeno (NOX)...................................................................................................... 84 Tabla 53. Factores de emisin de PST del sistema de recuperacin en el pulpeo de Kraft. ........................................................ 85 Tabla 54. Factores de emisin de VOCs en el proceso de pulpeo Kraft ...................................................................................... 85 Tabla 55. Factores de emisin sin control.................................................................................................................................... 85 Tabla 56. Factores de emisin para la produccin de azcar por inhibicin, clarificacin por centrfuga, evaporacin multiefecto y cristalizacin discontinua........................................................................................................................................ 85 Tabla 57. Consumo de bagazo por tipo de azcar. ...................................................................................................................... 86 Tabla 58. Factores de emisin para la produccin de productos de arrabio por reduccin de mineral de hierro con coquizacin y alto horno. ............................................................................................................................................................. 86 Tabla 59. Factores de emisin para la produccin de aceros por procesos semi-integral u horno elctrico, con separacin manual de chatarra....................................................................................................................................................................... 86 Tabla 60. Factores de emisin para la produccin de artculos de acera laminado en caliente, con cizallamiento, proceso integral. ........................................................................................................................................................................................ 86 Tabla 61. Factores de emisin para la produccin de artculos de acera laminado en caliente, con cizallamiento, horno elctrico y proceso semi-integral.................................................................................................................................................. 87 Tabla 62. Factores de emisin para la produccin de artculos de acera laminado en fro, decapado qumico, recocido discontinuo por inmersin. ........................................................................................................................................................... 87 Tabla 63. Factores de emisin para la produccin de cemento por va seca con horno largo, combustible carbn. ................. 87 Tabla 64. Factores de emisin para la produccin de cemento por va hmeda con decantacin, combustible gas natural...... 87 Tabla 65. Factores de emisin para la produccin de ladrillos refractarios por molienda discontinua, moldeo por prensado y coccin en continuo ...................................................................................................................................................................... 88 Tabla 66. Factores de emisin para la produccin de artculos de arcilla con molienda discontinua, moldeo por extrusin, y coccin en continuo con carbn y secado artificial (aqu se deben incluir los chircales) ........................................................... 88 Tabla 67. Factores de emisin para la produccin de artculos de arcilla de gres por molienda discontinua, moldeo por extrusin, secado artificial y coccin discontinua........................................................................................................................ 88 Tabla 68. Factores de emisin para la produccin de cuero. ...................................................................................................... 89 Tabla 69. Matriz de seleccin para las categoras mayores de fuentes de emisin de Dioxinas y Furanos. Cada categora contiene subcategoras. ................................................................................................................................................................ 93 Tabla 70. Eficiencias de control tpicas de un incinerador trmico para diferentes fuentes..................................................... 100

  • LISTADO DE FIGURAS

    Figura 1. Diferentes niveles de un inventario de fuentes puntuales ............................................................................................. 12 Figura 3. Ejemplos de factores de emisin................................................................................................................................... 18 Figura 4. Algoritmo para el clculo de emisiones por combustin.............................................................................................. 19 Figura 5. Algoritmo de clculo de emisiones por proceso ........................................................................................................... 20 Figura 6. Ejemplos de balance de materiales............................................................................................................................... 21 Figura 7. Esquema Balance de masa ........................................................................................................................................... 23 Figura 8. Anlisis msico del material particulado en la operacin de recubrimiento ............................................................... 24 Figura 9. Interfase de TANKS-Informacin del Tanque............................................................................................................... 27 Figura 10. Interfase de TANKS-Informacin del sitio.................................................................................................................. 28 Figura 11. Interfase de TANKS-Informacin del lquido ............................................................................................................. 28 Figura 12. Ejemplo de visualizacin en pantalla del WATER9.................................................................................................... 29 Figura 13. Interfase Landfill ........................................................................................................................................................ 30 Figura 14. Interfase PM Calculator ............................................................................................................................................. 31 Figura 15. Diagrama de flujo de la elaboracin del ladrillo ....................................................................................................... 33 Figura 16. Etapas bsicas del proceso de fabricacin del vidrio ................................................................................................ 37 Figura 17. Proceso de produccin de energa elctrica.............................................................................................................. 41 Figura 18. Ciclo de una turbina a gas.......................................................................................................................................... 41 Figura 19. Diagrama de flujo Proceso de Produccin cal viva ................................................................................................... 47 Figura 20. Diagrama de flujo de Produccin de Mezcla Asfltica .............................................................................................. 49 Figura 22. Diagrama de flujo de procesos para la produccin de coque ................................................................................... 55 Figura 23. Proceso de produccin de cemento ........................................................................................................................... 58 Figura 25. Reacciones involucradas en el proceso de fundicin del hierro................................................................................. 61 Figura 26. Procesos en una planta de fundicin de hierro con planta de coquizacin................................................................ 62 Figura 27. Diagrama de flujo del proceso de Fundicin de hierro.............................................................................................. 63 Figura 29. Esquema de la fundicin primaria de plomo. ............................................................................................................. 69 Figura 30. Estructura fsica bsica de una refinera de petrleo................................................................................................. 74 Figura 31. Diagrama de flujo con las diferentes etapas posibles para la obtencin de cido ntrico ......................................... 78 Figura 32. Diagrama de bloques esquemtico de las dos vas principales de obtencin del sulfato de amonio. ....................... 80 Figura 33. Esquema del proceso de produccin de roca fosfrica .............................................................................................. 81 Figura 34. Diagrama de un cicln ............................................................................................................................................... 99 Figura 35. Diagrama de un filtro ............................................................................................................................................... 100 Figura 36. Diagrama de un precipitador electroesttico.......................................................................................................... 103 Figura 37. Bosquejo de operacin para la reduccin cataltica ................................................................................................ 104 Figura 38. Lavador Venturi........................................................................................................................................................ 105

  • LISTADO DE ABREVIATURAS

    a Ao (365 das) A Nivel de actividad Al2O3 Almina AP-42 Compilation of air pollutant emission factors (compendio de los factores de

    emisin de contaminantes del aire BHP Boiler horse power Btu/h Unidad de flujo volumtrico, British thermal unit per hour (unidad trmica

    britnica por hora) C Carbono CaO Oxido de calcio CaCO3 Carbonato de calcio CCE Comisin para la Cooperacin Econmica CDD Combustible Derivado de Desechos CEM Continuos Emission Monitoring (monitoreo continuo de emisiones) CEN Comit Europeo de Normalizacin CH4 Metano C8H18 Octano CIIU Cdigo de Clasificacin de Actividades Industriales cm Unidad de longitud, centmetro CNP ter de 2,4,6 triclorofenil 4 - nitrofenilo CO Monxido de carbono COP Contaminantes Orgnicos Persistentes CO2 Dixido de carbono CORANTIOQUIA Corporacin Autnoma Regional del Centro de Antioquia CORPOICA Corporacin Colombiana de Investigacin Agropecuaria CORINAIR Corine: Coordination of Information on the Environment in Europe - Community

    Programme (Inventario Central de Emisiones Atmosfricas) Cprom Concentracin promedio CS Concentracin de partculas en el gas de escape DANE Departamento Administrativo Nacional de Estadstica DCB Diclorobenceno DCE 1,2 dicloroetano DP Desechos Peligrosos E Estimado de emisin para la fuente EMEP Cooperative Program for Monitoring and Evaluation of the long-range transmission

    of air pollutants in Europe (Programa Concertado para la Vigilancia Continua (Monitoreo) y Evaluacin del Transporte a Larga Distancia de Contaminantes Atmosfricos en Europa)

    EPA Environmental Protection Agency (Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos)

    EPM10 Emisin de PM10 EPST Emisin de PST EQT Equivalente de Toxicidad EQT-I Equivalente de Toxicidad Internacional ESP Precipitadores electrostticos ER Eficiencia general en la reduccin de emisiones totales F Factor de emisiones controladas FAO Food and Agriculture Organization (Organizacin de las Naciones Unidas para la

    Agricultura y la Alimentacin)

  • FET Factor de Equivalencia de Toxicidad g aceleracin de la gravedad, 9.8 m/s2

    g/g-mol Unidades de peso molecular, gramos por gramo-mol GLP Gas Licuado de Petrleo h Unidad de tiempo, horas HARP-HAZ Harmonized Quantification and Reporting Procedures for Hazardous Substances

    (Procedimientos Armonizados de Informacin y Cuantificacin para Sustancias Peligrosas)

    HCl cido clorhdrico HCT Hidrocarburos totales HNO3 cido ntrico H2O Agua H2SO4 cido sulfrico IDEAM Instituto de Hidrologa, Meteorologa y Estudios Ambientales de Colombia IPCS International Programme on Chemical Safety (Programa Internacional de

    Seguridad para Sustancias Qumicas) IPPC Integrated Pollution Prevention and Control of the European Union (Prevencin y

    Control Integrados de la Contaminacin en la Unin Europea) in Unidad de longitud, pulgadas ISO Organizacin Internacional de Estandarizacin K Constante de generacin de metano Kcal/Kg Unidad de consumo energtico, kilocaloras por kilogramo Kg Unidad de masa, kilogramo Kg/h Unidad de flujo msico, Kilogramo por hora Kg/Kmol Unidades de peso molecular, kilogramo por kilogramo-mol KPa Unidad de presin, kilopascal (equivale a 1000 Pa) l Unidad de volumen, litro Lo Potencial de generacin de metano de la basura Lb Unidad de masa, libra LD Lmite de Deteccin LRTAP Long Range Transboundary Air Pollutants (Contaminantes del Aire

    Transfronterizos de Largo Alcance) m Unidad de longitud, metro m3 Unidad de volumen, metro cbico Mf Masa de partculas recolectadas en la muestra del filtro mg Unidad de masa, miligramos MJ /Ton Unidad de consumo de energa, 1*10*6 Julios por tonelada mm Unidad de longitud, milmetro Mph Unidad de velocidad, millas por hora Mr Masa de partculas recolectadas en la muestra de enjuague MWprom Peso molecular promedio del contaminante MSW Municipal Solids Wastes (Desechos Slidos Municipales) N2 Nitrgeno NH3 Amonaco (NH4)2SO4 Sulfato de amonio Nm3 Unidad de volumen, metros cbicos normales Nm3/h Unidad de flujo volumtrico, metro cbico normal por hora NO Oxido de nitrgeno N2O xido nitroso NOX xidos de nitrgeno O2 Oxigeno OCDE Organizacin para la Cooperacin y Desarrollo Econmico OMS Organizacin Mundial de la Salud ONUDI Organizacin de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial

  • OSPAR Comission for the Protection of the Marine Environment (Comisin para la Proteccin del Ambiente Marino del Atlntico Norte-Este) p Para (especificando la nomenclatura de compuestos aromticos) P Presin atmosfrica (Pa) Po Presin atmosfrica al nivel del mar Pa Unidad de presin del Sistema Internacional de Unidades (Pa) PCB Bifenilos Policlorados PCDD Dibenzo p dioxinas policloradas PCDF Dibenzo furanos policlorados PCP Penta clorofenol pH Potencial de hidrogeno, puede considerarse medida del grado de acidez PM Material particulado PM2.5 Material particulado menor a 2.5 micrmetros PM10 Material particulado menor a 10 micrmetros PNA Plan Nacional de Aplicacin (segn el Convenio de Estocolmo sobre COP; NIP:

    Nacional Implementation Plan) PNUMA Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente ppm Unidad de concentracin, partes por milln psia Presin medida con respecto al vaco total PST Partculas suspendidas totales PVC Policloruro de Vinilo Q Tasa de flujo volumtrico del gas de escape en condiciones estndar Qcomb Consumo de combustible Qprom Tasa promedio de flujo de gas en la chimenea Q VOCS Emisin de Compuestos orgnicos voltiles R Tasa de consumo de calor SCR Selective Catalytic Reduction (Reduccin Selectiva Cataltica) SI Sistema Internacional de Unidades SNAP Selected Nomenclatura for Air Pollution SNCR Selective Non-Catalytic Reduction (Reduccin Selectiva No Cataltica) SO2 Dixido de azufre SO3 Trixido de azufre SO4

    -2 In sulfato SOX xidos de sulfuro T Temperatura t Unidad de masa, tonelada mtrica (1000 Kg) TCB Triclorobenceno TEM Tasa de emisin en masa TEMa Tasa de emisin en masa de la actividad TOC Compuestos orgnicos totales UIS Universidad Industrial de Santander UV Ultravioleta V Volumen molar a presin y temperatura estndar VOCs Compuestos orgnicos voltiles Z Altura sobre el nivel del mar ZnO Oxido de zinc ZnS Sulfuro de zinc C Grados Celsius o centgrados F Grados Fahrenheit Cp Sumatoria de las concentraciones de todos los contaminantes g Unidad de masa, microgramos Densidad V Volumen de la muestra de gas

  • 11

    1 DEFINICIN De acuerdo con el Decreto 948 de 1995 una fuente de emisin es toda actividad, proceso u operacin, realizada por los seres humanos, o con su intervencin, susceptible de emitir contaminantes al aire. Las denominadas fuentes fijas son todas aquellas situadas en un lugar determinado e inamovible, an cuando la descarga de contaminantes se produzca en forma dispersa. Dichas fuentes fijas pueden ser puntuales (aquella que emite contaminantes al aire por ductos o chimeneas) o dispersas (cuando los focos de emisin de una fuente fija se dispersan en un rea, por razn del desplazamiento de la accin causante de la emisin, como en el caso de las quemas abiertas controladas en zonas rurales o las emisiones fugitivas o dispersas de contaminantes por actividades de explotacin minera a cielo abierto). Las fuentes puntuales incluyen entre otros a los siguientes sectores industriales: qumico, petrolero y petroqumico, de pinturas y tintas, de automviles, de la celulosa y papel, del hierro y el acero, del vidrio, de la generacin de electricidad, del asbesto, del cemento y la cal as como del tratamiento de residuos peligrosos. Adems de las plantas localizadas en zonas industriales y las fuentes que afecten el equilibrio ecolgico de una zona o pas. Para el control de dichas emisiones atmosfricas se promulgo el Decreto 02 de 1982 en el cual se establecen en el captulo IV normas especiales de emisin de partculas para algunas fuentes fijas artificiales: calderas a base de carbn, fbricas de cemento, industrias metalrgicas, plantas productoras de asfalto y mezclas asflticas, y otras industrias, y el decreto 948 de 1995 que en su artculo 73 reglamenta los casos que requieren del permiso de emisin atmosfrica como un instrumento para que las autoridades ambientales realicen la verificacin del cumplimiento de las normas de emisin vigentes.

  • 12

    2 NIVEL DE DETALLE

    Las fuentes puntuales se pueden inventariar a tres niveles de detalle:1 Nivel de planta: se refiere a una planta o instalacin que puede contener varias actividades

    emisoras de contaminantes. Nivel puntual o de chimenea: es el lugar exacto en donde ocurren las emisiones al aire libre. Nivel de proceso o de segmento: representa las operaciones o procesos que integran la planta.

    Figura 1. Diferentes niveles de un inventario de fuentes puntuales

    Por lo general la informacin sobre fuentes puntuales se recopila por medio de encuestas o visitas a los establecimientos, as que se debe revisar que cuenten con los siguientes elementos de informacin: A nivel de planta: Nombre de la planta Identificacin de la planta Ubicacin geogrfica Contacto en la planta (nombre, telfono, fax) Nmero de identificacin de la actividad industrial (Cdigo de Clasificacin de Actividades

    Industriales (CIIU)) Produccin (frecuencia, materias primas, subproductos) A nivel puntual/chimenea: Horario de operacin normal Emisiones medidas/estimadas Eficiencia de control por contaminante Datos de chimenea (altura, dimetro)

    1 Adaptado del Manual Del Programa De Inventarios De Emisiones De Mxico. Volumen IV-Fuentes puntuales

  • 13

    A nivel de proceso/segmento: Datos a nivel de proceso (materias primas, corrientes de proceso) Datos de operacin (real, mxima y de diseo) Parmetros del combustible Equipo de control y eficiencias Emisiones por segmento Unidades de emisin Los datos de emisiones inventariadas a nivel de proceso o de planta, pueden ser extrapolados a fuentes o plantas similares. Este tipo de extrapolacin es el que se usa para hacer estimaciones de emisiones de fuentes puntuales similares a aquellas que ya fueron caracterizadas plenamente y en donde se tienen estimaciones confiables de emisiones. Esta es una de la ventajas que ofrece inventariar las emisiones a nivel de proceso, adems que se logran datos ms especficos y precisos con los cuales es posible verificar las estimaciones de las emisiones en toda la planta y se facilita el desarrollo de regulaciones, el cumplimiento, rastreo y otorgamientos de permisos ambientales. No obstante las limitaciones en los recursos hacen que las emisiones generalmente se inventaren a nivel de planta o de chimenea.

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    3 METODOLOGAS BSICAS DE ESTIMACIN DE EMISIONES A nivel mundial existen diversas entidades que se encargan de determinar los mtodos de medicin de emisiones contaminantes en fuentes fijas, entre los que sobresalen la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (EPA), el Comit Europeo de Normalizacin (CEN) y la Organizacin Internacional de Estandarizacin (ISO). Sin embargo, la mayor parte de los pases que cuentan con reglamentacin para fuentes fijas (incluida Colombia) utilizan los siguientes mtodos propuestos por la EPA para determinar las emisiones contaminantes: Muestreo en la fuente Factores de emisin Balance de masa Modelos de emisin

    3.1 MUESTREO EN LA FUENTE2 El propsito del muestreo en la fuente es determinar la concentracin del contaminante en una corriente de gas o la tasa de emisin del contaminante de una chimenea o del escape de un proceso. Midiendo la concentracin del contaminante en un volumen conocido de gas y determinando la tasa de flujo del gas en una chimenea es posible calcular la tasa de emisin en masa del contaminante

    Debido a la complejidad tcnica del muestreo en la fuente, se requiere de tiempo y equipos especializados para obtener datos de emisiones con altos grados de exactitud y vlidos para numerosos contaminantes de una fuente. Por esto el costo de realizar un muestreo de este tipo en una planta puede ser muy alto; sin embargo, si se aplica correctamente este mtodo, puede proporcionar una mejor estimacin de las emisiones de una fuente que los factores de emisin o el balance de masa. El uso de datos de muestreo en la fuente reduce el numero de suposiciones relacionadas con la aplicabilidad de factores de emisin, las eficiencias del equipo de control de contaminacin atmosfrica, las variaciones del equipo o las caractersticas del combustible que son aplicadas a tipos similares de fuentes de emisin. Los datos de un muestreo en la fuente deben usarse para estimar emisiones, solo si los datos se obtuvieron en condiciones representativas de la operacin normal de proceso; adems estos datos de emisin pueden extrapolarse para estimar las emisiones anuales de una fuente si la operacin del proceso no varia de forma significativa. En general, despus de que se ha concluido un muestreo, los datos, incluyendo las concentraciones del contaminante y la tasa de flujo volumtrico del gas de escape, son presentados en un informe. La mayor parte de los reportes de muestreo en la fuente resumen las emisiones de cada contaminante expresndolas en cualquiera de los siguientes trminos:

    2 Adaptado y complementado de Gua De Elaboracin Y Usos De Inventarios De Emisiones. Instituto Nacional de Ecologa de Mxico.

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    Una tasa de carga de masa o una tasa de emisin (masa de contaminante emitida por unidad de tiempo).

    Un factor de emisin (masa de contaminante emitida por unidad de actividad del proceso). Ejemplo: Calcular la tasa de emisin en masa, TEM, en kilogramos por hora (Kg/h) y la tasa de emisin en masa de la actividad TEMa de partculas de una caldera con una tasa de consumo de calor R de 110 MMkJ/h, teniendo en cuenta la siguiente informacin: Volumen de la muestra de gas: V = 0.57 metros cbicos normales (Nm3) Masa de partculas recolectadas en la muestra de enjuague: Mr = 5.0 miligramos (mg) Masa de partculas recolectadas en la muestra del filtro: Mf = 8.4 mg Tasa de flujo volumtrico del gas de escape en condiciones estndar: Q = 26.270 metros cbicos normales por hora (Nm3/h); El clculo de las emisiones comienza con la determinacin de la concentracin de partculas en el gas de escape, CS:

    Cs = (Mr + Mf) / V = (5.0 mg + 8.4 mg) / 0.57 Nm3

    = 23.5 mg/Nm3

    Ahora se establece la tasa de emisin en masa, TEM, en kilogramos por hora (Kg/h):

    TEM = Cs x Q/(106) = 23.5 mg/Nm3x 26.270 Nm3/h/(106mg/Kg)

    = 0.62 Kg/h

    Este dato de emisin se puede expresar tambin por unidad de actividad como un factor de emisin para as obtener la tasa de emisin en masa de la actividad (TEMa):

    TEMa = TEM / R = 0.62 Kg/h / (110 MMkJ/h)

    = 0.0056 Kg/MMkJ

    Una alternativa para el muestreo manual en la fuente es el monitoreo continuo de emisiones (conocido como CEM por su sigla en ingles), que permite evaluar la variacin del proceso con el tiempo. Un sistema CEM consiste de una bomba para extraer la muestra gaseosa de la fuente, de una serie de instrumentos o de analizadores para analizar un contaminante especfico en el gas y de un sistema de adquisicin de datos para registrar la informacin con el tiempo. Mediante este sistema se utilizan instrumentos o monitores continuos de emisiones (CEMs), que permiten determinar en tiempo real, las concentraciones de xidos de nitrgeno (NOX), dixido de carbono (CO2), monxido de carbono (CO), dixido de azufre (SO2) e hidrocarburos totales (HCT), opacidad, cido clorhdrico (HCl) y amoniaco (NH3). Los CEMs pueden instalarse en la fuente de forma permanente para generar datos las 24 horas del da, o pueden usarse para el monitoreo de las emisiones durante un periodo determinado de muestreo en la fuente (de 1 a 4 horas).

  • 16

    Figura 2. Sistema de monitoreo continuo de emisiones

    Ejemplo: Tabla 1. Resultados de un CEM para una caldera que quema petrleo

    Perodo O2 (%V)

    SO2 (ppmv)

    NOX (ppmv)

    CO (ppmv)

    Tasa de Flujo de Gas en la Chimenea (Nm3/h)

    11:00 2.1 1004.0 216.2 31.5 33.9640

    11:15 2.0 1100.0 200.6 25.5 34.3610

    11:30 2.1 1050.0 216.7 25.1 32.8910

    11:45 1.9 1070.0 220.5 20.8 34.8900

    12:00 1.9 1070.0 213.8 19.4 34.7490

    Promedio: 2.0 1058.8 213.6 24.5 34.1710

    Calcular la tasa promedio de emisin, TEMprom de CO para todo el perodo de muestreo y la tasa de emisin de actividad, TEMa de CO suponiendo que el consumo de calor de la caldera, R es de 118 MMkJ/h Para el clculo de la tasa de emisiones de CO se necesitan la concentracin de CO promedio Cprom , la tasa promedio de flujo de gas en la chimenea Qprom,, el peso molecular promedio del contaminante, MWprom y el volumen molar a presin y temperatura estndar, V:

    TEMprom = Cprom x MWprom x Qprom (1000 x V x 106 )

    = 24.5 ppmv x 28 g/g-mol x 34.171 Nm3 /h (1000 g/Kg x 0.024 m3 /g-mol x 106)

    = 97.7 Kg/h

    TEMa = TEMprom / R = 97.7 Kg/h / (118 MMkJ/h)

    = 0.828 Kg/MMkJ

  • 17

    3.2 FACTORES DE EMISIN3 Un factor de emisin es una relacin entre la cantidad de contaminante emitido a la atmsfera con una unidad de actividad asociada a dicha emisin, como por ejemplo la cantidad de material procesado o la cantidad de combustible usado. En este caso la emisin se obtiene multiplicando el factor de emisin dado por la cantidad de material o combustible procesado:

    E = A X F Donde: E = Estimado de emisin para la fuente (a nivel de proceso) A = Nivel de actividad (por ejemplo material producido) F = Factor de emisiones controladas (por ejemplo, Kg de contaminantes emitidos/t de material procesado) Si el factor de emisin fue desarrollado sin considerar la operacin de un equipo de control, entonces se incorpora el trmino de efectividad del sistema de control (1-ER/100); por lo tanto, la ecuacin queda as:

    E = A x F x (1 - ER/100) Donde: E = Estimado de emisin para la fuente (a nivel de proceso) A = Nivel de actividad (por ejemplo, material producido) F = Factor de emisiones no controladas (por ejemplo lb de contaminantes emitidas/t de material procesado) ER = Eficiencia general en la reduccin de emisiones totales, expresada en porcentaje, que es igual a la eficiencia del equipo de captura, multiplicada por la eficiencia del equipo de control. Si no hay un equipo de control, entonces, ER =0. La EPA realiz una recopilacin de factores de emisin para contaminantes criterio denominada AP-42. En Colombia tambin se han realizado estudios que suministran algunos factores de emisin. Los factores de emisin de la EPA estn clasificados en A, B, C, D, E A se considera el ms confiable para un tipo dado de fuente - probablemente se basa en mediciones en la fuente; y E es considerado el de ms baja precisin y esta dado por la falta de anlisis a un nmero significativo de fuentes con esas caractersticas. No obstante cabe aclarar que con frecuencia, los factores de emisin se basan en informacin limitada y es posible que no representen a las emisiones reales con fidelidad.

    3 Adaptado y complementado del Manual Del Programa De Inventarios De Emisiones De Mxico. Volumen IV-Fuentes puntuales

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    Figura 3. Ejemplos de factores de emisin

    Ejemplo: Calcular las emisiones anuales de NOX de una caldera sin sistema de control en una planta termoelctrica (consumo de calor>100 millones de Btu/h) que quema gas natural. El consumo anual de gas natural es de 40 millones de metros cbicos. Desarrollo:

    FNOX = 8800 Kg/106 m3 (Tomado del AP-42. Tabla 1.4-2)

    Qcomb. = 40* 106m3/ao

    ENOX = FNOX x Qcomb.

    = 8800 x 40 = 352000 Kg/ao

    Informacin necesaria para evaluar factores de emisin

    Identificacin de las fuentes de emisin: Es necesario realizar una descripcin de las fuentes de emisin teniendo en cuenta las variables que afectan la emisin.

    Nivel de actividad: Es una medida del nivel real del tamao o nivel real del establecimiento industrial, que se utiliza para afectar el factor de emisin para fuentes que no estn controladas. Para fuentes de emisin de procesos industriales, corresponde a la tasa de produccin (por ejemplo: masa de producto por unidad de tiempo). En fuentes de rea que involucran procesos continuos o por lotes o cochadas, es la cantidad de material transferido. Para otras categoras puede ser el rea superficial que se puede alterar por fuerzas mecnicas o el viento. Si se tiene un sistema de control de emisin, el factor de emisin debe afectarse por el trmino adicional que refleja la fraccin de control.

    Estimacin de las emisiones: Se debe realizar una breve descripcin del factor de emisin utilizado, la fuente, y los requerimientos del mismo para su utilizacin.

    Los clculos por factores de emisin se dividen en dos tipos: por combustin y por proceso:

  • 19

    3.2.1 Clculo de emisiones por combustin4 La informacin para estimar las emisiones por combustin de una industria en particular consiste en determinar la capacidad del equipo de combustin, el consumo y tipo de combustible utilizado, sistema de control de emisiones y horarios de operacin. Para los equipos de control, se analiza lo siguiente: si el equipo se encuentra relacionado al punto de generacin del contaminante, el tipo de equipo, contaminante que controla y eficiencia del equipo. El siguiente algoritmo resume la metodologa a seguir:

    Figura 4. Algoritmo para el clculo de emisiones por combustin

    4 Adaptado de Inventario De Emisiones Atmosfricas De La Zona Metropolitana Del Valle De Mxico 2002

  • 20

    3.2.2 Clculo de emisiones por proceso5 Se debe analizar cada equipo u operacin para cada etapa del proceso e identificar los factores de emisin adecuados por medio de una revisin de la informacin proporcionada por la empresa y el tipo de actividad de la misma Tambin si cuenta con equipos de control, y en este caso tener informacin de su grado de eficiencia. La figura 5 nos ilustra la metodologa a seguir. Para un mejor entendimiento de los clculos que se deben realizar, ms adelante se presentan algunos ejemplos representativos de diferentes procesos.

    Figura 5. Algoritmo de clculo de emisiones por proceso

    5 Adaptado de Inventario De Emisiones Atmosfricas De La Zona Metropolitana Del Valle De Mxico 2002

  • 21

    3.3 BALANCES DE MASA Los balances de masa involucran la cuantificacin de un flujo de un material que entra y sale de un proceso donde las diferencias entre las entradas y salidas son asumidas como descargas al ambiente. Los balances de masa pueden ser usados solamente cuando los flujos de entrada y salida pueden ser claramente identificados, por lo que no deben ser utilizados en procesos en los que el material reacciona para elaborar los productos, o en los que sufre cualquier otro cambio qumico significativo, a menos que dichos procesos estn bien caracterizados. En general, el uso del balance de materiales o de masa para determinar las emisiones totales de un proceso es sencillo y poco costoso; sin embargo, pequeos errores en los datos en los parmetros de clculo (presin, temperatura, concentracin del flujo, caudal, eficiencias en los controles, etc.) pueden resultar en grandes errores en las emisiones estimadas.

    Figura 6. Ejemplos de balance de materiales

    Para estimar la emisin de sustancias contaminantes a la atmsfera por medio de balance de masas, se deben tener en consideracin diferentes actividades, las cuales se presentan a continuacin:6

    Informacin general de la actividad industrial: Es necesario describir las actividades que se realizan y obtener la informacin necesaria para identificar y clasificar la actividad industrial.

    Descripcin de las instalaciones: Es necesario realizar una descripcin del proceso productivo, incluyendo una breve explicacin de las actividades realizadas (lo cual se puede realizar a travs de un plano de las instalaciones del establecimiento industrial), de los parmetros de emisin y de las chimeneas (si aplica).

    6 Protocolo Para El Control Y Vigilancia De Las Emisiones Atmosfricas Generadas Por Fuentes Fijas. Ministerio de Salud-Colombia.

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    Informacin del proceso o procesos que generan emisiones: Para obtener la informacin sobre los procesos que generan emisiones, se puede utilizar un diagrama de flujo y la descripcin de los procesos que se estn analizando. Es importante incluir los componentes ms representativos y los equipos de control de emisiones al aire que se utilizan. Adicionalmente, es necesario incluir la mxima tasa de operacin de los equipos, las tasas normal y promedio de operacin, los tipos de combustibles que utiliza (si aplica), la tasa de alimentacin del combustible (si aplica) y las horas de operacin. Si el proceso se realiza por lotes o cochadas (tipo batch), es necesario suministrar informacin sobre la duracin y el nmero de lotes por da.

    Organizacin del procedimiento para la estimacin de emisiones: La evaluacin de emisiones

    por balance de masas se debe desarrollar con la misma rigurosidad que demanda una medicin directa. El balance de masas es aplicable tanto a un proceso como a cada una de las operaciones unitarias, por lo tanto se deben tener en cuenta la siguiente informacin: - Identificar las operaciones unitarias, que son fenmenos en los cuales los cambios o transformaciones se realizan por medio o a travs de fuerzas fsicas - Identificar los procesos unitarios, que son fenmenos en los cuales los cambios o transformaciones se realizan por medio o a travs de reacciones qumicas - Identificar las entradas y salidas, lo cual se puede realizar a travs de un diagrama de flujo. En sistemas de produccin complejos, donde existan varios procesos independientes, se puede preparar un diagrama de flujo general, mostrando todos los procesos, cada uno representado por un bloque y preparar diagramas de flujo para cada proceso individual, indicando en detalle sus operaciones unitarias y procesos unitarios. - Cuantificar las entradas o insumos, teniendo en cuenta que todos los insumos que entran a un proceso u operacin, salen como productos y como residuos. Los insumos de entrada a un proceso u operacin unitaria pueden incluir, adems de materias primas, materiales reciclados, productos qumicos, agua, aire y otros posibles insumos. - Cuantificar las salidas como residuos o productos. - Realizar el balance de masa, teniendo en cuenta que la suma de todas las masas que entran en un proceso u operacin, debe ser igual a la suma de todas las masas que salen de dicho proceso u operacin (es decir, la suma de masas de los productos, residuos y de todos los materiales de salida no identificados). Los materiales de salida no identificados, generalmente se atribuyen a prdidas de insumos y productos por derrames, fugas y otras causas similares, cuyo origen no puede ser detectado y, por ende, sus masas no pueden ser cuantificadas. Se recomienda indicar los puntos de entrada y salida del sistema donde se realice el balance, como se muestra en el siguiente esquema:

  • 23

    Figura 7. Esquema Balance de masa

    Donde: ME = MI1 + MI2 + MI3 + + MIN MS = MP + MR + MN ME = MS M = Masa E = Entrada S = Salida I = Insumo P = Producto R = Residuo/Emisiones N = No identificado Teniendo cuantificadas y definidas las entradas y las salidas del proceso, se define si lo que se desea realizar es un balance de masa para algn componente en especfico presente en el proceso u operacin, para de esta forma determinar el tipo de balance de masa a emplear.

    La ecuacin caracterstica de un balance de masa general es la siguiente: Masa que

    entraMasa que

    saleMasa

    AcumuladaMasa que

    entraMasa que

    saleMasa

    Acumulada

    Cuando se desea realizar un balance msico especficamente para alguno de los componentes presentes en el proceso y que este intervenga en alguna reaccin qumica, entonces el balance msico se expresa de la siguiente forma:

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Solo se emplean si existe una reaccin qumica

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Solo se emplean si existe una reaccin qumica

    En ambos balances, el termino relacionado con la acumulacin, es decir el que se encuentra a la derecha de la igualdad, se hace igual a cero, debido a que los anlisis que se realizan en estos casos es bajo el supuesto que la operacin de la planta ya se encuentra dentro de las condiciones estables del proceso, lo que equivale a decir que no habr cambios significativos en la cantidad de materia presente dentro del sistema seleccionado en la unidad de tiempo establecida.

    Muestreos y anlisis: Durante la elaboracin del balance de masas puede ser necesario recolectar informacin de los procesos, para los cuales se debe identificar los objetivos del programa de muestreo y anlisis, incluyendo como mnimo informacin relacionada con los sistemas de muestreo y anlisis, instrumentos de laboratorio utilizados y duracin de la campaa de muestreo (fecha de inicio y terminacin).

  • 24

    Descripcin de los equipos y otros elementos: En esta seccin se hace referencia a los equipos del establecimiento industrial asociados a las emisiones contaminantes. Se deben incluir cuando menos la informacin relacionada con las condiciones de operacin de los equipos o procesos durante la realizacin del estudio, as como las condiciones de operacin de los dispositivos de control de emisiones durante el anlisis, incluyendo el rango de operacin (porcentaje de la capacidad de diseo) a la cual los equipos operan durante el estudio.

    Identificacin de los sitios de muestreo: Se debe identificar la ubicacin de los equipos

    asociados a las emisiones y los sitios en donde se realiz el muestreo, lo cual se puede realizar mediante un plano a escala de las lneas de produccin.

    Validacin de datos: Es necesario indicar el procedimiento de validacin de datos y las fuentes

    de informacin utilizadas para realizar la validacin. Ejemplo:7 Calcular las emisiones anuales de partculas (PST) de una operacin de recubrimiento de una superficie, utilizando 1800 L/ao de recubrimiento. La densidad promedio del recubrimiento es de 1.2 Kg/L, y el promedio de slidos de 35% en masa. La eficiencia de transferencia del revestimiento es de 40%, y la eficiencia del equipo de control es 95%.

    Figura 8. Anlisis msico del material particulado en la operacin de recubrimiento

    Como lo que se desea es un balance de masa especfico para el material slido particulado (PM) entonces se emplea el balance de masa por componentes y se le aplica al material particulado.

    7 Adaptado de Gua De Elaboracin Y Usos De Inventarios De Emisiones. Instituto Nacional de Ecologa-Mxico.

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    Inicialmente el sistema ser solamente la operacin de recubrimiento, de esa forma:

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Solo se emplean si existe una reaccin qumica

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Solo se emplean si existe una reaccin qumica

    El trmino a la derecha de la igualdad es cero (0), debido a la continuidad del sistema analizado, en la operacin de recubrimiento no existe alguna reaccin qumica, luego los dos trminos relacionados con este aspecto tambin son eliminados de la ecuacin y el balance queda reducido a la siguiente expresin:

    Componente A que entra

    Componente A que sale 0

    Componente A que entra

    Componente A que sale 0

    Donde el Componente A que entra ser el material particulado que ingresa a la operacin de recubrimiento, el cual se calcula de la siguiente forma: PM (entra) = (1800 litros/ao) x (1.2 Kg/litro) x (35/100 slidos)= 756 Kg slidos/ao El material particulado PST que sale del proceso es la suma de los slidos que salen adheridos al producto final (teniendo en cuenta que la eficiencia en la transferencia del recubrimiento es del 40%) ms los slidos que son dirigidos hacia el sistema de control (emisin gaseosa no controlada). PM (producto)= 756 Kg/ao x (40/100)= 302 Kg slidos/ao PM (emitido antes del control)= 756 302 = 454 Kg PST/ao Ahora bien, para determinar la emisin total de PST a la atmsfera despus de haber sido tratados los gases con algn sistema de control cuya eficiencia es del 95% se tendra: PM (emitido antes del control)= 454 Kg PST/ao PM (recolectado por el sistema de control)= 454 x (95 /100)= 431Kg PST/ao PM (emitido despus del control)= 454 431 = 23Kg PST/ao Finalmente se puede concluir que la emisin de PST anual que tiene la operacin de recubrimiento indicada, an despus de aplicar su sistema de control de emisiones es igual a 23Kg PST/ao. En este ejemplo el balance de materiales se simplifica porque se supone que todo el material que se est balanceando es emitido a la atmsfera. Sin embargo, existen situaciones en las que esta suposicin no siempre es razonable. Por ejemplo, si se usa un dispositivo de control destructivo, como un incinerador o una unidad de oxidacin cataltica en el escape, una parte de los VOCs presentes en la corriente sern oxidados de modo que no es razonable suponer que las prdidas de VOCs en el proceso son equivalentes a las emisiones ya que una parte de ellas est siendo controlada por dispositivos de control de emisiones. En este caso, las caractersticas y cantidades de las emisiones de VOCs debern determinarse con base en otras tcnicas de estimacin de emisiones como factores de emisin o modelos. Hay otras situaciones que pueden complicar el balance de materiales. En primer lugar, no todas las prdidas de solventes de ciertas operaciones como el lavado en seco o el desengrasado, se dan en el sitio de la planta. En general, se puede suponer que gran parte del solvente enviado a sitios de disposicin se evaporar, sin embargo, se debe determinar si una parte del solvente asociado con

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    varias operaciones se evapora en el punto de disposicin, ms que en el punto de uso, ya que estas prdidas pueden presentarse fuera del rea cubierta por el inventario. De la misma manera, en algunos procesos de evaporacin no es posible emplear balances de materiales, debido a que la cantidad de material perdido es demasiado pequea para ser determinada con exactitud usando los procedimientos de medicin convencionales. Por ejemplo, la aplicacin de balances de materiales a los tanques de almacenamiento de productos del petrleo por lo general no es factible, debido a que las prdidas por operacin son demasiado pequeas con respecto a la capacidad total promedio del tanque. En estos casos, es preferible aplicar otras tcnicas de estimacin de emisiones como factores de emisin o modelos. Otro caso particular que se presenta en el anlisis de los procesos industriales, es cuando hay presente reaccin qumica. Para estos casos, el planteamiento del balance debe realizarse estrictamente por componentes (o elementos qumicos presentes) y para cada uno de ellos se debe aplicar la siguiente ecuacin:

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Componente A que entra

    Componente A que sale

    Componente AAcumulado

    Componente A generado

    Componente A consumido

    Cabe resaltar que es necesario conocer o establecer previamente la reaccin qumica que se desarrolla en la etapa estudiada del proceso. Ejemplo: En cierto equipo de combustin (caldera u horno) se quema octano (C8H18), con aire en exceso del 200% respecto al terico; determine la composicin en moles de la mezcla gaseosa que se obtiene como producto de dicha combustin8. Desarrollo: La reaccin de combustin con aire tpica es la siguiente:

    C8H18+ 13 O2 + N2 8 CO2 + 9 H2O + O2 + N2 Al aplicar el 200% de exceso de aire (el doble de aire terico para la combustin) y teniendo en cuenta que ste est compuesto por 21% oxgeno y 79% de nitrgeno (aproximadamente), entonces la reaccin de combustin se pude reescribirse de la siguiente forma:

    C8H18+ 2*(13) O2 + [2*(13)*(79/21)] N2 8 CO2 + 9 H2O + 2*(13)* O2 + [2*(13)*(79/21)] N2 C8H18+ 26 O2 + 97.8 N2 8 CO2 + 9 H2O + 13O2 + 97.8 N2

    La cantidad de las moles totales del gas obtenido como producto es: Moles totales = mol (CO2)+ mol (H2O) + mol (O2)+ mol (N2) = 8 + 9 + 13 + 97.8 = 127.8 Moles de producto Ahora bien el anlisis de la composicin del gas de combustin producido es: CO2: 8 mol CO2/127.8 moles totales * 100 = 6.26% H2O: 9 mol H2O /127.8 moles totales * 100 = 7.04% O2: 13 mol O2/127.8 moles totales * 100 = 10.17% N2: 97.8 mol N2/127.8 moles totales * 100 = 76.53%

    8 VAN WYLEN, Gordon; et al. Fundamentos de Termodinmica, 2da edicin. Mxico: LIMUSA. 2000.

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    3.4 MODELOS DE EMISIN Los modelos de emisin estn basados en ecuaciones empricas desarrolladas para ciertos procesos y tipos de fuentes. Generalmente estas ecuaciones son desarrolladas por computadoras, de manera tal que un gran nmero de ecuaciones e interacciones pueden ser ejecutadas con facilidad. Los requerimientos de datos para los modelos son variables, pero en la mayora de los casos, se necesita cuando menos un parmetro fsico de la fuente en la cual el modelo ser aplicado para estimar las emisiones. Si bien los modelos estn diseados para producir estimaciones ms exactas que las obtenidas con factores de emisin, la exactitud de la estimacin siempre depender de la calidad de los datos con que se alimente el modelo y de los supuestos en que se base. Por lo tanto, antes de decidir utilizar un modelo como la alternativa para un tipo especfico de fuente es importante comparar las necesidades del modelo de emisin con los datos disponibles. Algunos de los modelos de emisin usados para fuentes puntuales son: TANKS:9 software que calcula emisiones al aire a partir de lquidos orgnicos en tanques de

    almacenamiento. Este programa requiere los siguientes datos para calcular las emisiones: Informacin del tanque: tipo de tanque (tanque vertical de techo fijo, tanque horizontal de techo fijo, tanque de techo flotante externo, tanque de techo flotante interno o tanque de techo flotante externo en forma de cpula), dimetro y largo (en pies), volumen de trabajo, frecuencia de llenado, color y estado de la pintura del tanque y caractersticas del techo (para tanques flotantes hay una pantalla de entrada de datos aparte).

    Figura 9. Interfase de TANKS-Informacin del Tanque

    Informacin del sitio: la ciudad o municipio mas cercanos al tanque para el cual debe estar disponible informacin como su temperatura ambiente, presin atmosfrica y velocidad del viento.

    9 Adaptado de USERS GUIDE TO TANKS. Versin 4.0. EPA

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    Figura 10. Interfase de TANKS-Informacin del sitio

    Informacin del lquido: identificacin de los componentes qumicos y propiedades del lquido almacenado (categora qumica), con el fin de determinar la presin de vapor del lquido.

    Figura 11. Interfase de TANKS-Informacin del lquido

    Despus de recoger esta informacin el programa TANKS genera reportes de emisin en libras de materia voltil, mensuales o anuales en un documento para impresin o en un archivo tipo EXCEL.

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    WATER910: calcula emisiones de plantas de tratamiento de aguas residuales. Este programa consiste bsicamente en recrear por medio de un esquema la planta de tratamiento de agua, usando simbologa establecida en el software. Las emisiones son determinadas en base a las propiedades del componente que nos interesa, y su concentracin en el residuo.

    Figura 12. Ejemplo de visualizacin en pantalla del WATER9

    Las rutinas del WATER9 tienen las siguientes caractersticas: - Expresiones analticas para estimar las emisiones al aire en plantas de tratamiento de agua. - Interfase grfica que consiste en diagramas de flujo. - Base de datos con los componentes orgnicos ms comunes y sus propiedades - Mtodos para estimar propiedades de componentes orgnicos faltantes - Mtodos para traer informacin de hojas de clculo - Una larga lista de opciones para ver e imprimir reportes

    LANDFILL11: estima una diversidad de emisiones provenientes de rellenos sanitarios, como

    metano, dixido de carbono, materia orgnica voltil y contaminantes peligrosos del aire. Necesita como datos de entrada bsicamente: la capacidad diseada del relleno sanitario, la rata de generacin de metano, la capacidad potencial de generacin de metano y los aos en que el relleno sanitario ha estado en operacin. El mtodo de estimacin usado por el modelo es una ecuacin simple de decaimiento de primer orden.

    10 Adaptado de USERS GUIDE FOR WATER9 SOFTWARE. Version 2.0. EPA 11 Adaptado de USERS GUIDE TO LANDFILL GAS EMISSION MODEL. Version 3.02. EPA

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    Figura 13. Interfase Landfill

    Una sesin tpica de LANDFILL consiste en 7 pasos: - Abrir un estudio de rellenos sanitarios - Seleccionar los parmetros del modelo para calcular las emisiones. - Definir los parmetros de operacin del relleno sanitario - Usar las funciones de utilidad - Adaptar el modelo para un escenario especfico - Reportar emisiones - Guardar el estudio de rellenos sanitarios

    PM Calculador12: estima emisiones de material particulado de fuentes puntuales. Este software usa informacin del AP-42 para determinar emisiones de PM10 (material particulado con un dimetro menor de 10 micrones) y PM2.5 en procesos en los que se usan equipos de control.

    Su desventaja es que maneja como datos de entrada los cdigos de clasificacin de la fuente y de los dispositivos de control, los cuales en Colombia no son usados, ya que aqu se usa generalmente la Clasificacin Internacional Industrial Uniforme de todas las actividades econmicas adaptada para Colombia (CIIU Rev. 3 A.C.).

    12 Adaptado de PM CALCULATOR USERS MANUAL. EPA

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    Figura 14. Interfase PM Calculator

    Cada uno de los mtodos mencionados tiene ventajas y desventajas tcnicas y econmicas que se debern considerar para su aplicacin. Adems se debe tener en cuenta la actividad de la empresa y la informacin reportada por la misma pero, en trminos generales, se sugiere el siguiente orden de preferencia (ver tabla 2).

    Tabla 2. Orden de preferencia para los mtodos de estimacin

    ORDEN MTODO DE ESTIMACIN

    1 Medicin directa o monitoreo

    2 Factores de emisin

    3 Estimacin mediante datos histricos

    4 Balance de materiales

    5 Clculos de ingeniera

    6 Modelos matemticos de emisin

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    4 METODOLOGAS DE CLCULO POR ACTIVIDAD ECONOMICA La industria manufacturera es el mayor componente causante de emisiones dentro de las fuentes fijas. Segn la Encuesta Anual Manufacturera del ao 2004 elaborada por el DANE, en el pas existen 7249 grandes industrias, de las cuales 21% corresponde a industrias relacionadas con la fabricacin de productos alimenticios, que participan con 31% de la produccin bruta nacional. La fabricacin de productos qumicos cuenta con 8% de las grandes industrias del pas y participa con 14% de la produccin bruta nacional. De igual manera, la fabricacin de coque y de productos de la refinacin del petrleo contribuye con 10% de la produccin bruta nacional, a pesar que slo cuenta con menos de 1% de las industrias del pas. Por otro lado, actividades como fabricacin de prendas de vestir y teido de pieles, as como fabricacin de productos de caucho y de plstico, tienen una participacin de 11% y 7% en el nmero de empresas, respectivamente, a pesar que slo contribuyen con el 4% y 5% de la produccin bruta nacional. Por esta razn, de estas y otras actividades caractersticas del pas se presentan de forma mas explicita sus metodologas para estimar emisiones del siguiente tipo de actividades industriales: Ladrilleras y otros productos cermicos no refractarios Produccin de vidrio Produccin de fibra de vidrio Calderas Generacin de energa elctrica Exploracin, perforacin y explotacin de Hidrocarburos Refinacin de petrleo Tanques de Almacenamiento de lquidos orgnicos. Produccin de Panela Tostado de caf y cacao Produccin de alimentos concentrados para animales Produccin de cal Produccin de mezclas asflticas Produccin de coque Produccin de cemento Produccin de concreto Incineracin de residuos Fundicin de metales (fundicin de hierro gris, fundicin secundaria de cobre y otras

    aleaciones y fundicin de hierro y aceros, fundicin de zinc, plomo y aluminio). Produccin de fertilizantes (roca fosfrica, sulfato de amonio) Produccin de cido sulfrico Produccin de cido ntrico

    En este manual se han incluido los diferentes procesos generadores de emisiones al ambiente de las industrias mencionadas anteriormente a pesar de que no todas se clasifiquen como emisiones generadas por chimenea para efectos prcticos

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    4.1 CLCULO DE EMISIONES PARA LA INDUSTRIA LADRILLERA En la produccin de ladrillo y otros productos cermicos hay diferentes procesos donde se generan emisiones atmosfricas, como lo son la extraccin, molienda, tamizado, mezcla, moldeo, secado y coccin. La figura 15 esquematiza las diferentes etapas del proceso de fabricacin de ladrillo.

    Figura 15. Diagrama de flujo de la elaboracin del ladrillo

    Los factores de emisin y sus respectivas calidades, dados por el AP42 para PST, PM10 y PM2.5 para las actividades de procesamiento y manejo en general de la industria ladrillera se muestran en la tabla 3.

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    Tabla 3. Factores de emisin en los procesos de trituracin, molienda, tamizado en la fabricacin de ladrillos y productos cermicos

    FE PST FE NOX FE PM10 CALIDAD DEL

    FACTOR DE EMISION TIPO DE FUENTE

    Kg/t arcilla

    Kg/t arcilla FE PST FE NOX FE PM10

    Almacenamiento (Intemperie) 7.718 No aplica ND No aplica

    Molienda y tamizado en base hmeda 0.01135 No aplica 0.0010442 E E

    Molienda y tamizado en base seca 3.859 No aplica 0.24062 E E

    Molienda y tamizado en base seca con filtro 0.0028148 No aplica 0.0014528 E E

    FE PST FE NOX FE PM10 CALIDAD DEL

    FACTOR DE EMISION TIPO DE FUENTE

    Kg/t ladrillos producidos

    Kg/t ladrillos producidos

    Kg/t ladrillos producidos

    FE PST FE NOX FE PM10

    Trituracin inicial con filtro ND No aplica 0.000590 No aplica E

    Conformado con filtro (contenido de humedad del material entre 5 - 9%, solamente)

    ND No aplica 0.003600 No aplica E

    Secado artificial 0.077000 No aplica ND E No aplica

    Secado artificial con quemador adicional ND 0.044492 ND No aplica E No aplica

    Fuente: Tabla 11.3-1 y Tabla 11.3-3 AP-42 Capitulo 11.3 Brick and structural Clay product manufacturing

    Para el clculo de emisiones en el proceso de coccin usamos el factor de emisin correspondiente al tipo de horno usado (en este caso Hoffman). Los factores de emisin propuestos para las diferentes tecnologas de hornos empleados en esta industria se registran en la tabla 4.

    Tabla 4. Factores de de emisin en la coccin de ladrillos y productos cermicos

    TECNOLOGAS FNOx

    (Kg/t de carbn)

    FSO2 (Kg/t de carbn)

    FPST (Kg/t de carbn)

    Hornos Peridicos Horno Pampa 8.387 14.68 32.04 Horno Colmena 2.07 3.63 7.92

    Hornos continuos Horno Hoffman 1.03 1.8 3.938 Horno Tnel 0.26 0.46 0.99 Horno Vagn No hay No hay 1.51*

    Fuente: Clculos del Grupo IDEAM-UIS. Alternativas Ambientales en los Procesos de la Industria Ladrillera *Estrategias de concentracin para mejorar la calidad del aire en la zona Guayabal-Itagu en el Sector de la industria ladrillera. Ubaldo Hincapi. Maestra en Ingeniera Ambiental. Universidad de Antioquia, 2004.

    Ejemplo: En la ladrillera Arcillas&Arcillas el proceso de fabricacin comienza con la extraccin de la materia prima (arcilla) la cual es apilada a la intemperie dentro de la planta y mensualmente se apilan aproximadamente 3300 toneladas. Esta arcilla es llevada por medio de maquinaria pesada a la tolva dosificadora a fin de iniciar la etapa de molienda en seco. Una vez lograda la granulometra requerida se inicia con la etapa de conformado del ladrillo, para luego ser

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    almacenados bajo techo, a fin de iniciar con el secado, en el cual se retira el exceso de humedad por medio de la temperatura ambiente. Por ltimo se realiza el proceso de coccin en un horno tipo Hoffman, cuyo principio de operacin es el desplazamiento de fuego a lo largo de su trayectoria. Se usa como combustible carbn mineral pulverizado (2 t/da). La produccin mensual en la Ladrillera Arcillas&Arcillas es de 2800 toneladas, lo que equivale a una produccin promedio de 330000 ladrillos. Calcular las emisiones de PST, NOX y SO2 generadas en los diferentes procesos de la planta. Desarrollo: Primero se identifican las emisiones durante cada etapa del proceso.

    Tabla 5. Identificacin de etapas presentes en el caso de estudio

    ETAPA PST SO2 NOX

    Almacenamiento x - - Molienda x - - Conformado x - - Secado x x X Coccin x x X

    Para las etapas de almacenamiento, molienda y conformado (fuentes dispersas del proceso de fabricacin) se determinan las emisiones de material particulado teniendo en cuenta los factores de emisin que presenta la EPA para dichos procesos: Teniendo en cuenta la informacin de la produccin de la ladrillera, de la materia prima apilada (para la etapa de almacenamiento) y los factores de emisin, se aplica la siguiente ecuacin (no hay equipos de control):

    E = A x F Donde: E = Estimado de emisin para la fuente (a nivel de proceso) A = Nivel de actividad (material producido) F = Factor de emisin

    EPST (Molienda) = 4.25 Kg/t * 2800 t/mes * 12 meses/ao = 142800 Kg/ao = 142.8 t/ao

    De manera similar se calculan las otras emisiones; la tabla 6 registra los resultados obtenidos para los procesos de almacenamiento, molienda y conformado.

    Tabla 6. Resumen de resultados obtenidos para el caso planteado para estudio de la industria ladrillera

    ETAPA PRODUCCION

    (t/mes) EPST

    (t/ao) Almacenamiento 3300 673.2 Molienda 2800 142.8 Conformado 2800 1.176

    El secado como es natural se considera que no produce ningn tipo de emisiones. Para el clculo de las emisiones producidas durante la coccin en un horno Hoffman (ver tabla 4) y teniendo en cuenta que la cantidad de combustible usado fue 2 t/da de carbn se aplica la siguiente ecuacin:

    E = A x F

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    Donde: E = Estimado de emisin para la fuente (a nivel de proceso) A = Nivel de actividad (cantidad de combustible) F = Factor de emisin

    Por ultimo se obtienen los siguientes resultados: Tabla 7. Emisin de PST, NOX y SO2 durante la etapa de coccin del caso de estudio de la empresa ladrillera

    ETAPA EPST

    (Kg/da) ENOX

    (Kg/da) ESO2

    (Kg/da)

    Coccin 7.87 2.06 3.6

    4.2 CLCULO DE EMISIONES PARA LA CADENA PRODUCTIVA DEL VIDRIO Los productos de la cadena del vidrio hacen parte del sector productor de minerales no metlicos, al igual que los productos de cermica y cemento, y se encuentran agrupados en el sector CIIU-361. La cadena de vidrio, productos de vidrio y fibra de vidrio est altamente integrada por componentes nacionales, desde las materias primas bsicas hasta el producto final. El componente importado en la fabricacin de vidrio y objetos de vidrio no supera el 16%, y especficamente en la produccin de espejos y fibra de vidrio no pasa de 19%. Slo algunas materias primas provenientes de la industria qumica son importadas13. En Colombia, la cadena de produccin de vidrio esta conformada por los siguientes productos: Vidrio plano grabado Vidrio plano liso (empleado en construccin, empresa automotriz, alimentos y farmacuticos). Envases (48% de la produccin total del sector de vidrio) Cristalera Vidrio para alumbrado Vidrio de seguridad templado Fibra de vidrio

    4.2.1 Produccin De Vidrio La fabricacin de vidrio y de productos de vidrio consta bsicamente de cuatro etapas: Mezclado de materias primas y vidrio reciclado, fusin, moldeo y recocido. La materia prima utilizada consiste bsicamente en: arena silcea, ceniza de soda, caliza, feldespato y brax.

    13 Tomado de: http://www.dnp.gov.co/archivos/documentos/DDE_Desarrollo_Emp_Industria/Vidrio.pdf

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    Figura 16. Etapas bsicas del proceso de fabricacin del vidrio14

    Los productos fabricados en este proceso corresponden a vidrio plano, vidrio para envases y objetos de vidrio prensado y/o soplado. Para este tipo de industrias pueden distinguirse dos tipos de emisiones, unas propias del proceso de combustin (con emisin de partculas) y otras debidas al propio proceso de fabricacin del vidrio en los hornos. Es durante la operacin de fusin de las materias primas es cuando se produce la mayor cantidad de emisiones atmosfricas. Estas consisten tanto en material particulado, como de gases, las cuales estn asociadas al funcionamiento de los hornos de fundido. Las emisiones de material particulado son debidas a la volatilizacin del material contenido en el bao fundido, el cual al combinarse con los gases presentes es emitido en forma de condensado. El material particulado puede contener metales pesados (arsnico, plomo, cadmio, etc.), dependiendo de las materias primas utilizadas. Los gases emitidos consisten principalmente de xidos de nitrgeno (NOX), los que se forman debido a las altas temperaturas alcanzadas en el horno y a la presencia de nitrgeno tanto en el aire de combustin como en las materias primas en fusin. Tambin son emitidos xidos de sulfuro (SOX), formado principalmente a partir del azufre contenido en el combustible, y en menor medida en las materias primas. Como regla general se puede suponer que todo el nitrgeno y azufre contenido tanto en las materias primas como en el combustible, es emitido en la forma de NOX y SOX.

    15 La tabla 8 resume algunos de los factores de emisin para la produccin de vidrio para botellas.

    Tabla 8. Factores de emisin para la fabricacin de vidrio para botellas

    FE PST FE PM10 FE CO CALIDAD DEL FACTOR DE

    EMISION TIPO DE FUENTE Kg/t prod Kg/t prod Kg/t prod FE PST FE PM10 FE CO

    Manipulacin de la materia prima 0.00 ND 0.00 B No aplica B Formado y finalizacin 0.00 ND 0.00 B No aplica B fusin sin control 0.70 0.66 0.10 B E B fusin control con depurador hmedo de baja energa

    0.40 0.66 0.10 B E B

    fusin control con depurador venturi hmedo

    ND 0.66 0.10 N.A. E B

    fusin control con filtro de manga 0.00 0.66 0.10 B E B fusin control con ESP 0.00 0.66 0.10 B E B

    14 Adaptado del AP-42 Glass Manufacturing. EPA 15 GUIA PARA EL CONTROL Y PREVENCIN DE LA CONTAMINACIN INDUSTRIAL-FABRICACIN DE VIDRIO Y PRODUCTOS DE VIDRIO. Santiago de Chile.

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    FE NOX FE SO2 FE VOCs CALIDAD DEL FACTOR DE

    EMISION TIPO DE FUENTE

    Kg/t prod Kg/t prod Kg/t prod FE NOx FE SO2 FE VOCs

    Manipulacin de la materia prima 0.00 0.00 0.00 B B B

    Formado y finalizacin 0.00 0.00 4.40 B B B

    fusin sin control 3.10 1.70 0.10 B B B

    fusin control con depurador hmedo de baja energa

    3.10 0.90 0.10 B B B

    fusin n control con depurador venturi hmedo

    3.10 0.10 0.10 B B B

    fusin control con filtro de manga 3.10 1.70 0.10 B B B

    fusin con control con ESP 3.10 1.70 0.10 B B B

    Fuente: Tabla 11.13-1. Tabla 11.13-3 y Tabla 11.1353 AP-42 Capitulo 11.13 glass fiber manufacturing

    En Colombia la industria del vidrio tiene bsicamente dos grandes sectores: envases de vidrio y vidrio plano. Ejemplo: En la cristalera CRISOR se produce vidrio para botellas, con una produccin de 7000 t/mes. En la etapa de fundido se utiliza un horno de fusin con depurador Venturi, el cual tiene una eficiencia de remocin del 90%. Se usa como combustible carbn a razn de 10 t/da y la frecuencia de trabajo es de 24 h/da y 7 das a la semana. Desarrollo: Teniendo en cuenta la informacin de la produccin de la cristalera, los factores de emisin y la eficiencia del equipo de control, se aplica la siguiente ecuacin: