Contaminación industrial

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 26 Mayo 2023; Visto: 239

Los residuos industriales se refieren a aquellos materiales que se producen en grandes cantidades y que no son utilizables de ninguna manera. La definición de residuo puede ser subjetiva, ya que lo que puede ser considerado como desperdicio para una persona, puede ser un recurso valioso para otra. Sin embargo, es importante contar con una definición estricta, clara y legal que cumpla con las regulaciones vigentes.

Existen diversos tipos de residuos generados por las industrias. Estos residuos están asociados no solo con la producción de materias primas y su transformación en el lugar de uso, sino también durante los procesos de fabricación, procesamiento y empaquetado (Fig. 3.1) [I].

Para ilustrar esto, podemos tomar como ejemplo la industria alimentaria del maíz. Esta industria involucra el cultivo y cosecha del maíz en los campos, su transporte a una planta de procesamiento para la producción de alimentos como harina de maíz, aceite de maíz, carboximetilcelulosa y glucosa. Durante este proceso, se generan grandes cantidades de residuos, como aguas residuales y cáscaras de maíz. Estos subproductos pueden ser reutilizados, por ejemplo, las aguas residuales pueden utilizarse para el riego de tierras y las cáscaras de maíz pueden ser aprovechadas en la alimentación animal. Sin embargo, si por alguna razón no pueden ser utilizados de manera adecuada, se convierten en residuos.

El aumento en la regulación de la gestión de residuos industriales ha llevado a la necesidad de contar con una definición precisa de los diferentes tipos de residuos, especialmente para otorgar licencias a instalaciones de gestión de residuos. En general, la naturaleza de los residuos es heterogénea, lo que los hace materiales difíciles de describir, definir y clasificar.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 26 Mayo 2023; Visto: 247

En todo el mundo existen miles de fábricas que están contaminando la atmósfera, los cuerpos de agua y la tierra al liberar sustancias químicas tóxicas, metales, gases, partículas y líquidos. Estos productos químicos tóxicos son liberados por refinerías petroquímicas, plantas de productos químicos, procesamiento de metales, refinación, acabado, industria farmacéutica, pintura, pesticidas, fertilizantes, cemento, plantas de fabricación de vidrio, explosivos y plásticos.
Ejemplos de estos productos químicos se proporcionan en la siguente tabla:

Óxidos de azufre y otros compuestos de azufre
Óxidos de nitrógeno y otros compuestos de nitrógeno
Óxidos de carbono
Compuestos orgánicos y productos de oxidación parcial
Metales, metaloides y sus compuestos
Asbestos (partículas en suspensión y fibras), fibra de vidrio y fibras minerales
Halogenuros y sus compuestos, fósforo y sus compuestos, y partículas
Liberación al agua: sustancias prescritas
Mercurio y sus compuestos
Cadmio y sus compuestos
Todos los isómeros del hexaclorociclohexano
Todos los isómeros del DDT
Pentaclorofenol y sus derivados
Hexaclorobenceno
Hexaclorobutadieno
Aldrín
Dieldrín
Endrín
Bifenilos policlorados
1,2-dicloroetano
Todos los isómeros del triclorobenceno
Atrazina
Simazina
Compuestos de tributilestaño
Compuestos de trifenilestaño
Triflualina
Fenitrotión
Azinfos-metilo
Malatión
Endosulfán
Liberación a la tierra: sustancias prescritas
Solventes orgánicos
Azidas
Halogenuros y sus compuestos covalentes
Carbonilos metálicos
Compuestos organometálicos
Agentes oxidantes
Dibenzofurano policlorado
Dibenzo-p-dioxina policlorada
Bifenilos, terfenilos y naftalenos polihalogenados
Fósforo
Pesticidas
Metales alcalinos y sus óxidos, y metales alcalinotérreos y sus óxidos
Material particulado
Monóxido de carbono
Cloruro de hidrógeno
Dióxido de azufre
Óxido de nitrógeno
Plomo y sus compuestos
Cadmio y sus compuestos
Mercurio y sus compuestos
Dioxinas
Furanos

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 26 Mayo 2023; Visto: 220

La clasificación de los desechos no solo depende del tipo de industria que los genera, sino también del tipo de desecho en sí. En un amplio espectro, el término "desecho" abarca las siguientes categorías:

Inactivo
Baja actividad
Biodegradables
Chatarra
Desechos generales contaminados
Desechos sanitarios
Asbestos (amianto)
Desechos oleosos
Solventes y CFCs
Desechos químicos orgánicos
Desechos radiactivos
Explosivos
Polvo

La contaminación es la principal preocupación ambiental en la gestión de desechos.
El medio ambiente ha sido considerado como un receptor de todos los desechos.
Los materiales se liberan en la atmósfera y los cursos de agua, o se depositan en vertederos, donde se diluyen o dispersan aún más mediante la degradación natural causada por el clima. Los procesos naturales, biológicos y geoquímicos pueden hacer frente a esos flujos a niveles bajos sin provocar cambios en el entorno. Sin embargo, a medida que aumentan los niveles de emisiones debido al aumento de la actividad humana o el progreso industrial, los procesos naturales no tienen la capacidad suficiente para prevenir estos cambios. En algunos casos extremos, la sobrecarga del proceso natural de renovación puede colapsar por completo, afectando gravemente el entorno.
La contaminación ambiental causada por la actividad humana también tiene un impacto en la sociedad a través del deterioro de la calidad del medio ambiente.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 201

La contaminación industrial no solo ha afectado al medio ambiente, sino también a la comunidad humana en general. Sus efectos se manifiestan en la calidad del aire. Las emisiones de gases tóxicos, productos químicos y partículas han creado problemas para las personas que viven en ciudades y suburbios cercanos a plantas industriales. Estas emisiones pueden provocar náuseas, alergias, irritación ocular, enfermedades respiratorias y otras dolencias. El daño causado por estos contaminantes se evidencia en el agotamiento de la capa de ozono y el aumento de los niveles de CO2, lo que contribuye al calentamiento global.

El 24 de marzo de 1986, a las 6:30 a.m., un bungalow ubicado en la Avenida Clarke 51, en Loscoe, Derbyshire, fue completamente destruido por una explosión de gas proveniente de un vertedero de metano. Los tres ocupantes resultaron heridos. El bungalow se encontraba a tan solo 70 metros del sitio del vertedero de Loscoe, rodeado de viviendas. Dicho vertedero era una antigua cantera que había sido utilizada para la extracción de arcilla, piedra y carbón antes de 1879. En 1973, comenzó a recibir desechos domésticos a una tasa de 100 toneladas al día. La disposición de desechos cesó en 1982 y en 1984 se cubrió el sitio con una capa poco permeable, seguida de una cobertura más extensa en 1986.

La identificación del gas del vertedero como la causa de la explosión se basó en la composición del gas, que consistía en un 60% de metano y un 40% de dióxido de carbono, características propias del gas de vertedero. Además, se observaron daños localizados en la vegetación antes de la explosión, los cuales se atribuyeron al gas del vertedero. El análisis de las características geológicas de las rocas subyacentes en el sitio de Loscoe reveló la presencia de areniscas permeables y vetas de carbón, lo que permitía la migración del gas. Las explosiones durante las operaciones de la cantera y los pozos excavados también pudieron haber creado vías de migración para el gas del vertedero. Este gas migró a través de los lechos permeables de arenisca, acumulándose y formando una mezcla explosiva con el aire. Este incidente, junto con muchos otros, ilustra cómo la contaminación del aire puede causar daños no solo a la propiedad, sino también a la vida humana.

La contaminación ambiental generada por la actividad industrial también ha tenido un impacto en la sociedad a través del deterioro de la calidad de vida. Un ejemplo notable es el famoso Incidente de Bhopal en la planta de Union Carbide en Madhya Pradesh, India, donde más de 2000 personas perdieron la vida como resultado de una fuga de isocianato de un tanque de almacenamiento.

Los desechos líquidos generados por las industrias metalúrgicas y de refinación han contaminado los recursos hídricos naturales, que son esenciales para los seres humanos. Por ejemplo, la descarga de cromo y cadmio en los procesos industriales ha contaminado fuentes de agua cercanas, y el consumo de esta agua ha provocado enfermedades como la osteofluorosis, la insuficiencia hepática, la ceguera y defectos de nacimiento.

En comparación con los desechos líquidos, los desechos sólidos han planteado aún más problemas. Estos residuos pueden provenir tanto de fuentes municipales como industriales. Su eliminación plantea un desafío considerable. Pueden ser depositados en vertederos, utilizados como compost, reciclados para obtener metales puros o empleados en la fabricación de otros productos útiles. Además, los residuos sólidos que no contengan materiales inflamables pueden ser incinerados, y la energía resultante puede utilizarse para la generación de electricidad y producción de vapor para fines de calefacción.

Sin embargo, los contaminantes almacenados en los vertederos pueden lixiviar y causar contaminación de las fuentes de agua subterránea. Para abordar todos estos problemas, es fundamental implementar medidas de prevención y gestión de residuos en la fuente, ya sea durante su producción o en el proceso final de tratamiento. Al practicar la prevención, las industrias pueden contribuir a la protección del medio ambiente, al tiempo que mejoran su rentabilidad y producción. Es necesario que la industria modifique sus métodos de producción para reducir la generación de residuos en su origen.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 208

La prevención eficaz de la contaminación industrial es indudablemente mejor que buscar soluciones una vez que los daños ya están causados. El primer objetivo debe ser reducir la cantidad de residuos producidos, y en caso de que no se pueda evitar completamente, gestionarlos adecuadamente y minimizar la carga general asociada al sistema de gestión de residuos [8].

Para lograr una reducción en la producción de residuos, es crucial evaluar adecuadamente el potencial de generación de residuos en una industria. Este proceso debe comenzar desde la adquisición de las materias primas, considerando su tipo, naturaleza, proceso de conversión en productos, embalaje y posibilidades de reciclaje y reutilización, en caso de ser factibles.

La prevención de la contaminación puede mejorar las condiciones ambientales al reducir la generación de residuos (Fig. 3.4) [9]. Esto también puede abordar los graves problemas causados por el agotamiento de la capa de ozono y el calentamiento global.

Además, la prevención y el control de la contaminación también conllevan beneficios económicos. Aunque la gestión de residuos y el reciclaje en la mayoría de los casos pueden aumentar los costos de producción, a largo plazo, se amortiza la inversión inicial. Los beneficios económicos se traducen en la reducción de la cantidad de residuos producidos o tratados y disposición final, así como en la reducción del consumo de materia prima.

El segundo paso crucial es la modificación del proceso de producción, que implica reemplazar las materias primas que contienen sustancias peligrosas, optimizar el proceso y considerar el tipo de materia prima utilizada. También se deben identificar las fuentes de fugas y derrames en el proceso, y se debe realizar una separación adecuada entre residuos peligrosos y no peligrosos, así como entre los reciclables.

La tercera parte es la gestión de residuos, que incluye el reciclaje y la reutilización. La modificación de la planta debe tener en cuenta la mínima o nula producción de residuos, mediante la instalación de nuevos equipos de control de la contaminación. Asimismo, es posible potenciar las opciones de recuperación y reciclaje dentro de las propias instalaciones.

La implementación de estos pasos permitirá a las industrias avanzar hacia una producción más limpia y sostenible, minimizando su impacto ambiental y promoviendo una gestión responsable de los recursos. La prevención de la contaminación industrial no solo es esencial para la protección del medio ambiente, sino que también genera beneficios económicos a largo plazo, mejorando la eficiencia y reduciendo los costos asociados con la gestión de residuos.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 206

Con el objetivo de explorar todas las oportunidades para reducir los residuos en los procesos industriales, es deseable contar con un enfoque sistemático que considere todos los factores relevantes. Estos factores incluyen la ubicación de las fuentes de aguas residuales, la disponibilidad de opciones para reducir estos desperdicios y la determinación de su viabilidad económica. Para lograr esto, se requiere un equipo de expertos que incluya gerentes, operadores de planta, ingenieros, analistas ambientales, economistas y otros, con los siguientes objetivos claros:

Evaluación de la fuente: Se debe evaluar de manera exhaustiva la generación de residuos en la planta, comprendiendo en profundidad el proceso y las corrientes de residuos generadas. Esto se considera la mejor opción para reducir eficazmente estos residuos.

Valorización de los residuos generados: Se debe determinar el valor económico y las posibilidades de recuperación de los residuos generados en el proceso industrial.

Viabilidad económica del procedimiento de recuperación: Es importante evaluar la viabilidad económica de implementar un proceso de recuperación de residuos, considerando tanto el costo de capital como los costos operativos asociados.

Implementación por parte de la organización: Una vez que se han evaluado las opciones disponibles y se ha determinado su viabilidad técnica y económica, se procede a la implementación por parte de la organización.

Evaluación de la generación de residuos

La evaluación de la generación de residuos debe comenzar recopilando información sobre el proceso y el funcionamiento de la corriente de residuos de la planta. Es fundamental comprender en profundidad el proceso y las corrientes de generación de residuos para identificar las mejores opciones de reducción. La información sobre los flujos de residuos de la instalación se puede recopilar de diversas fuentes, como boletines ambientales, manifiestos de residuos peligrosos, ensayos de residuos y límites permisibles. Es esencial tener una buena comprensión de la cantidad y el procesamiento de los residuos generados, lo cual proporciona una imagen clara sobre el tipo, la naturaleza, la cantidad, la frecuencia de vertido y los costos asociados con su gestión.

Después de recopilar esta información, se deben establecer prioridades para las fuentes de residuos peligrosos, teniendo en cuenta el cumplimiento de las regulaciones ambientales. Esto implica considerar la naturaleza peligrosa de los residuos, el potencial de minimización, los costos de eliminación, las instalaciones disponibles y el presupuesto asignado.

A continuación, se deben explorar las posibles formas de reducir los residuos. Cada opción potencial debe evaluarse en comparación con otras opciones disponibles. Estas opciones pueden incluir literatura publicada, procedimientos de conferencias, proveedores de equipos, agencias ambientales estatales y consultores. Se deben considerar méritos como bajos costos de capital, reducción de costos operativos, disminución de riesgos asociados a los residuos, período de recuperación corto, facilidad de implementación y carga económica general.

Viabilidad de la prevención de la contaminación industrial

La viabilidad de las opciones seleccionadas se evalúa en base a tres aspectos principales: evaluación técnica, evaluación económica e implementación.

La evaluación técnica se realiza para evaluar la eficiencia del nuevo proceso propuesto. Este proceso debe ser compatible con el proceso existente, teniendo una aplicación y rendimiento similares. Además, se espera que reduzca tanto el impacto ambiental como los desechos tóxicos.

La evaluación económica se lleva a cabo considerando la rentabilidad y el período de recuperación de la inversión de la instalación de un nuevo sistema de minimización de residuos. Esta evaluación económica incluye tanto los costos de capital como los costos operativos. Los costos de capital están involucrados en el diseño, la compra y la instalación de las nuevas unidades, mientras que los costos operativos están relacionados con la ejecución anual del proceso. Para que un proceso sea económicamente viable, tanto los costos de capital como los costos operativos deben mostrar un período de recuperación adecuado y una rentabilidad en términos de mejora en la calidad del producto, reducción de la generación de residuos y costos de disposición.

La factibilidad de implementación

Una vez que se han considerado los aspectos técnicos y económicos del programa de minimización de residuos, se califica la opción para su implementación. Después de la implementación, es crucial monitorear y evaluar periódicamente el proceso para determinar su eficiencia. En caso contrario, pueden ser necesarias modificaciones para lograr los beneficios esperados. Un enfoque exitoso de evaluación de minimización de residuos implica las siguientes etapas.

En conclusión, la evaluación sistemática de la generación de residuos y la implementación de medidas de prevención de la contaminación industrial son fundamentales para promover una producción más limpia y sostenible. La consideración de factores técnicos, económicos y de implementación garantiza una reducción efectiva de los residuos y una gestión responsable de los recursos, lo que contribuye tanto a la protección del medio ambiente como a los resultados económicos positivos para las organizaciones industriales.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 232

Una vez que se ha identificado la oportunidad de reducir residuos a través del programa de evaluación de prevención de la contaminación, es crucial implementar un programa de gestión de residuos en la instalación. Este programa se enfoca en la reducción de los desechos contaminantes desde su origen dentro del proceso, lo cual es considerado la opción más deseada en la jerarquía de prevención de la contaminación. Al evitar la generación de residuos en su origen, se puede eliminar la problemática del manejo y disposición de residuos. Existen diversas opciones procedimentales disponibles para minimizar la generación de residuos.

La mayoría de las opciones de reducción de fuentes implican un cambio en los procedimientos o en las actividades organizativas. Estas opciones no requieren una gran inversión de capital ni tiempo. Hay dos tipos de cambios en los productos: cambio de procedimiento y cambio de tecnología.

El cambio de procedimiento implica la gestión, organización y funciones del personal de producción. Al reevaluar los procedimientos de la planta, a menudo se pueden identificar oportunidades de reducción que son relativamente económicas y fáciles de implementar. Muchas de estas medidas, utilizadas principalmente en la industria para mejorar la reducción de residuos, pueden implementarse en todas las áreas de una planta. Por lo general, requieren bajos costos de capital y resultan en un alto retorno de la inversión. Los cambios de procedimiento pueden incluir:
Buena limpieza: implica el transporte y almacenamiento cuidadoso de las materias primas entrantes para minimizar los derrames durante el manejo. Esto se puede lograr utilizando vehículos de transporte a prueba de fugas con carga y descarga automáticas, cintas transportadoras y tanques sellados para el almacenamiento de materias primas.
Prevención de pérdidas: minimiza los desperdicios al evitar derrames y fugas de equipos durante el proceso. La forma más eficaz de reducir la cantidad de residuos generados por vertidos es mediante modificaciones preventivas, prácticas, capacitación e inspecciones regulares del equipo para garantizar que los derrames no ocurran en primer lugar. La limpieza de derrames químicos con un adsorbente típico puede generar residuos adicionales. Se pueden adoptar varios procedimientos en el diseño y las operaciones de la planta para reducir la probabilidad de derrames, como el control y supervisión en la carga, descarga y transferencia de sustancias peligrosas, el uso de tanques y contenedores de almacenamiento adecuadamente diseñados, el mantenimiento de la integridad física de los tanques y contenedores, la instalación de brazos rebosaderos y cierres automáticos de bombas, y la capacitación de los empleados para el manejo y tratamiento cuidadoso de las materias primas y el proceso.
Manejo de materiales: incluye programas para reducir la pérdida de material debido a un manejo deficiente, vencimiento de la vida útil y condiciones de almacenamiento. Un manejo y traslado adecuados de los materiales almacenados reducen las posibilidades de derrames. La capacitación adecuada de los empleados que trabajan en los procesos y el traslado de materiales, proporcionando un espacio adecuado para los contenedores almacenados y etiquetado adecuado, son formas eficientes de garantizar la reducción de la producción de residuos. Un control de inventario deficiente puede resultar en un exceso de existencias o eliminación de material caducado. Para evitar esta práctica inadecuada y la pérdida económica resultante, se puede implementar un sistema informatizado de control de inventario para monitorear el envío, almacenamiento, solicitudes de materias primas y seguimiento del material.
Prácticas conjuntas del personal: es fundamental que todos los empleados estén conscientes de los procedimientos de gestión de residuos para que puedan adherirse eficientemente a la reducción de residuos. La implementación de programas de concientización y capacitación, como el cumplimiento de las normas ISO, puede ayudar a fomentar la participación de los empleados en la reducción de residuos. Esto se puede lograr mediante una capacitación adecuada, así como otorgando incentivos, bonificaciones y otros programas para alentar a los empleados a contribuir a la prevención de la contaminación.

Una adecuada gestión de residuos implica también la segregación adecuada de los residuos en peligrosos y no peligrosos. Esto reduce el volumen de residuos peligrosos al evitar la mezcla con residuos no peligrosos. La separación de residuos peligrosos y no peligrosos puede reducir significativamente la cantidad de un tipo de residuo, lo que a su vez disminuye los costos de tratamiento o eliminación. Además, estos residuos pueden ser reducidos o enviados a una planta de tratamiento fuera del sitio para su recuperación.

Otra forma de reducir la producción de residuos es mantener las corrientes residuales de aguas residuales separadas del agua contaminada, así como mantener la corriente de solventes separada de los materiales peligrosos. Los solventes de limpieza y las aguas residuales pueden ser recuperados y reutilizados, lo que reduce los costos operativos.

En conclusión, la gestión eficiente de residuos industriales implica implementar cambios de procedimiento, capacitación adecuada, control de inventario, segregación adecuada de residuos y conciencia del personal. Estas medidas pueden reducir la generación de residuos, minimizar el impacto ambiental y mejorar la eficiencia de los procesos industriales. Al adoptar enfoques proactivos y sostenibles, las empresas pueden lograr una gestión responsable de los residuos y contribuir a un entorno más limpio y saludable.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 215

Introducción:

Las actividades industriales suelen generar una cantidad significativa de residuos, lo que provoca contaminación ambiental y pérdidas económicas. Para abordar este desafío, los avances tecnológicos y las modificaciones de los procesos pueden desempeñar un papel crucial en la reducción de residuos. En este artículo exploraremos el potencial del cambio tecnológico como medio para minimizar la generación de residuos en entornos industriales. Al implementar soluciones innovadoras, las empresas pueden mejorar la calidad del producto, optimizar la utilización de recursos y minimizar la producción de residuos, logrando una operación más sostenible y eficiente.

Cambio de proceso:
Un enfoque eficaz para reducir residuos es a través del cambio de proceso. Esto implica modificar los procedimientos existentes mediante la introducción de nuevas operaciones unitarias o la adopción de tecnologías avanzadas para reemplazar prácticas obsoletas. Al reevaluar y optimizar las secuencias de procesos, las industrias pueden agilizar sus operaciones, minimizar las pérdidas de materiales y mejorar la eficiencia general. Los cambios en los procesos ofrecen oportunidades para optimizar las condiciones de reacción, los tiempos de residencia, los insumos de materia prima y otros parámetros críticos para lograr tasas de conversión más altas, reduciendo así la generación de residuos de manera significativa.

Cambios en equipos, tuberías o diseño:
Los equipos ineficientes y las tuberías mal diseñadas pueden contribuir a la generación de residuos. Reemplazarlos por equipos modernos y eficientes puede reducir considerablemente la producción de residuos. Si bien la adquisición de nuevos equipos puede requerir una inversión inicial, esta puede justificarse mediante una mayor productividad, la reducción de los costos de materias primas y la disminución de la generación de residuos y su manejo. Muchos cambios en los equipos son económicos y simples, lo que hace imperativa su implementación considerando el costo de los materiales de desecho reducidos.

Cambios en la configuración operativa:
La optimización de la configuración operativa es otra forma de reducir la generación de residuos. Esto incluye ajustar las condiciones del proceso, como la temperatura, presión, caudal, tiempo de residencia, tasa de aireación, velocidad de entrada de materia prima, entre otros. Estos cambios suelen representar las formas más fáciles y económicas de reducir la generación de residuos. Cuando un proceso opera en sus parámetros óptimos, produce menos residuos. Realizar pruebas y ajustes puede ayudar a determinar la configuración óptima real. Por ejemplo, mantener uniforme el grosor del recubrimiento de cromo en utensilios de aluminio, haciéndolos resistentes a la corrosión, mediante la optimización del tiempo de inmersión en la solución de cromo, puede reducir la producción de residuos.

Cambio de material de entrada:
La prevención de la contaminación también se puede lograr mediante el cambio de material de entrada. Esto implica reducir o eliminar el material de desecho que ingresa inicialmente al proceso. Los cambios en los materiales también se pueden realizar para reducir la generación de residuos dentro de un proceso de producción. Esto se puede lograr mediante la sustitución o la purificación o concentración de materiales. El nuevo material sustituido es o bien muy puro o tiene una cantidad reducida de componentes peligrosos, lo que produce menos contaminantes o genera menos residuos y cumple con las especificaciones del producto final. Los mejores candidatos para la sustitución son los materiales no tóxicos y no peligrosos.

Cambio de producto:
La industria farmacéutica siempre busca desarrollar medicamentos nuevos y mejorados que tengan menos efectos secundarios. Este desafío de producir nuevos productos también es válido para otras industrias. Los productores buscan constantemente formas de introducir nuevos productos con el objetivo de reducir la generación de residuos resultante. Por ejemplo, se han reemplazado las pinturas que contienen plomo por aquellas que no lo contienen. Los solventes orgánicos utilizados en los productos de limpieza se han sustituido por productos a base de agua para reducir las emisiones volátiles de sustancias peligrosas o tóxicas a la atmósfera.

Conclusiones:
El cambio tecnológico ofrece amplias oportunidades para reducir la generación de residuos en los procesos industriales. Mediante modificaciones en los procesos, equipos, materiales y productos, las empresas pueden mejorar la eficiencia, minimizar los impactos ambientales y lograr una producción más sostenible. Es fundamental que las industrias abracen la innovación y consideren estos cambios tecnológicos como inversiones a largo plazo en la calidad del producto, la competitividad y la protección del medio ambiente. Al adoptar enfoques orientados hacia la prevención de la contaminación, las empresas pueden avanzar hacia una producción más limpia y responsable.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 221

Introducción:

El reciclaje desempeña un papel fundamental en la reducción de la generación de residuos y la promoción de una economía circular sostenible. Mediante el uso y reutilización de materiales, así como la recuperación de recursos valiosos, el reciclaje permite dar un nuevo propósito a los materiales desechados y contribuye a la conservación de los recursos naturales. En este artículo, exploraremos los diferentes tipos de procesos de reciclaje y las opciones disponibles para su implementación efectiva en entornos industriales.

Reciclaje preconsumo:
El reciclaje preconsumo implica la reutilización de materiales, productos y subproductos dentro del mismo proceso original antes de llegar al consumidor final. Estos materiales se reciclan internamente en la cadena de producción, evitando así su eliminación como residuos. El reciclaje preconsumo puede generar beneficios significativos, como la reducción de los costos de materias primas y la minimización de la generación de residuos en etapas tempranas del proceso de producción.

Reciclaje posconsumo:
El reciclaje posconsumo se refiere a los materiales que han cumplido su ciclo de vida útil y se han separado de los residuos sólidos con el propósito de ser reciclados. Estos materiales se someten a procesos de clasificación y transformación para ser reintroducidos en la cadena de producción. El reciclaje posconsumo ofrece beneficios ambientales y económicos al reducir la demanda de nuevas materias primas y disminuir la cantidad de residuos enviados a los vertederos.

Opciones de reciclaje:
Existen diferentes opciones de reciclaje que las empresas pueden considerar para maximizar la eficiencia y los beneficios del proceso.

Uso/reutilización en el mismo lugar: Después del proceso de reciclaje, los materiales recuperados pueden ser reutilizados directamente en el mismo lugar sin afectar la calidad del producto final. Esta opción ofrece la ventaja de minimizar la generación de residuos y reducir los costos asociados con su eliminación. La viabilidad económica de esta opción depende del valor del material recuperado y los costos asociados con su reciclaje.
Recuperación externa: En casos en los que la cantidad de residuos generados en el lugar de origen no es suficiente para justificar un sistema interno de reciclaje, la recuperación externa puede ser una opción viable. En este enfoque, los materiales recuperados se envían a instalaciones externas especializadas para su reciclaje. La eficacia de esta opción depende de la pureza de los residuos y la existencia de mercados para los materiales recuperados.
Recuperación de energía: En algunos casos, los residuos pueden utilizarse como combustible alternativo o complementario en unidades de generación de energía. Esto implica aprovechar la energía contenida en los residuos para generar electricidad o calor, lo que contribuye a la autogeneración de energía en las instalaciones industriales. Por ejemplo, en una fábrica de azúcar de caña, los residuos generados a partir del lavado y secado de la caña pueden utilizarse como combustible para la generación de energía.

Conclusión:
El reciclaje desempeña un papel vital en la reducción de la generación de residuos y la promoción de prácticas empresariales sostenibles. Mediante la implementación de procesos de reciclaje efectivos, las industrias pueden optimizar la utilización de recursos, minimizar los impactos ambientales y generar beneficios económicos. Es esencial que las empresas adopten un enfoque integral de gestión de residuos, que incluya la prevención, el reciclaje y la valorización de los materiales. Al hacerlo, contribuirán a la construcción de un futuro más sostenible y resiliente.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 213

Introducción:

En la búsqueda de soluciones efectivas para la gestión de residuos, se han desarrollado diversas tecnologías de reciclaje que permiten recuperar componentes valiosos a partir de desechos. Estas tecnologías abarcan la recuperación de líquidos a partir de líquidos, líquidos a partir de sólidos, sólidos a partir de sólidos, sólidos a partir de gases, entre otros. En este artículo, exploraremos algunas de las tecnologías de reciclaje más comunes y su aplicación en la separación de distintos tipos de materiales.

Separación vapor-líquido:
Existen dos técnicas importantes utilizadas para separar el vapor del líquido:

Destilación:
La destilación es el proceso de separación en fase líquida más ampliamente utilizado para recuperar componentes orgánicos de corrientes de desechos peligrosos. Este método se basa en calentar el líquido para convertirlo en vapor, el cual posteriormente se condensa de nuevo en líquido. La destilación puede realizarse mediante destilación fraccionada continua (DFC) o por destilación en lotes. La DFC se utiliza para líquidos con puntos de ebullición cercanos, mientras que en el proceso en lotes se pueden separar líquidos con amplias diferencias de puntos de ebullición. Sin embargo, la destilación no puede utilizarse para separar residuos espesos, como lodos o fangos.

Evaporación:
La evaporación es una técnica que se emplea para eliminar compuestos volátiles y disolventes líquidos de suspensiones, barros, sólidos en suspensión o sólidos disueltos. El objetivo de la evaporación es concentrar una solución que contiene un soluto no volátil en un disolvente volátil. Esto se logra calentando la solución que contiene los sólidos para evaporar el líquido y obtener una solución más concentrada. Existen diferentes tecnologías de evaporación, como la evaporación en tanques abiertos, la evaporación de efecto múltiple, el secado en tambores, el secado en tubos, el secado con agitador, entre otros. Por ejemplo, la eliminación de finas hebras de caña de azúcar de la melaza en la industria azucarera es un ejemplo de secado en tambor para separar sólidos de líquidos.

Separación sólido-líquido:
Las técnicas disponibles para la separación de sólidos y líquidos incluyen la filtración, la centrifugación y la sedimentación.

Filtración:
La filtración es el proceso mediante el cual se eliminan partículas sólidas en suspensión de un líquido. El líquido que contiene partículas sólidas se hace pasar a través de un medio poroso, como una tela, un lienzo, un papel, una pantalla o una capa de arena, obteniendo así un líquido claro. El tipo de medio poroso utilizado depende del tamaño de las partículas sólidas. Para partículas pequeñas se utilizan filtros con poros muy pequeños, mientras que para partículas más grandes se puede emplear arena. El flujo del líquido puede ser por gravedad, presión positiva o vacío. La elección del medio depende del tamaño de la partícula sólida.

Centrifugación:
La centrifugación es la separación de sólidos y líquidos bajo la influencia de la fuerza centrífuga. El líquido que contiene diferentes partículas con densidades diferentes se hace girar a una velocidad muy alta en un sistema cerrado, donde se asientan en el fondo según su densidad. Esta técnica se utiliza comúnmente como paso preliminar antes de utilizar otro método de reciclaje adicional.

Sedimentación:
La sedimentación se basa en el principio de la fuerza de gravedad para separar partículas sólidas de líquidos. Las partículas pequeñas se depositan en el fondo de los tanques de sedimentación. Esta técnica no es intensiva en energía y se utiliza principalmente para corrientes de desechos que contienen tanto líquidos como sólidos con una baja concentración de sólidos contaminados.

Separación líquido-líquido:
La separación líquido-líquido se puede lograr mediante dos métodos: extracción con solventes y decantación.

Extracción con solventes:
En este método, se extraen moléculas orgánicas, metales solubles y otros materiales de corrientes acuosas y no acuosas mediante el uso de otros solventes orgánicos. Aunque es una técnica muy establecida, rara vez se utiliza para tratar contaminantes. Solo algunos contaminantes orgánicos, como los CFC y los fenoles, se eliminan mediante esta técnica. Es posible concentrar previamente el contaminante y recuperarlo mediante este método.

Decantación:
Cuando se mezclan dos líquidos inmiscibles, el que contiene el contaminante se puede separar del otro en función de sus densidades. El líquido se introduce en un tanque de decantación donde un líquido de alta densidad se permite que se asiente en el fondo y se separan las dos capas. Por ejemplo, el proceso de decantación se utiliza para separar aceites de corte de los residuos.

Recuperación de solutos:
Hasta ahora hemos discutido la gestión de residuos de un soluto en un solvente. Ahora vamos a abordar la recuperación de solutos para su reutilización. Existen diferentes métodos de recuperación de solutos, como la precipitación, el intercambio iónico, la ultrafiltración y la ósmosis inversa.

Precipitación:
Este método implica la alteración del equilibrio iónico para producir un precipitado insoluble. Se añade un agente precipitante, como soda cáustica, cal, sulfuro, sulfato o carbonato, a diferentes soluciones según sea necesario para precipitar los metales de interés. Se requiere conocimientos previos para llevar a cabo la precipitación. La mayoría de los metales recuperados de las corrientes de desechos se precipitan mediante esta técnica. Por ejemplo, el cromo y el cadmio se precipitan en forma de sulfuros. La precipitación es un método eficaz y confiable de tratamiento. El lodo resultante puede ser reprocesado para la recuperación de metales o para su disposición final.

Intercambio iónico:
El intercambio iónico es un proceso en el cual los iones solubles de metales, ácidos inorgánicos y orgánicos se absorben en una superficie sólida que contiene especies transportadoras de carga opuesta en una columna o lecho. Luego, se tratan los lechos de columna para eliminar específicamente los metales, iones, ácidos adsorbidos, y así sucesivamente. Los iones recolectados mediante este proceso pueden ser inofensivos o perjudiciales, dependiendo de si se necesita reutilizarlos o desecharlos. Por ejemplo, la aplicación común del intercambio iónico es el método de recuperación de cromo hexavalente a partir de desechos de galvanoplastia. Otros ejemplos incluyen la eliminación de cobre y plomo en la fabricación de latón y baterías, respectivamente.

Ultrafiltración:
Se utiliza una membrana con un tamaño de poro muy pequeño para eliminar solutos o coloides de corrientes de desechos presurizados. Retiene las partículas más grandes y permite el paso del disolvente y las partículas pequeñas de interés. Mediante este proceso, se pueden filtrar partículas muy pequeñas de iones metálicos para su uso en la industria de pinturas electroforéticas. Las partículas de mayor tamaño retenidas se devuelven al tanque de pintura electroforética para su reutilización.

Ósmosis inversa:
La ósmosis inversa es un proceso mediante el cual un soluto se permite mover a través de una membrana semipermeable bajo la influencia de un gradiente de concentración. Este proceso puede eliminar compuestos orgánicos e inorgánicos disueltos de una corriente acuosa, permitiendo que las moléculas del disolvente pasen a través de la membrana y retengan las moléculas del soluto. La membrana puede ser micro o mesoporosa, iónica o no iónica. Se aplica un gradiente de presión suficiente a la solución concentrada para superar la presión osmótica y forzar un flujo neto a través de la membrana hacia una fase diluida. Este proceso aumenta constantemente la concentración del soluto en un lado de la membrana, mientras que un solvente relativamente puro se transporta a través de la membrana. Se pueden separar iones y compuestos moleculares pequeños en solución verdadera de un disolvente mediante esta técnica. Este proceso se utiliza ampliamente en plantas desalinizadoras de agua de mar, donde se obtiene agua purificada a partir de una alta concentración de sal en el agua de mar. En la industria de fabricación de metales, este método de purificación se utiliza en emulsiones de herramientas de corte mezcladas con aceite y agua, que contienen una alta concentración de metales. Una unidad de ósmosis inversa separa el aceite del agua para su reutilización.

Conclusiones:
Las tecnologías de reciclaje desempeñan un papel crucial en la gestión de residuos industriales, permitiendo la recuperación de componentes valiosos y reduciendo el impacto ambiental. Las técnicas de separación vapor-líquido, sólido-líquido y líquido-líquido mencionadas en este artículo ofrecen una amplia gama de opciones para tratar diferentes tipos de materiales y corrientes de desechos. Es importante seleccionar la tecnología de reciclaje adecuada según las características del residuo y los componentes a recuperar. Además, es esencial cumplir con las regulaciones ambientales y de seguridad aplicables para garantizar un tratamiento adecuado de los desechos. Con el avance continuo de la tecnología, es probable que se desarrollen nuevas técnicas de reciclaje y mejoren las existentes, lo que nos permitirá lograr una gestión de residuos más eficiente y sostenible en el futuro.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 226

Introducción:

Antes de abordar los métodos finales de eliminación de residuos, es importante considerar otros métodos físicos, químicos y biológicos de reciclaje que permitan convertir los residuos en no peligrosos. Según la definición de la EPA, el tratamiento se refiere a "cualquier práctica, que no sea el reciclaje, diseñada para alterar el carácter físico, químico o biológico o la composición de una sustancia peligrosa, contaminante o contaminante, con el fin de neutralizar dicha sustancia, contaminante o contaminante, o para convertirla en no peligrosa a través de un proceso o actividad separada de la producción de un producto o la prestación de un servicio".

Métodos de tratamiento:
Los métodos físicos, químicos y biológicos se utilizan para tratar los residuos justo después de su generación. Los métodos físicos se emplean para concentrar y reducir el volumen de los residuos, así como para separar las diferentes fases de los mismos. Por otro lado, el tratamiento químico se utiliza para convertir los residuos peligrosos en subproductos no peligrosos. El tratamiento biológico se lleva a cabo con la ayuda de microorganismos y enzimas para lograr el mismo objetivo que el tratamiento químico, especialmente en el caso de los residuos orgánicos.

Selección del método de tratamiento:
Aunque la incineración es el principal proceso utilizado para la eliminación de residuos, resulta costoso. Por lo tanto, siempre que sea posible, se eligen otros métodos como alternativas y se utilizan en conjunto con otros procesos unitarios. Por ejemplo, una secuencia típica de procesos podría ser decantación, sedimentación, biodegradación, seguida de agitación del lodo y, finalmente, el vertido en un relleno sanitario. La toxicidad asociada con los residuos es un factor determinante en la selección de los diferentes métodos físicos, químicos y biológicos, ya sean en el lugar o fuera de él.

Consideraciones técnicas y económicas:
Para una gestión adecuada de los residuos, las consideraciones técnicas involucradas en la selección de un proceso de tratamiento específico pueden incluir las características del residuo, como su forma física, los constituyentes presentes, la concentración de cada contaminante, el volumen de residuos y la disponibilidad y aplicabilidad de los métodos de tratamiento. El objetivo del procedimiento de tratamiento también es un factor clave en la selección de un método de tratamiento en particular. Puede ser deseable reducir o destruir un componente y luego aislarlo. El producto final, es decir, el residuo, debe ser compatible con el procedimiento de eliminación definitivo que se utilizará. Por ejemplo, si se va a desechar el residuo arrojándolo en el océano profundo, el producto final del tratamiento de residuos debe consistir en residuos encapsulados en concreto.

Además de las consideraciones técnicas, la viabilidad económica de un método de tratamiento es un factor importante. El costo del procedimiento de tratamiento y la cantidad de residuos a tratar también son factores determinantes. Asimismo, se deben considerar los tratamientos in situ y externos para determinar el costo del proceso, la inversión de capital inicial y los gastos operativos y de eliminación final de residuos.

Jerarquía de minimización y eliminación de residuos:
Antes de discutir el tratamiento y la eliminación de residuos, es importante tener en cuenta la jerarquía de minimización y eliminación de residuos. Esta jerarquía establece una guía para gestionar los residuos de manera eficiente y sostenible. En la parte superior de la jerarquía se encuentra la minimización de residuos, que implica reducir la cantidad de residuos generados en primer lugar. A continuación, se encuentra el reciclaje, que busca reutilizar los materiales y recursos de los residuos. Si la minimización y el reciclaje no son viables, se consideran métodos de tratamiento como los mencionados anteriormente. Por último, en la base de la jerarquía, se encuentra la eliminación de residuos, que debe ser el último recurso y realizarse de manera segura y ambientalmente responsable.

Conclusión:
El tratamiento de residuos es una parte esencial de su gestión adecuada. Los métodos físicos, químicos y biológicos permiten alterar las características de los residuos y convertirlos en no peligrosos o reducir su impacto ambiental. Al seleccionar un método de tratamiento específico, es necesario considerar las características de los residuos, el objetivo del tratamiento, la viabilidad económica y la compatibilidad con los métodos de eliminación final. Además, la jerarquía de minimización y eliminación de residuos proporciona una guía útil para una gestión sostenible de los residuos. Con una gestión adecuada, podemos reducir el impacto negativo de los residuos en el medio ambiente y avanzar hacia un futuro más limpio y sostenible.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 258

Introducción:

La gestión efectiva de los residuos industriales es fundamental para minimizar su impacto ambiental. Los métodos de tratamiento físico desempeñan un papel importante en la separación, reducción o concentración de residuos. Existen varias técnicas físicas disponibles para el tratamiento de residuos, y algunas de ellas tienen una amplia aplicación en entornos industriales. En este artículo exploraremos los diferentes métodos de tratamiento físico y su potencial para la gestión de residuos.

Métodos de Tratamiento Físico:

Sedimentación: La sedimentación es un proceso común utilizado para separar partículas sólidas de líquidos o suspensiones. Se basa en la gravedad y la diferencia de densidades para que las partículas se depositen en el fondo de un tanque o contenedor, permitiendo la separación del líquido claro de los sólidos sedimentados.

Filtración: La filtración es un método que utiliza un medio poroso para separar partículas sólidas de un líquido o gas. El medio filtrante retiene las partículas mientras permite el paso del fluido. Este proceso es eficaz para eliminar sólidos suspendidos y contaminantes presentes en el agua o en otros líquidos.

Floculación: La floculación se utiliza para tratar sistemas coloidales, donde partículas finamente divididas están dispersas en un líquido. Se agrega un agente floculante al líquido, lo que provoca la formación de agregados más grandes llamados flóculos. Estos flóculos pueden ser fácilmente separados del líquido, lo que facilita su posterior tratamiento o eliminación.

Adsorción: La adsorción es un proceso en el cual ciertas sustancias se adhieren a una superficie sólida. Se utilizan adsorbentes, como carbón activado u otros materiales porosos, para eliminar compuestos no deseados de los líquidos o gases. Los contaminantes se adhieren a la superficie del adsorbente, lo que permite su separación del flujo de residuos.

Destilación: La destilación es un método de separación basado en las diferencias de volatilidad de los componentes de una mezcla líquida. Se calienta la mezcla y los componentes con menor punto de ebullición se vaporizan y luego se condensan para obtener un destilado más puro. Este proceso se utiliza para recuperar solventes o purificar líquidos contaminados.

Evaporación: La evaporación consiste en eliminar el agua u otros solventes líquidos de una solución mediante la aplicación de calor. Se utiliza para concentrar el residuo líquido, dejando los sólidos disueltos en menor volumen. La evaporación puede ser utilizada como etapa previa a otros procesos de tratamiento.

Conclusiones:
Los métodos de tratamiento físico son herramientas valiosas para la gestión de residuos industriales. La sedimentación, filtración, floculación, adsorción, destilación y evaporación son algunas de las técnicas utilizadas para separar, reducir o concentrar los residuos. La selección del método adecuado depende de las características del residuo y de los objetivos de tratamiento. Al implementar estos métodos, es posible minimizar el impacto ambiental de los residuos industriales y promover una gestión más sostenible.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 446

Existen numerosos procesos químicos para el tratamiento de residuos que se utilizan en conjunto con otros métodos. Estos métodos incluyen calcinación, precipitación, catálisis, electrólisis, hidrólisis, neutralización, fotólisis, clorinólisis, oxidación y reducción.

Calcinación: La calcinación es un proceso bien establecido de un solo paso para el tratamiento de residuos complejos que contienen componentes orgánicos e inorgánicos en suspensiones, lodos, alquitrán y soluciones acuosas, mediante calentamiento a temperaturas elevadas en ausencia de aire para eliminar los volátiles. Su aplicación real se encuentra en la recalcinación de lodos de cal de plantas de tratamiento de agua, coquización de residuos pesados y alquitranes de operaciones de refinería de petróleo, concentración y reducción de volumen de residuos líquidos radiactivos y tratamiento de lodos de refinería que contienen hidrocarburos, fósforo y compuestos de calcio, magnesio, hierro y aluminio.

Electrólisis: La electrólisis es un proceso en el cual tienen lugar reacciones de oxidación o reducción en la superficie de electrodos conductores sumergidos en un electrolito bajo la influencia de un potencial aplicado. Este método es aplicable a cualquier componente que lleve una carga electrónica positiva o negativa. El uso más común de este método es para recuperar metales pesados tóxicos de importancia económica a partir de soluciones concentradas. Por ejemplo, el cobre, el cromo y el cadmio se pueden recuperar de soluciones de desecho. La electrólisis no es muy útil para los residuos orgánicos. Se ha aplicado a pequeña escala para la oxidación de residuos de cianuro. Durante el proceso pueden producirse emisiones de gases. En caso de que estos gases sean peligrosos, se requiere un tratamiento adicional (lavado).

Neutralización: La neutralización es un proceso para ajustar el pH de una solución de residuos a cerca de 7 (neutral) mediante la adición de un ácido o una base. Los residuos pueden experimentar cambios químicos y físicos como precipitación o liberación de un gas como resultado de una reacción química. El proceso tiene amplia aplicación en líquidos acuosos y no acuosos, suspensiones y lodos, y se utiliza ampliamente en el tratamiento de residuos. Algunas aplicaciones incluyen licor de decapado, drenaje de minas, residuos ácidos y alcalinos, residuos de galvanoplastia, entre otros. La neutralización se lleva a cabo en reactores de proceso en lotes o continuos mediante la mezcla de corrientes ácidas y alcalinas o mediante el paso de residuos ácidos a través de camas de piedra caliza. También se puede aplicar la adición de soluciones de bases concentradas como sosa cáustica o carbonato de sodio a líquidos ácidos o dióxido de carbono comprimido a corrientes de residuos básicos. La elección de un ácido o una base depende de los requisitos del proceso y de su costo. La cal y el ácido sulfúrico son baratos, pero su uso aún está limitado. El tratamiento de residuos que contienen sulfato con cal produce sulfato de calcio como precipitado. Sin embargo, la sosa cáustica y el carbonato de sodio son más caros pero se utilizan ampliamente. La neutralización de residuos que contienen cianuro y sulfuro resulta en la liberación de gases tóxicos como cianuro de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno. Estos residuos requieren dispositivos de tratamiento especial para la neutralización, como un lavador.

Clorinólisis: Este proceso se aplica a residuos orgánicos clorados, que finalmente se convierten en tetracloruro de carbono (CCl4). En este proceso, la alimentación orgánica se introduce en un reactor a 9000F junto con gas cloro a 20 atmósferas. El cloro reacciona con los hidrocarburos para formar tetracloruro de carbono, además de otros productos clorados que se eliminan mediante destilación. Este proceso solo es aplicable a corrientes de residuos que contienen residuos orgánicos adecuados. Además, la clorinólisis produce ácido clorhídrico y gas fosgeno como efluentes, que deben tratarse posteriormente. La fuga de cloro es otro peligro asociado con este proceso.

Oxidación: La oxidación es un proceso que implica la transferencia de uno o más electrones. Esto se puede llevar a cabo mediante la adición de un agente oxidante o a través de la electroquímica. Este proceso se utiliza para la desintoxicación de residuos peligrosos; la oxidación del cianuro a cianato y su posterior descomposición en CO2 y N2 es un buen ejemplo. Los metales pueden oxidarse a su estado de oxidación más alto, lo que los vuelve insolubles y recuperables como precipitado. Algunas aplicaciones industriales incluyen la oxidación de cianuro con cloro y ozono a cianato. El ozono junto con la luz ultravioleta se utiliza para oxidar compuestos orgánicos halogenados, que suelen ser resistentes a la oxidación solo con ozono. El cianuro, el fenol, los compuestos de azufre y los iones metálicos se pueden oxidar con peróxido de hidrógeno. El permanganato de potasio (KMnO4) es un excelente agente oxidante que reacciona con aldehídos, mercaptanos, fenoles y ácidos insaturados. Se ha utilizado para destruir compuestos orgánicos en aguas residuales y potables. La forma reducida de KMnO4 es dióxido de manganeso, que se puede eliminar del agua mediante filtración.

Reducción: En el proceso de reducción, los electrones se transfieren de una especie química reactiva al compuesto químico que se está reduciendo. Como resultado de esta transferencia, el estado de valencia del compuesto químico se reduce. El compuesto resultante puede volverse menos tóxico o más fácil de precipitar. En este proceso, el agente reductor puede ser un gas, una solución o un polvo dividido. La reacción de reducción se sigue de una etapa de separación, como la precipitación, para eliminar los compuestos reducidos. Por ejemplo, el cromo se utiliza en industrias como el acabado de metales, la fabricación de productos químicos inorgánicos, el recubrimiento de bobinas, la protección contra la corrosión, la formación de aluminio, la fabricación de hierro y acero, la fabricación electrónica, el curtido de cuero y la fabricación de productos farmacéuticos. El cromo es una sustancia química muy tóxica en su estado Cr6+, mientras que el Cr3+ es mucho menos tóxico y puede precipitarse en soluciones alcalinas. Por lo tanto, la reducción del cromo (Cr6+ a Cr3+) se lleva a cabo con metabisulfito de sodio y bisulfito de sodio. Otras aplicaciones incluyen la reducción del mercurio con borohidruro de sodio (NaBH4) y la reducción del plomo con hidruro de metal alcalino (MH).

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 228

Introducción:

Un tratamiento efectivo de los residuos es crucial para mantener un ambiente limpio y sostenible. Entre los diversos métodos disponibles, los procesos de tratamiento biológico han surgido como soluciones confiables y respetuosas con el medio ambiente. Al aprovechar el poder de los microorganismos, estos procesos facilitan la descomposición tanto de compuestos orgánicos como inorgánicos.

Tratamiento biológico:
Los procesos biológicos involucran reacciones químicas llevadas a cabo por microorganismos. Estos microorganismos absorben un compuesto dentro de su célula, lo descomponen con la ayuda de enzimas o excretan enzimas para su descomposición fuera de la célula. El uso más común de los procesos biológicos en el tratamiento de residuos es la descomposición de compuestos orgánicos. Estos microorganismos descomponen tanto compuestos orgánicos como inorgánicos.

Diferentes procesos biológicos utilizados para el tratamiento de residuos son el fango activado, lagunas aireadas, digestión anaeróbica, compostaje, tratamiento con enzimas, filtro percolador y lagunas de estabilización de residuos.

Estos procesos se consideran confiables y respetuosos con el medio ambiente. Por lo general, no se requieren aditivos químicos y los gastos operativos son relativamente bajos. Por lo tanto, se espera que los métodos de tratamiento biológico desempeñen un papel importante en el futuro de las instalaciones de tratamiento de residuos.

Fango activado:
El fango activado es el tratamiento más utilizado en los procesos biológicos de tratamiento de residuos. El proceso utiliza microorganismos para descomponer compuestos orgánicos en corrientes de desechos acuosos. Estos microorganismos se mezclan completamente con los compuestos orgánicos. Los microorganismos llevan los compuestos orgánicos al interior de la célula, a través de la membrana celular, hacia el citoplasma, donde las enzimas descomponen estos compuestos orgánicos en fragmentos más pequeños mediante diferentes reacciones. Los microorganismos obtienen energía y material celular a partir de estas reacciones. También adsorben materia coloidal, sólidos suspendidos y metales en su superficie celular.

Existen ciertos factores de control para una descomposición eficiente:

Extensión de la mezcla.
Cantidad de oxígeno disuelto.
Concentración de metales tóxicos.
Tipo y concentración de compuestos orgánicos.
Entre los diversos compuestos orgánicos que pueden descomponerse con éxito mediante el proceso de fango activado se incluyen proteínas, polisacáridos, grasas, aceites, aldehídos, alquenos, compuestos aromáticos, hidrocarburos halogenados e isoalquenos.

Las ventajas de este proceso radican en el hecho de que, por lo general, el sistema no requiere productos químicos, lo que lo convierte en un proceso de degradación respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, este proceso tiene limitaciones y no puede manejar mezclas líquidas espesas, alquitranes o una alta concentración de sólidos suspendidos. De hecho, este proceso se ha utilizado ampliamente para tratar corrientes de desechos de las industrias del hierro y el acero, pulpa y papel, refinación de petróleo, fabricación de productos químicos orgánicos e industrias farmacéuticas.

Lagunas aireadas:
Las lagunas aireadas son similares al proceso de fango activado, pero se diferencian en que el lodo biológico no se recicla. Una laguna aireada es una cuenca de tierra revestida para hacerla impermeable y se airea artificialmente. Las lagunas aireadas suelen requerir menos energía que los procesos de fango activado y, como no se necesitan sistemas de reciclaje, se requiere más terreno.

La laguna aireada se alimenta con corrientes de desechos que contienen menos del 1 por ciento de sólidos para evitar la sedimentación de algunos de estos sólidos. Por lo tanto, las eficiencias de eliminación no son tan altas como las del proceso de fango activado. El tiempo de residencia de una laguna aireada es mayor que el del proceso de fango activado.

Este proceso se ha utilizado en corrientes de desechos de la industria petroquímica, textil, pulpa y papel, curtiduría, goma, procesamiento de madera y algunas otras industrias.

Compostaje:
El compostaje utiliza la digestión aeróbica por microorganismos en el suelo para descomponer compuestos orgánicos. Esta tarea se puede realizar apilando los desechos en el suelo y aireándolos ocasionalmente mediante su volteo y movimiento. Normalmente, se requiere la recolección del lixiviado y el agua de escorrentía que se produce para prevenir la contaminación de las aguas subterráneas.

A diferencia de otros procesos biológicos, este proceso puede tolerar ciertos tóxicos y metales. El compostaje se utiliza comúnmente para desechos orgánicos y una digestión completa requiere de 3 a 6 meses dependiendo de las condiciones climáticas de la región. El compostaje ha tenido éxito con los desechos municipales, lodos orgánicos de alta concentración y algunas refinerías de petróleo.

Filtros percoladores:
En lugar de construir estanques y lagunas, el filtro percolador utiliza microorganismos que se retienen en un medio de soporte en una estructura apilada, y el agua residual se filtra sobre ellos. Por lo general, se rocían corrientes de desechos sobre el filtro de soporte para absorber oxígeno antes de pasar a través del medio de soporte. El área, el tamaño y el número de filtros son variables importantes para controlar la eficiencia. Los filtros percoladores se utilizan normalmente en combinación con otros métodos debido a su menor eficiencia. Se utilizan comúnmente para el tratamiento de diferentes desechos industriales, como enlatados, productos farmacéuticos, petroquímicos y refinerías. El material compostado se utiliza para rellenos sanitarios.

Lagunas de estabilización de residuos:
Durante mucho tiempo, las lagunas se han utilizado comúnmente para el tratamiento de aguas residuales y dilución de desechos industriales. Normalmente, son cuencas poco profundas en las que se alimentan los desechos para su descomposición biológica. La aireación se proporciona mediante el viento y también puede ocurrir una digestión anaeróbica cerca del fondo de la laguna.

Las lagunas de estabilización de residuos se utilizan normalmente como un paso final de tratamiento, ya que no son lo suficientemente eficientes para utilizarse por sí solas. Las industrias que utilizan este proceso incluyen acero, textil, refinerías de petróleo, papel y pulpa, y enlatados.

Conclusión:
Los procesos de tratamiento biológico ofrecen soluciones confiables y respetuosas con el medio ambiente para el manejo de residuos. Desde el fango activado y las lagunas aireadas hasta el compostaje, los filtros percoladores y las lagunas de estabilización de residuos, estos métodos aprovechan el poder de los microorganismos para descomponer los compuestos no deseados en los desechos. Además de ser ambientalmente amigables, estos procesos son económicamente viables, ya que requieren pocos aditivos químicos y los gastos operativos son relativamente bajos.

A medida que avanzamos hacia un futuro más sostenible, se espera que los métodos de tratamiento biológico desempeñen un papel cada vez más importante en las instalaciones de tratamiento de residuos. Al combinar eficiencia y respeto por el medio ambiente, estos procesos son una herramienta valiosa para lograr una gestión efectiva de los residuos y preservar nuestro entorno para las generaciones futuras.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 217

La incineración es un proceso bien conocido que implica la conversión de residuos tóxicos y peligrosos en residuos menos tóxicos o no tóxicos mediante el calentamiento a una temperatura muy alta para convertirlos en gases y partículas. La incineración se considera una opción atractiva después de la reducción en la fuente y el reciclaje. Este método a veces se prefiere sobre otros métodos de tratamiento porque destruye de forma permanente los componentes peligrosos en los residuos.

También es preferible destruir o reducir por completo cualquier residuo peligroso en lugar de mantenerlo en contenedores de disposición a largo plazo en tierra. Se considera que los equipos de incineración adecuadamente diseñados son capaces de lograr el más alto grado general de destrucción y control para la mayor variedad de corrientes de residuos peligrosos. La incineración emplea la destrucción térmica a una temperatura muy alta (> 1000 °C) para eliminar la fracción orgánica a través de un proceso de oxidación de los residuos y convertirlos en gases inofensivos.

Normalmente, todo tipo de residuos orgánicos o materiales combustibles son candidatos potenciales para la incineración. Incluso el agua y los suelos contaminados se eliminan actualmente mediante incineración.

Los tipos más comunes de incineradores son:

Hornos rotatorios
Inyección de líquidos
Lechos fluidizados
Unidades de hogar abierto (de múltiples hogares)

Los hornos rotatorios son cilindros revestidos de refractario que se montan en un ángulo respecto a la horizontal y se giran a una cierta velocidad. La rotación ayuda a mezclar y mover los residuos sólidos o líquidos dentro del horno. Puede manejar cualquier tipo de residuo sólido o líquido. Este incinerador se alimenta desde la parte superior. Tiene diferentes relaciones de longitud a diámetro dependiendo de los requisitos. La temperatura de trabajo varía de 1500 °F a 3000 °F y la velocidad de rotación puede variar de 0,2 a 2 pulgadas por segundo.

Las suspensiones y los líquidos se inyectan con la ayuda de boquillas, mientras que los sólidos se introducen a través de un sistema de empaque y tambor. La velocidad de rotación y el ángulo en el que se posiciona controlan el tiempo de residencia del sólido en el horno. Normalmente, los residuos sólidos se convierten en CO, materia particulada o cenizas. Para lograr la oxidación completa de los gases de combustión y la materia particulada, el horno también está provisto de una cámara de combustión secundaria. Los combustibles volatilizados salen del horno y entran en la cámara secundaria donde se coloca un tubo de oxidación completa.

Una amplia variedad de residuos puede ser incinerada en un horno rotatorio simultáneamente sin detenerlo. Numerosos residuos peligrosos que antes se depositaban en vertederos y se inyectaban en pozos profundos se destruyen actualmente de manera segura y económica mediante el uso de hornos rotatorios, como CFC, PVC, PCB, aceites refrigerantes clorados, entre otros.

Los incineradores de inyección de líquidos (LII) son utilizados para quemar residuos líquidos que pueden ser bombeados, inyectados y convertidos en un aerosol a alta presión. Hay tres tipos de LII: verticales, horizontales y de combustión tangencial en vórtice. Los horizontales y verticales son básicamente similares en condiciones de funcionamiento. La unidad de combustión tangencial tiene una liberación de calor mucho mayor y una mezcla generalmente superior a las otras dos unidades, lo que la hace más atractiva para la eliminación de residuos con alto contenido de agua y materiales de combustión deficiente. La temperatura varía de 1300 °F a 3000 °F para estos LII.

Normalmente, un incinerador de inyección de líquidos consta de dos etapas. La cámara primaria es un quemador donde se incineran los líquidos combustibles y los residuos gaseosos. Los residuos líquidos y gaseosos no combustibles suelen pasar por alto el quemador e ingresar aguas abajo del quemador en la cámara secundaria. Estos residuos se introducen en forma de aerosol. El aerosol es transportado por una bomba de presión, que bombea los residuos junto con el aire dentro de la cámara de combustión a través de un atomizador o boquilla. Un buen atomizador garantiza una quema completa. El combustible líquido residual se transfiere de los tambores a un tanque de alimentación. El tanque se alimenta al incinerador a alta presión. Normalmente, un combustible líquido o un gas precalienta el incinerador antes de la introducción de residuos. Puede ser necesario un proceso de filtración para eliminar los sólidos antes de la inyección a través del quemador.

Los residuos líquidos de alta densidad se pueden bombear después de precalentarlos para disminuir su viscosidad, lo que ayuda no solo en el bombeo, sino también en la producción de aerosoles en el incinerador.

Los líquidos residuales, que contienen álcali, materia orgánica, sustancias tóxicas o un catalizador, se descomponen térmicamente para su tratamiento no peligroso y, al mismo tiempo, se recupera la sal alcalina. Dichos líquidos residuales, mencionados anteriormente, se atomizan y se rocían en la llama a alta temperatura mediante el uso de un quemador de alta liberación de calor y llama corta (quemador de vórtice) para una descomposición completa.

El rendimiento de este tipo de incinerador se puede resumir de la siguiente manera:

Líquidos residuales alcalinos: NaCl, Na2CO3 o Na2SO4 se pueden recuperar mediante tostación oxidante.
Líquidos residuales orgánicos: los líquidos residuales que contienen amina, nitrilo o sulfato de amonio se pueden descomponer térmicamente.
Líquidos residuales peligrosos: los líquidos residuales que contienen halógenos orgánicos o revestimientos metálicos se pueden convertir en no peligrosos.

Los incineradores de lecho fluidizado se utilizan para quemar sólidos finamente divididos, lodos, suspensiones y líquidos. El lecho consta de material granular como arena, que se suspende mediante aire presurizado en un estado altamente turbulento, lo que hace que el lecho se comporte como un fluido por encima del piso de la cámara de combustión. Los residuos se transportan al lecho fluidizado a una temperatura muy alta y, al entrar en contacto directo, se queman y se convierten en gases y cenizas. Los gases se mueven fuera de la cámara de combustión, mientras que las cenizas atrapadas en el material del lecho se eliminan eventualmente cuando se reemplaza el material del lecho.

Las ventajas de los incineradores de lecho fluidizado incluyen un diseño compacto y simple, bajo costo, alta eficiencia de combustión, bajas temperaturas de los gases y una gran área superficial para la reacción. Las desventajas son la eliminación de cenizas y el carbono que se acumula en el lecho. Se utilizan principalmente en la industria petrolera y papelera, en la eliminación de virutas de madera y lodos de alcantarillado.

Los incineradores de múltiples lechos consisten en una serie de lechos planos colocados en serie de abajo hacia arriba, con un eje central giratorio y provistos de brazos y dientes de rastrillo para cada lecho. Los lechos están revestidos con material refractario y también están provistos de sopladores de aire, quemadores de combustible, un sistema de eliminación de cenizas y un sistema de alimentación de residuos. Los residuos sólidos se alimentan a través del techo, mientras que los líquidos y gases se introducen desde las boquillas del quemador. El eje central con los brazos del rastrillo distribuye los residuos por la parte superior del lecho hacia los orificios de descarga. Luego, los residuos caen al siguiente lecho en serie hasta que se descargan como cenizas en la parte inferior. La temperatura varía desde 500 °F en el lecho superior hasta 1800 °F en el lecho medio. Se coloca un tubo de incineración en el lecho medio. Debido al mayor tiempo de residencia, los materiales con baja volatilidad se pueden vaporizar. La evaporación de grandes cantidades de agua es una ventaja adicional.

La disposición adecuada de los desechos es un desafío importante para la sociedad. La incineración es una opción atractiva después de la reducción en la fuente y el reciclaje, ya que permite la destrucción permanente de los componentes peligrosos de los materiales de desecho. Los diferentes tipos de incineradores, como los hornos rotatorios, los incineradores de inyección de líquidos, los incineradores de lecho fluidizado y los incineradores de múltiples lechos, se utilizan para tratar diferentes tipos de residuos y ofrecen ventajas y desventajas específicas. Es importante considerar la tecnología de incineración adecuada y cumplir con las regulaciones y estándares ambientales aplicables para garantizar un manejo seguro y eficaz de los residuos.

Detalles: Escrito por: Germán Fernández; Categoría: Contaminación industrial; Publicado: 27 Mayo 2023; Visto: 453

Introducción:

En la jerarquía de prevención de la contaminación, los métodos de disposición final desempeñan un papel crucial en la gestión de residuos. Estos métodos incluyen la agricultura en tierras, los rellenos sanitarios, la inyección en pozos profundos y la descarga en el océano. Cada método tiene sus propias características y consideraciones para una disposición efectiva de los residuos. En este artículo, exploraremos estos métodos de disposición final, sus ventajas y sus posibles impactos ambientales.

Agricultura en tierras:
La agricultura en tierras es el método más antiguo, sencillo y seguro de disposición de residuos. Los residuos, principalmente compuestos orgánicos provenientes de la industria alimentaria y petrolera, se depositan en tierras para su estabilización mediante procesos naturales del medio ambiente. Los criterios importantes para la agricultura en tierras son la biodegradabilidad de los residuos que contienen materiales orgánicos, un pH neutro y contenido de humedad adecuado. Estos residuos no deben contener materiales capaces de contaminar el aire o el agua subterránea. Bacterias y levaduras descomponen normalmente estos residuos, lo que resulta en la lixiviación de nutrientes solubles en agua, volatilización y finalmente su incorporación al suelo.

Los principales pasos involucrados en la agricultura en tierras son la selección del sitio, la preparación del sitio, el análisis de los residuos, la aplicación de los residuos, la mezcla de los residuos con el suelo y el cuidado posterior a la aplicación de los residuos. La agricultura en tierras presenta varias ventajas: es efectiva al tiempo que mantiene un método de eliminación de bajo costo, es un proceso ambientalmente seguro y sencillo, que requiere un menor procesamiento de los residuos, y también ayuda a aumentar la fertilidad y la calidad del suelo.

Rellenos sanitarios:
Los rellenos sanitarios se utilizan para la disposición de residuos en forma de lodos. Existen dos tipos de rellenos sanitarios: el relleno en superficie y el relleno en trincheras.

Antes de ser depositados en un relleno sanitario, los residuos se someten a tratamientos previos como solidificación, degradación, reducción de volumen y desintoxicación. Estos tratamientos reducen las posibilidades de producción de gases tóxicos y la lixiviación hacia las aguas subterráneas.

El relleno en superficie se realiza mezclando los residuos con el suelo, formando un montículo con la mezcla y cubriéndolo con tierra. Se prepara una capa de relleno en superficie mediante la alternancia de capas de suelo y mezcla de suelo y residuos sobre el área, y se llena un área de contención que rodea los diques con los residuos, para luego cubrirlos con una capa de suelo.

El relleno en trincheras implica colocar los residuos en una trinchera y cubrirlos con una o más capas de suelo. Dependiendo del tamaño de las trincheras, existen dos tipos: trincheras estrechas de 2 a 10 pies de ancho, utilizadas principalmente para lodos con bajo contenido de sólidos, y trincheras anchas de más de 10 pies de ancho, utilizadas para lodos con alto contenido de sólidos. Al seleccionar un área para un relleno sanitario, se deben considerar diversos factores como aspectos técnicos, económicos y aceptación pública.

Tanto el relleno en superficie como el relleno en trincheras tienen sus ventajas y desventajas. El relleno en superficie requiere menos mano de obra y maquinaria, y es menos probable que contamine las aguas subterráneas. El relleno en trincheras requiere excavación, mano de obra, maquinaria y una supervisión constante del sitio. Ambos métodos utilizan cal y otros productos químicos para controlar los olores causados por la producción de gas, lo que puede llevar a explosiones, dañar la vegetación y contaminar el agua.

Inyección en pozos profundos:
Para la gestión de residuos de petróleo se ha utilizado desde hace mucho tiempo el proceso de inyección en pozos profundos. Este método traslada los residuos líquidos bajo tierra y alejados de las fuentes de agua dulce. También se utiliza para desechar agua salada en campos petroleros.

En la selección de un proceso de inyección en pozos profundos se tienen en cuenta muchos factores. La profundidad del pozo se elige para evitar la contaminación del agua dulce y se considera la naturaleza de la roca subyacente. La roca debe ser lo suficientemente resistente pero permeable para adsorber los residuos líquidos. El sitio debe ser sometido a pruebas a escala piloto antes de ser utilizado.

La profundidad del pozo se determina por el tipo y la naturaleza de los residuos. Cuanto más tóxicos sean los residuos, más profunda debe ser la zona de disposición. El agua residual que se desechará debe tener un volumen bajo, una concentración alta de contaminantes y debe ser difícil de tratar con otros métodos. Además, el agua residual no debe reaccionar en la zona de disposición y debe ser biológicamente inactiva. Los residuos nucleares y los residuos de petróleo se suelen eliminar mediante esta técnica.

Descarga en el océano:
El método definitivo de eliminación es la descarga en el océano. Este método describe dos formas de disposición de residuos: una en aguas poco profundas cerca de la costa y otra en aguas profundas del océano. Antes de descargar cualquier residuo, este debe ser tratado para reducir su volumen y hacerlo menos tóxico para el medio ambiente marino. Esta dispersión diluye los contaminantes y los convierte biológicamente en una forma no peligrosa.

Todavía se arrojan diferentes tipos de residuos al océano sin tratamiento junto con las aguas de escorrentía, pero los efectos a largo plazo en el medio ambiente marino no se han monitorizado adecuadamente. Existe la posibilidad de consecuencias muy perjudiciales y duraderas.

Existen ciertas ventajas y desventajas tanto de la descarga en aguas poco profundas como en aguas profundas del océano. Las ventajas de la descarga en aguas poco profundas son que se dispone de más información y experiencia, los costos de transporte a los sitios son más bajos y cualquier contaminación resultante es localizada. Sin embargo, las desventajas están relacionadas con los problemas para la industria pesquera y el deterioro de los depósitos minerales en la costa. Las ventajas de la descarga en aguas profundas del océano radican en la dispersión de los residuos en una gran área, lo que diluye la contaminación. Sin embargo, el costo de transporte más elevado junto con la dificultad de monitorear los efectos totales de la contaminación constituyen una desventaja.

Conclusiones:
Los métodos de disposición final, como la agricultura en tierras, los rellenos sanitarios, la inyección en pozos profundos y la descarga en el océano, desempeñan un papel importante en la gestión de residuos. Cada método tiene sus propias ventajas y desventajas en términos de eficacia, costos y potenciales impactos ambientales. Es fundamental considerar cuidadosamente los aspectos técnicos, económicos y de aceptación pública al seleccionar el método de disposición final más adecuado. Además, se debe priorizar la adopción de métodos que minimicen los impactos negativos en el medio ambiente y promuevan la sostenibilidad a largo plazo. La gestión adecuada de los residuos es fundamental para proteger nuestro entorno y asegurar un futuro más limpio y saludable.

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