Junio 2013 Ester C. Monroy CONTENIDO INTRODUCCIÓN SAO NO DESEADAS Y ALTERNATIVAS PARA SU DESTRUCCIÓN CO-PROCESAMIENTO DE SAO EN HORNOS.

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1 Junio 2013 Ester C. Monroy estermjg@gmail.com

2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN SAO NO DESEADAS Y ALTERNATIVAS PARA SU DESTRUCCIÓN CO-PROCESAMIENTO DE SAO EN HORNOS DE CEMENTO AVANCES EN LA DESTRUCCIÓN DE SAO – VENEZUELA DESAFÍOS E. Monroy, Junio 20132Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

3 INTRODUCCIÓN Gestión de los desechos peligrosos presente en la agenda ambiental internacional a partir de comienzos del decenio de 1980. CONVENIO DE BASILEA (marzo 1989), establece medidas para la gestión y eliminación de desechos peligrosos. Sinergias entre Convenios ambientales en la gestión de los productos químicos y desechos peligrosos. En el marco del Protocolo de Montreal, se impulsan acciones para la destrucción de SAO no deseadas y desechos. E. Monroy, Junio 20133Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

4 ELIMINACIÓN “Cualquier operación especificada en el anexo IV del Convenio de Basilea”. reducir o eliminar Medidas para reducir o eliminar liberaciones derivadas de … (Convenio de Estocolmo). Anexo IV A Operaciones que no pueden conducir a: Anexo IV B Operaciones que pueden conducir a: E. Monroy, Junio 20134Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Eliminación progresiva del consumo de SAO, según cronograma establecido en el Protocolo de Montreal. Recuperación de recursos, reciclado, regeneración, reutilización directa y otros usos

5 DESTRUCCIÓN Distinción entre la destrucción y la eliminación: No se define de manera explícita en el Convenio de Basilea. Se podrá considerar como un subconjunto de las actividades que se incluyen en la definición de eliminación (UNEP/POPS/INC.2/6, párr. 6). Figuran actividades de tratamiento fisicoquímico o biológico, mediante la incineración o por otros medios. Transformación irreversible, para garantizar que no exhiban las características iniciales de peligrosidad / resulten en especies inocuas. E. Monroy, Junio 20135Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

6 ELIMINACIÓN DE SAO Preocupación por los Bancos de SAO acumulados a nivel mundial. Estudio de opciones de disposición de SAO en países Artículo 5, Japón (2006). Tecnologías aprobadas para la destrucción de SAO, (11 ava, 15 ava MOP). Enfoques : E. Monroy, Junio 20136Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Sustitución temprana Recolección y recuperación Almacenamiento temporal, transporte y destrucción foránea Tecnologías de Destrucción específicas - local Erik Pedersen, 11th Annual FA Workshop. Marzo, 2007.

7 ALTERNATIVAS DE DESTRUCCIÓN DE SAO E. Monroy, Junio 20137Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Tecnologías aprobadas EspumaCFCHalones Hornos de cementoxx Incineración de Inyección líquidaxxx Oxidación de gases / humosxx Incineración de residuos sólidos Municipalesx Reactor de craqueox Incinerador de horno rotatorioxxx Arco de Plasma de Argónxx Plasma acoplado por inducción de radiofrecuenciaxx Plasma de microondas / Nitrógenoxx Deshalogeneración catalítica en fase gasxx Reactor de vapor sobrecalentadoxx Panel de Expertos en Economía y Tecnología del Protocolo de Montreal (TEAP)

8 ALTERNATIVAS DE DESTRUCCIÓN DE SAO E. Monroy, Junio 20138Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Costos Iniciales de las diferentes tecnologías de destrucción de SAOOpción Costo Inicial Capacidad de destrucción/recuperación Construcción de una nueva instalación (reactor de vapor supercalentado) Aprox. 500.000 USD25 Kg/hora Construcción de una nueva instalación de recuperación Aprox. 300.000 USD 15 Kg/hora (CFC12, liq) 200 Kg/hora (CFC11 gas) Modificación de un horno de cementoAprox. 50.000 USD30-50 Kg/hora Exportar a otros países con tecnología disponibleAprox. 280.000 USD para 21 TM No aplica Fuente: Ministerio del Ambiente de Japón, 2006

9 LA INDUSTRIA CEMENTERA Producción mundial de cemento: 2,9 millones de Ton (2008). Consumo alcanzará 3,4 millones de Ton en 2020 (Degré, 2009). Aprox. 6% del total de fuentes de emisiones estacionarias de CO 2 (IPCC, 2005). Emisiones atmosféricas dependen de materias primas, combustibles y tipo de proceso empleado. Para producir 1 Ton de clínker se consume 1,5 -1,7 Ton de materia prima. Consumo de 60 a130 kg. de combustible o equiv., y aprox. 105 KWh de electricidad por Ton de cemento producida (Lorea, 2007). E. Monroy, Junio 20139Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Co-procesamiento de desechos, proporciona energía recupera materiales, mientras se produce cemento. Manejo ambientalmente seguro de desechos peligrosos.

10 CLINKER/CO-PROCESAMIENTO E. Monroy, Junio 201310Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Fuente: CMC, Holcim 2005. Preservar el uso de recursos naturales a través del uso intensivo de combustibles y materias primas alternativas

11 CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS Requerimientos Marco normativo adecuado para la gestión de desechos peligrosos. Cumplimiento estricto de controles de alimentación, proceso y emisiones. Composición de la materia prima y del combustible; puntos de alimentación; el proceso de limpieza de gases de escape; calidad del clínker; impacto ambiental. en hornos de cemento que cumplan con todos los requisitos técnicos y ambientales para su autorización. Únicamente en hornos de cemento que cumplan con todos los requisitos técnicos y ambientales para su autorización. Método de eliminación sin recuperación (destrucción) si existen beneficios ambientales. E. Monroy, Junio 201311Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

12 EXPERIENCIAS EN DESTRUCCIÓN DE SAO JAPÓN INDONESIA MEXICO (Destrucción de 166.7 toneladas de CFC contaminados). Aprobación de proyectos relacionados con destrucción de SAO, por el Comité Ejecutivo del Fondo Multilateral para la Implementación del Protocolo de Montreal. E. Monroy, Junio 201312Avances - Destrucción de SAO en Venezuela.

13 AVANCES EN VENEZUELA FASES DE IMPLEMENTACIÓN FASES DE IMPLEMENTACIÓN Fase I. Concepción de la propuesta y planificación general(2010). Fase II. Investigación y elaboración de estudios de soporte (2011-2012). Fase III.Adaptación tecnológica/ infraestructura (2012). Fase IV.Prueba de quemado - creación de capacidad (2013) Fase V.Fortalecimiento de la Gestión integral de refrigerantes y sus desechos. E. Monroy, Junio 201313Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

14 FASE I. E. Monroy, Junio 201314Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Estrategia global Capacidad Nacional Destrucción de Refrigerantes creada operativa Sensibilización a sectores clave Evaluación de opciones nacionales destrucción Revisión de políticas y aspectos relacionados con Kioto y Montreal 2010 2011 FASE I 2012 FASE II Recolección de datos y estimación de inventario Estrategias Específicas Establecimiento de Vinculo entre sectores Búsqueda de fuentes de financiamiento Preparación de proyectos Proyecto Piloto de destrucción Creación convenios/acuerdos entre las partes del proyecto Recolección y análisis detallado de Información Preparación de Proyecto y Ejecución Protocolo de prueba Creación de la Red de Recuperación de Refigerantes Fortalcimiento de Red de recolección / recuperación Creación de incentivos/ Medidas legales que apoyen la recuperación Sensibilización de usuarios de la Red Desarrollo de estrategias y programas de recuperación a pequeños y sector informal Proyecto autosustentable de destrucción progresiva Preparación y ejecución de proyecto Mecanismo de autofinanciamiento Plan de Monitoreo Ajuste de Capacidad ROADMAP

15 FASE I. Objetivo del Proyecto Desarrollar una experiencia Piloto orientada a la destrucción de refrigerantes halogenados no deseados, mediante el co-procesamiento térmico en la planta de producción de cemento de la empresa INVECEM ubicada en San Sebastián de los Reyes, Edo. Aragua, que permita crear la capacidad nacional instalada para la destrucción futura y progresiva de sustancias agotadoras de la capa de ozono y/o con potencial de calentamiento global (CFC, HCFC, HFC) E. Monroy, Junio 201315Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

16 FASE I. Alcance del Proyecto E. Monroy, Junio 201316Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Proyecto a escala piloto Valorar las variables de la cadena de manejo de refrigerantes: desde la etapa de generación, recuperación del refrigerante hasta la etapa de destrucción. Desarrollo por fases que permitan alcanzar la sustentabilidad de la operación de destrucción y la gestión integral de los refrigerantes.

17 FASE I. PLANTAS INVECEM Cumarebo San Sebastián PLANTA DE PRODUCCIÓN/REGENERACIÓN CENTROS DE ACOPIO Alcance geográfico del Proyecto Edici ó n del origina (Fuente: FONDOIN, Junio 2011). E. Monroy, Junio 201317Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

18 FASE II. ESTUDIOS Y ANÁLISIS DE VIABILIDAD ESTUDIOS Y ANÁLISIS DE VIABILIDAD 1.Evaluación de Factibilidad Técnica de la Capacidad de Destrucción de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono (SAO) en Hornos de Cemento en Venezuela (2011). 2.Documento de orientación para la Creación de Capacidades para la Destrucción Nacional y Ambientalmente segura de CFC, HCFC y HFC en la Industria Cementera (Abril 2012). Análisis de viabilidad de opciones Evaluación de la demanda de destrucción Selección de tecnología y adecuación E. Monroy, Junio 201318Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

19 EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS TecnologíasPrincipioCaracterísticasTEAP* Disponibilidad nacional Experiencia similar Desempeño ambiental Hornos de cemento Co-procesamiento térmico en horno de cemento a 1.100 - 2.000ºC. Si Operativo Recibe desechos peligrosos líquidos y sólidos autorizados Tierras contaminadas con Plaguicidas organoclorados Alto Incineración de Inyección líquida Tratamiento térmico a 800 ºC. Si Operativo Recibe desechos peligrosos líquidos autorizados Experiencia con solventes No halogenados * Medio-bajo Incinerador de horno rotatorio Co-procesamiento térmico en horno rotatorio producción agregados livianos a 350 – 1100 ºC. Si Operativo Recibe desechos peligrosos líquidos y sólidos autorizados Experiencia con solventes y sólidos No halogenados * Medio - Alto Arco de Plasma de Argón Destrucción térmica pirolisis (descarga eléctrica) a temp. muy elevadas. Si No disponible Proyecto aún no autorizado -- Declorinación o tratamiento por reacción alcalina Descontaminación declorinación química con metal alcalino - Ensayos y operaciones puntuales - Bajo De alto impacto Declorinación e hidrogenación catalítica Destrucción por reacciones catalíticas de declorinación. -No disponible a escala comercial Exitoso a escala Experimental Alto E. Monroy, Junio 201319Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

20 VENTAJASPLASMA ArgónPLASMA ArgónINCINERACIÓNHORNOS CEMENTEROSHORNOS CEMENTEROS Temperatura1800- 2000 ºCAlcanza hasta 1800 ºC1.100 y 2.000ºC Eficiencia destrucción Muy alta Mayor 99.999 Alta Mayor 99.9 Alta Mayor 99.9 Formación de Dioxinas y Furanos Muy Baja 0.006 ng/m3 TEQ Baja 0.031 ng/m3 TEQ Baja 0.1 a 0.05 ng/m3 TEQ Tasa de Destrucción Alta 40-100 kg/h Muy Alta 165kg/h MEDIA 4-50kg/h Costos operación3-4 US/kg3-5 US/kgMUY BAJO Puede aprovecharse para otros residuos SI (de naturaleza similar. No es viable para espumas) SI ( de naturaleza similar) Ya se realiza en otros casos DESVENTAJAS Pre-tratamiento Puede requerir para remoción de aceites No necesariamente NO - Se requiere un stma. eficiente de inyección Efluentes AcuososSI NO OtrosSistema móvilPuede ser móvilDosificación inadecuada puede deteriorar el refractario y mermar la calidad del producto. E. Monroy, Junio 201320Avances - Destrucción de SAO en Venezuela EVALUACIÓN DE TECNOLOGÍAS

21 E. Monroy, Junio 201321Avances - Destrucción de SAO en Venezuela SELECCIÓN DE LA PLANTA Proceso óptimo para el co-procesamiento de SAO (temperaturas y tiempo de residencia requeridos). Bajo contenido de cloro esperado. Cercanía a centros industriales (logística). Autorizados y con experiencia en el co-procesamiento de desechos en niveles de eficiencia y control ambiental satisfactorios. Infraestructura, capacidad técnica y personal calificado.. Conocimientos y lecciones aprendidas que le confieren a la empresa, una ventaja y oportunidad en el desarrollo del proyecto.

22 E. Monroy, Junio 201322Avances - Destrucción de SAO en Venezuela SELECCIÓN DE LA PLANTA Antecedentes en la Industria Cementera Nacional Lodos petroleros, de fondos de tanques, de tratamiento de efluentes Hidrocarburos pesados Tierras contaminadas con plaguicidas POPs Mezclas de hidrocarburos con o sin agua Catalizadores gastados Lodos de pintura Aceites usados con o sin agua Solventes gastados Madera, polímeros y absorbentes contaminados Impregnantes y textiles contaminados Cauchos y gomas Cenizas de combustión Residuos de aluminio y/o hierro, de calcio y arenas contaminadas

23 FASE II. EVALUACIÓN DE LA DEMANDA DE DESTRUCCIÓN Evaluación de existencias (inventarios) E. Monroy, Junio 201323Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Inventarios de stocks de SAO no deseadas y desechos Cantidades (2011) 1. Excedentes de Producción - 2. Refrigerantes decomisados por importación ilícita Aprox. 19.472,oo Kg mezcla de R12: 13,3 %, R22: 66,8 % R125: 10,7 %, R134a: 9,1 % 3. Refrigerantes provenientes del Programa de Recuperación y Regeneración. 570 Kg R12, 366 Kg R134-a, 423 Kg R11. 4. Refrigerantes provenientes del Programa de Recuperación y Regeneración almacenados en los centros de acopio 200 Kg. CFC-113 virgen

24 FASE II. ESTIMACIÓN DE DEMANDA DE DESTRUCCIÓN Estimación de la demanda prevista (generación progresiva), por sector, tipo de sustancia (CFC, HCFC y HFC) y tipo de fuente de generación;  Estimación de SAO no deseada y desechos en el Sector Refrigeración  Estimación de banco de halones no deseada y desechos  Estimación de generación anual de refrigerante no deseado, recuperado y desechos. E. Monroy, Junio 201324Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Demanda Prevista estimada Demanda prevista ajustada Generación anual de SAO no deseada/desechos Tasa de crecimiento económico Modificación de la Normativa/políticas Tasa de crecimiento demográfico Modificación de patrón de consumo Demanda prevista ajustada:  Condiciones de generación eventual  Cambios previsibles en normas nacionales  Exigencias en gestión de refrigerantes y desechos.

25 FASE III. ADAPTACIÓN DE LA PLANTA Adecuación del punto de alimentación (entrada al quemador principal) Sistema de alimentación (regulador/medición de flujo másico) E. Monroy, Junio 201325Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

26 FASE III. INVERSIONES Conducción stma. Tuberías, válvula de emergencia y control de presión. Infraestructura para precalentamiento de cilindros (*). Controles - piezas eléctricas. Formación del personal operativo en las instalaciones. Adecuación de infraestructura y procedimientos de recepción y almacenamiento. E. Monroy, Junio 201326Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Costo inicial para la prueba de quemado~ 50.000 $US

27 FASE IV. PROTOCOLO DE QUEMADO PROTOCOLO DE QUEMADO Revisión de procedimientos e instalaciones de la planta para la realización de la prueba piloto. Evaluación de línea base de Cl, F en materia prima, harina, Baghouse, clínker, cemento y AFR actual. Revisión de emisiones (HCl, HF y resto) evaluaciones iso-cinéticas disponibles. Simulaciones, balance de masas, revisión y definición de límites. Matriz de riesgos para la realización de prueba. Documento técnico y administrativo E. Monroy, Junio 201327Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

28 FASE IV. PROTOCOLO DE QUEMADO E. Monroy, Junio 201328Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

29 FASE IV. Condiciones Establecidas para la prueba SAO: diclorodifluorometano (CCl2F2, R12) aprox. 99.54%. Dosificación: flujo de10 Kg/h Tiempo de monitoreo: 8 horas Número de corridas: 3 Tiempo máximo de estabilización con alimentación de las SAO: 3 horas Material total estimado para la prueba: 360 Kg y 120 Kg (contingencias) Evaluación de emisiones atmosféricas en operación directa. Caracterización de materia prima que ingresa al horno, SAO y clínker producido. E. Monroy, Junio 201329Avances - Destrucción de SAO en Venezuela PROTOCOLO DE QUEMADO

30 FASE IV. E. Monroy, Junio 201330Avances - Destrucción de SAO en Venezuela PROTOCOLO DE QUEMADO Caracterización de emisiones atmosféricas

31 FASE IV. PRUEBA DE QUEMADO Definición de necesidades (tiempo, financieras y técnicas). Plan de comunicaciones y gestión de riesgos Contrataciones de servicios (Laboratorio certificado, personal de apoyo y logística). Toma de muestras y mediciones de los parámetros clave (emisiones), análisis de laboratorio y monitoreo de la dosificación de refrigerantes. Desarrollo de la Prueba de Quemado: Julio 2013. Evaluación de resultados y gestión de autorización. E. Monroy, Junio 201331Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

32 FASE IV. PRUEBA DE QUEMADO Eficiencia de destrucción (ED) de SAO destruido en el proceso. ED = [(Win – Wout)/Win] * 100 Win: tasa de alimentación SAO en masa que alimenta el horno Wout: tasa de emisión en masa del mismo constituyente que sale del horno (antes del control de contaminación del aire). Eficiencia de destrucción y eliminación (EDE) de SAO EDE = [(Win – Wout ch)/Win] *100i Win: tasa de alimentación SAO en masa que alimenta el horno Wout ch: tasa de emisión en masa del mismo constituyente en las emisiones de escape antes de su liberación a la atmósfera. E. Monroy, Junio 201332Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

33 FASE V. E. Monroy, Junio 201333Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Fortalecimiento de la Gestión integral de refrigerantes Elementos críticos Incentivo a la recuperación Conexión efectiva de la cadena de manejo Costos asociados a servicios  Transporte  Reciclaje/regeneración  Destrucción Establecimiento de políticas nacionales Mecanismos e instrumentos económicos Esquemas alternativos para un gestión integral

34 FASE V. E. Monroy, Junio 201334Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Instrumentos/Mecanismos Económicos Opción 1 Opción 1. Depósito – tarifa de descuento Opción 4 Opción 4. Exoneración de impuesto por inversión y prestación de servicio de mejora ambiental (destrucción) Opción 3 Opción 3. Impuesto por importación – producción de refrigerantes contaminantes Opción 2 Opción 2. Exoneración de impuesto por inversión y prestación de servicio de mejora ambiental (acopio, transporte)

35 DESAFÍOS E. Monroy, Junio 201335Avances - Destrucción de SAO en Venezuela Capacidad técnica para el servicio de co-procesamiento de SAO OPERATIVA y AUTOSUSTENTABLE. Mecanismos de internalización de costos de destrucción y red de recuperación y acopio de refrigerantes. Armonización de políticas e instrumentos legales que conduzcan al enfoque de "ciclo de vida integrado” de los refrigerantes. Ampliación de la red de recuperación y centros de acopio de refrigerantes. Esquemas alternativos para la gestión integral y sustentable de los refrigerantes y sus desechos.

36 E. Monroy, Junio 201336 Ester Monroy estermjg@gmail.com “ ¿Qué están haciendo, picando piedra? …. Estamos creando los cimientos de una hermosa catedral ” GRACIAS POR SU ATENCIÓN

37 CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS Características esenciales del proceso - Hornos Rotatorios (EIPPCB, 2010): Temperatura max 2000 °C (quemador principal, llama); Tiempos de retención del gas (aprox. 8 seg. y superior a los 1.200°C) Temperatura de los materiales de aprox. 1.450°C en zona de sinterización, Atmósfera de gas oxidante Tiempo de retención (Tr) del gas en los quemadores secundarios mayor a 2 seg. y superior a 850°C; Precalcinador con Tr más largos y las temperaturas mas elevadas; Temperatura de sólidos 850°C en el quemador secundario y en el calcinador; Condiciones uniformes de combustión para fluctuaciones de carga debidas a las altas temperaturas a tiempos de retención suficientemente largos; E. Monroy, Junio 201337Avances - Destrucción de SAO en Venezuela

38 CO-PROCESAMIENTO DE DESECHOS Características esenciales del proceso - Hornos Rotatorios (EIPPCB, 2010): Destrucción de contaminantes orgánicos por altas temperaturas y Tr largos; Sorción de componentes gaseosos: HF, HCl y el SO2 en reactivos alcalinos; Alta capacidad de retención para metales pesados unidos a partículas; Tr cortos de gases de escape en el rango de temperatura en el que se da la formación de PCDD/PCDF; Reciclado de material y recuperación de energía: uso de cenizas de combustible como componentes del clínker; Los desechos específicos de producto no se generan debido al uso completo del material en la matriz del clínker. Incorporación químico-mineralógica de metales pesados no volátiles a la matriz del clínker. E. Monroy, Junio 201338Avances - Destrucción de SAO en Venezuela