Unidad 3. 2. Mecanismos de prevención de la contaminación atmosférica

 

Ahora revisaras los mecanismos de prevención sobre la contaminación atmosférica. Estos se reconocen como las estrategias y/o metodologías que tienen como finalidad la prevención de la contaminación. Recuerda que con acciones preventivas nos referimos a evitar la emisión de contaminantes atmosféricos que puede ser mediante cambio de procesos, equipos, formas de trabajo, hábitos o actitudes. En México, y muchos países del mundo, hace algunos años se consideraba como mecanismo de reducción de contaminantes la instalación de equipos de control y/o tratamientos lo cual solo solucionaba temporalmente la problemática de la contaminación.

En la actualidad, se considera que no se necesitan emitir grandes cantidades de contaminantes o estar fuera de la legislación de protección al ambiente para realizar acciones que permitan la reducción de contaminantes, sino que se pueden aplicar estrategias o metodologías que permitan prevenir la contaminación para obtener beneficios ambientales, económicos y sociales, es decir ahora se tiene un enfoque de la contaminación sistémico.

Para lograr lo anterior existen los mecanismos de prevención y algunos de estos se entienden como:

·         Estrategias y/o metodologías que sirvan en diferentes sectores industriales y de servicios del país, para la prevención de la contaminación.

·         Capacitación al personal para aplicar las medidas de prevención de manera continua y eficiente.

·         Difundir las estrategias y/o metodologías que ayuden a la prevención de la contaminación de determinado sector industrial o de servicios.

En un establecimiento los mecanismos de prevención se pueden traducir en beneficios económicos, sociales y ambientales, como ingeniero en tecnología ambiental es importante conocer el funcionamiento del establecimiento para proponer estrategias o metodologías que ayuden a evitar o reducir contaminantes y lograr beneficios económicos y sociales. Tambien es importante considerar que cuando se quiere implementar alguna medida de prevención y que por ese motivo deben modificarse procesos, equipos, formas de trabajo, hábitos o actitudes, el personal involucrado debe estar enterado, adiestrado en las funciones que desempeñara y comprometido con las propuestas realizadas para asegurar una calidad y continuidad de las acciones emprendidas para prevenir la contaminación. Finalmente, es importante que cuando se haya implementado alguna propuesta, los resultados de esta se difundan para que otros establecimientos la implementen o bien, se deseche dependiendo de su éxito o fracaso.

En los siguientes subtemas se revisarán algunas estrategias y/o metodologías para prevenir la contaminación porque los mecanismos son tan diversos porque dependen de las características del lugar donde se quieran implementar. En cuanto a la capacitación del personal y la difusión de las estrategias y/o metodologías, solo se mencionarán brevemente puesto que son consecuencia de la proposición e implementación de las estrategias o metodologías.

3. 2. 1. Estrategias de prevención de la contaminación atmosférica

Se entiende como estrategia los principios o rutas que permite alcanzar un objetivo. En el ámbito de la prevención de la contaminación a nivel internacional, se utilizan algunas estrategias entre las que se debe destacar a la Producción más limpia, la cual permite continuar con el desarrollo industrial y económico, teniendo presente la preservación de los recursos naturales. Esta estrategia nace como respuesta de las acciones encaminadas a cumplir con los principios establecidos en la Cumbre de la Tierra realizada en Río de Janeiro en junio de 1992.

Por otro lado, los sistemas de administración ambiental tambien son estrategias que permiten conseguir una mejora continua en donde tambien se llevan a cabo medidas de prevención de la contaminación. Asi, los instrumentos de gestión y regulación permiten prevenir, reducir y controlar la contaminación de emisiones atmosféricas, tal como las normas ISO de calidad y las 14000 en el caso de instrumentos de gestión, el registro de emisiones atmosféricas y transferencia de contaminantes, asi como la cedula de operación anual para los de regulación.

Nota: El uso de una u otra de las estrategias y/o metodologías depende de las necesidades y características de cada establecimiento. En cuanto al papel que desempeña el ingeniero en tecnología ambiental, este debe ser el que crea, propone e implementa los mecanismos de prevención.

Tambien existen otras estrategias que son muy importantes y que derivan de los acuerdos internacionales como los mecanismos de desarrollo limpio; estos son relevantes porque adquirieron popularidad debido a los beneficios económicos y sociales que traen consigo, ademas de los beneficios ambientales como la reducción de contaminantes.

Mecanismos de desarrollo limpio (MDL)

Derivan del Protocolo de Kioto, Articulo 12. Consiste en que países desarrollados inviertan en proyectos de reducción de emisiones de gases efecto invernadero dentro de países en desarrollo; a cambio, ellos reciben certificados de reducción de emisiones, él es considerado como compromiso de reducción de emisiones cumplido. Con este mecanismo, las empresas y gobiernos tienen la posibilidad de participar en el mercado de reducción de gases de efecto invernadero.

Los beneficios de los MDL son: se reduce el costo de cumplimiento de compromisos derivados del Protocolo de Kioto para países en desarrollo y al mismo tiempo las economías en desarrollo se favorecen con el incremento en los flujos de capital de inversión para proyectos de reducción de gases contaminantes; por otro lado, los resultados del MDL sirven para formular las políticas de desarrollo sustentable.

Los desarrollos de proyectos MDL se autorizan para 15 categorías de acuerdo a las reglas establecidas por el Consejo Consultivo del MDL y son:

·         Industrias energéticas (renovables y no renovables).

·         Distribución energética.

·         Demanda de energía.

·         Industrias manufactureras.

·         Industrias químicas.

·         Construcción.

·         Transporte.

·         Minas / producción mineral.

·         Producción metalúrgica.

·         Emisiones fugitivas de combustibles (sólidos, petróleo y gas natural).

·         Emisiones fugitivas de la producción y consumo de halocarbonos y hexafluoruro de azufre.

·         Uso de solventes.

·         Disposiciones y manejo de desechos.

·         Forestación y reforestación.

·         Agricultura.

Estos proyectos deben cumplir con los lineamientos hechos por el Consejo Directivo del MDL antes de recibir los beneficios económicos derivados de su aplicación. En la tabla que se muestra a continuación se presenta de manera general los requisitos que deben cumplir los MDL:

Tabla 1. Requisitos que deben cumplir los MDL.

I.             Diseño del proyecto

·         Elaboración del documento por parte del participante. o   Descripción general del proyecto. o   Definición de la metodología usada para la línea base del proyecto. o   Descripción de cómo se reducen las emisiones o como se absorbe el carbono. o   Definición de la duración del proyecto y del periodo de acreditación. o   Análisis de impactos ambientales. o   Referencia a las fuentes públicas de abastecimiento. o   Observaciones de los interesados. o   Plan y metodología de vigilancia de los resultados del proyecto y su justificación. ·         Validación del proyecto por la entidad operacional. ·         Aceptación y registro del proyecto por la autoridad nacional designada. ·         Aceptación y registro del proyecto por el consejo ejecutivo del MDL.

II.           Ejecución del proyecto

·         Ejecución del plan de vigilancia por el promotor del proyecto. ·         Verificación y certificación de las emisiones por la entidad operacional. ·         Emisión por el administrador del registro MDL de las unidades de reducción resultantes del proyecto o absorciones de carbono.

La implementación de un proyecto de este tipo implica muchos beneficios tanto económicos como sociales y ambientales dado que las empresas pueden participar en ellos obteniendo la posibilidad de participar en el mercado de bonos de carbono, ademas de que hay flujos de dinero importantes ya que países desarrollados invierten con capital para el desarrollo de proyectos en países desarrollados invierten con capital para el desarrollo de proyectos en países en vías de desarrollo.

Tambien se obtiene la imagen de empresas que contribuyen a la reducción de gases efecto invernadero y que aportan al cumplimiento de los compromisos derivados del Protocolo de Kioto. De acuerdo con el INECC, 2010 en México, hasta el 2007 se habían desarrollado 178 proyectos con una reducción de 10,595 ktons/año de reducción de CO₂ equivalente.

La finalidad de implementar estos proyectos es la reducción de gases de efecto invernadero. Recapitulando, se puede contribuir con esta causa con proyectos MDL o con acciones más sencillas pero significativas en donde empresas privadas contribuyan a la reducción de gases efecto invernadero mediante acciones de prevención de la contaminación como ahorro de energía, cambio de combustibles, usos de energías alternas y brindando apoyo a proyectos que capturen carbono.

El mercado de bonos de carbono se rige mediante contratos en donde por un lado esta quien necesita obtener el certificado de reducción de emisiones (comprador) y por el otro quien requiere inversiones para recuperar, conservar o explotar sus recursos naturales absorbedores de CO₂ o bien para implementar tecnologías o mecanismos que reduzcan el CO₂ (vendedor). Este certificado se rige por la oferta y la demanda, es decir no existe precio oficial por una tonelada de CO₂ reducida o no emitida, los precios varían entre países.

Cabe destacar que para el último día de diciembre del 2012 los bonos de carbono sufrieron una modificación porque el Sistema de Comercio de Emisiones de la Unión Europea cerro su mercado a nuevos proveedores de bonos de carbono para el primer minuto del 2013. Esto es importante porque México es uno de los principales vendedores para este sistema.

Como veras estas estrategias de reducción de contaminantes tambien te permiten prevenir la contaminación puesto que se reduce y/o evita la emisión de contaminantes atmosféricos. Estas estrategias surgen con el propósito de cumplir con la legislación mexicana y con los compromisos firmados en materia de aire. A este respecto existen profesionales como los ingenieros en tecnologías ambientales que tienen las herramientas para proponer estrategias de prevención a través de la detección de áreas de oportunidad de determinado establecimiento, por lo que bien pueden guiarse y apoyarse de las estrategias que han emprendido ciertas empresas y gobiernos, por ejemplo, los proyectos MDL.

Para llevar a cabo las estrategias de prevención de la contaminación se pueden seguir metodologías que permitan asegurar su implementación y su continuidad.

3. 2. 2. Metodologías de prevención de la contaminación atmosférica.

En ocasiones, para llevar a cabo estrategias, es necesario crear metodologías. En este subtema estudiaras metodologías, que nos son las únicas, pero ayudan a conocer de manera general los pasos que deben seguirse para implementar alguna.

La primera es Producción más Limpia vista como metodología y la otra es la Mejor Tecnología Disponible (MTD). En este subtema la revisaremos desde el enfoque de establecimiento de medidas de prevención.

Comenzaremos con la metodología de Producción más Limpia, la cual se puede interpretar como una serie de pasos secuenciados que nos ayudara a prevenir la contaminación. Consta de cinco fases que son:

1.   Planeación y organización.

2.   Evaluación previa.

3.   Evaluación.

4.   Estudio de factibilidad.

5.   Implementación.

De manera general, para llevar a cabo las fases, se necesita de actividades como:

Tabla 2. Metodología de Producción más Limpia.

Planeación y organización.	·         Obtener el compromiso de la gerencia y del personal de la planta o industria. ·         Organizar al personal involucrado en el diagnóstico y logística de producción más limpia. ·         Definir las metas de producción más limpia en la empresa. ·         Identificar las barreras y soluciones en el proyecto de producción más limpia.
Evaluación previa	·         Recopilar información sobre las actividades operativas de la planta. ·         Definir y evaluar todas las actividades en la planta. ·         Definir el enfoque del diagnóstico.
Evaluación de los procesos y procedimientos prioritarios de la planta.	·         Elaborar el balance de materiales, agua y energía. ·         Definir las causas de los flujos de contaminantes y de las desviaciones energéticas o consumos excesivos de materia prima y/o agua. ·         Desarrollar opciones de producción más limpia. ·         Preseleccionar las opciones generadas.
Estudio de factibilidad de las oportunidades de producción más limpia	·         Evaluación preliminar. ·         Evaluación técnica. ·         Evaluación económica. ·         Evaluación ambiental. ·         Selección y presentación de las opciones factibles.
Implementación y seguimiento de las oportunidades de producción más limpia.	·         Preparar un plan de acción. ·         Implantar las opciones de producción más limpia. ·         Monitorear los resultados de las opciones implantadas. ·         Asegurar la continuidad del programa de producción más limpia.

Esta metodología se puede implementar en industrias dedicadas a servicios. Ten presente que su finalidad es prevenir las emisiones atmosféricas para cumplir con la legislación mexicana y con los compromisos adquiridos, tanto nacionales como internacionales.

Por otro lado, las ventajas de esta metodología son: causar el incremento en la eficiencia de los procesos, disminuir los costos de tratamiento y disposición de emisiones generadas y facilitar el cumplimiento de la normatividad mexicana aplicable (tambien con los compromisos firmados por México en lo internacional y nacional). Las desventajas radican en la necesidad de cambiar de paradigma, el tiempo necesario para implementar las actividades que ayudaran a prevenir la contaminación, la capacitación, el entrenamiento y compromiso por parte de todos los involucrados.

Para la aplicación de esta metodología es necesario hacer un análisis de todas las actividades que se realizan en la industria, para ello se cuantifican y caracterizan las entradas y salidas en cada una de las etapas de proceso, la evaluación de las causas de emisión de contaminantes y la generación y evaluación de opciones de prevención, asi como la implementación y monitoreo de opciones factibles sin afectar la calidad del producto.

Como ingeniero en tecnología ambiental es importante resaltar que para resolver los problemas de contaminación se debe tener un enfoque sistémico, asi que la prevención de las emisiones debe ser un punto importante en cualquier alternativa o propuesta de solución a problemas de contaminación atmosférica.

Ahora veamos un breve ejemplo de cómo aplicar la metodología de producción más limpia. Este ha sido obtenido del Centro Mexicano para la Producción más Limpia (CMPL). Guías de producción más limpia. 3 química. México: Instituto Politécnico Nacional. Problema. Situación actual: En el proceso de fabricación de carbón activado se emiten compuestos orgánicos volátiles (COV) y pentóxido de fosforo (P2O5), el origen preciso de las emisiones está en la deshidratación de la lignina y celulosa la cual está contenida en la materia prima. Para que se lleve a cabo esta operación, la materia prima se impregna de ácido y se somete a una temperatura de 350ºC dentro de un calcinador, como resultado negativo se tienen los gases mencionados ademas de una cantidad de ácido en forma de vapor. Conocer la situación actual es el resultado de la fase de planeación y organización. La solución al problema es la siguiente: 1.    Opciones para solucionar el problema: Después de desarrollar análisis y balances de materia y energía a la corriente gaseosa que emerge del calcinador, se decidió optar por emplear un oxidador térmico para solucionar el problema de las emisiones, el cual oxidara la corriente gaseosa que proviene de los calcinadores. Para dar esta opción de producción más limpia se realizó una fase previa y una evaluación de los procesos y procedimientos del establecimiento. La fase de evaluación previa consiste en recopilar información del proceso y en definir las actividades y el enfoque que se deberá hacer para realizar un diagnóstico del establecimiento. La fase de evaluación de los procesos y procedimientos prioritarios de la planta consiste en realizar balances de materia y energía, detectar las causas de contaminación, proponer las opciones de producción más limpia y preseleccionar la(s) más viable(s). 2.    Evaluación ambiental: En este punto se calculan los beneficios ambientales y de proceso de la opción propuesta. Con respecto al oxidador térmico, se sabe que este equipo remueve COV y tienen la capacidad de destruir el 99.9% de estos. Tambien se sabe que a la temperatura que opera el incinerador (1600ºC) es inevitable que los gases de salida emerjan a elevadas temperaturas por lo que se optó por que se recircularan los gases calientes del oxidador térmico al proceso de activación de carbón activado dado que se proporciona el calor requerido por el proceso de activación. Tambien se debe tomar en cuenta que la calidad del producto puede ser afectada y por lo tanto sería posible que se requiera un lavador de gases para remover el ácido clorhídrico que se generaría por esta acción. Para el lavado de gases se evalúa la posibilidad de lavar la corriente de gases con agua fría y/o con aceite mineral, sin embargo, la primera se descarta ya que los compuestos que residen en la corriente después del lavado tienen solubilidad muy limitada; por otro lado el aceite mineral podría capturar el 90% de los compuestos orgánicos, sin embargo, la cantidad que se necesita de aceite es tan grande que se hace inviable la opción. Esta fase corresponde al estudio de factibilidad de la metodología. 3.    Evaluación económica: Ahorros. El reducir las emisiones de COV causa que la planta este un paso delante de la legislación ambiental, evitando la posibilidad de un cierre de la planta por incumplimiento con las futuras regulaciones ambientales. Inversión. El costo de adquisición de un oxidador térmico es de $5,000,000 el costo total instalado sería de $10,000,000. Todo esto sin incluir los costos de operación. Beneficios. a)    Destrucción del 99.9% de los compuestos orgánicos volátiles. b)    Se evita un posible cierre de las instalaciones. Es parte de la fase estudio de factibilidad de la metodología. 4.    Consideraciones técnicas: Se requiere un sistema de seguridad para controlar el flujo de alimentación al oxidador y evitar alcanzar límites de explosividad, tambien existe la posibilidad de generar gases ácidos (HCl y P2O5) los cuales en cantidades significativas podrían causar problemas de corrosión que no serían convenientes. Es parte de la fase estudio de factibilidad de la metodología. 5.    Implementación: Una vez que se aprobó el uso del oxidador térmico, este se instala y se toman medidas para monitorear los resultados obtenidos de su implementación tal como mediciones de contaminantes emitidos por el oxidador, tambien se garantiza la continuidad de esta opción, es decir se revisa que continúe funcionando en las mejores condiciones posibles para evitar generar contaminantes. Este apartado corresponde a la fase de implementación.

A partir del ejemplo, reflexiona y piensa como una sola opción de reducción requiere que evalúes muchos parámetros. Este ejemplo solo fue una alternativa y se expuso de manera breve, como futuro ingeniero en tecnología ambiental es importante que para lograr una solución a los problemas de contaminación pienses de manera sistémica y no solo para resolver el problema de momento, es decir antes de pensar en una tecnología de remediación observa el entorno y propón opciones de prevención y corrección como Producción más Limpia ya que te pueden ayudar a lograr el objetivo y solucionar el problema de contaminación.

Por otro lado, la metodología Mejor Tecnología Disponible (MTD) tambien sirve para prevenir la contaminación atmosférica puesto que su metodología nos permite identificar opciones de prevención, analizarlas, evaluarlas e implementarlas.

¿Recuerdas los pasos a seguir para encontrar la mejor tecnología disponible?

Recordando la metodología tenemos que:

Tabla 3. Metodología Mejor Tecnología Disponible.

Paso 1	·         Identificar todas las opciones posibles de prevención de la contaminación. ·         Conocer todas las características del proceso, las emisiones y la naturaleza de los contaminantes.
Paso 2	·         Eliminar las opciones no viables. ·         Tomar en cuenta todas las características de las opciones previamente seleccionadas y considerar las variables necesarias para su implementación y continuidad.
Paso 3	·         De las opciones viables se investiga todos los aspectos: o   Técnicos o   Ambientales o   Económicos que tienen las opciones. ·         Desechar las opciones que no cumplen con los requerimientos necesarios para poder implementarse.
Paso 4	·         Del paso 3 se toman las opciones que hayan resultado con un alto porcentaje de posibilidad de implementación y se hace una evaluación: o   Técnica o   Ambiental o   Económica.
Paso 5	·         Seleccionar la mejor tecnología disponible. ·         Establecer una estrategia que permita monitorear las opciones implementadas. ·         Asegurar la continuidad de las medidas de prevención establecidas.

Nota: Las dos metodologías guardan similitudes, en ambas hay que saber el proceso productivo, identificar de donde provienen las emisiones y cuantificarlas, emitir las posibles opciones de prevención, desechar las no viables y analizar las óptimas mediante evaluaciones ambientales, económicas y técnicas; posteriormente, deben implementarse y monitorear su efectividad o su no viabilidad, ademas de establecer las medidas necesarias que garanticen su continuidad. Lo importante de estas tecnologías es que permiten establecer medidas de prevención de la contaminación y que ayudan al cumplimiento de la legislación ambiental ademas de los acuerdos y/o tratados internacionales y nacionales firmados por México en materia de aire.

No basta con controlar la contaminación hasta que esta se encuentra presente en el medio ambiente, tambien es necesario contar con nuevos enfoques que permitan solucionar los problemas de contaminación ambiental. El enfoque que se da en esta asignatura es el sistémico, es decir aquel que permite visualizar las soluciones a problemas de contaminación desde la prevención y no solo por medio de tecnologías de remediación (ya cuando está presente la contaminación) lo cual permite resolver problemas de forma integral. Las metodologías que acabas de ver son procedimientos que ayudan a establecer las medidas de prevención en un establecimiento, su objetivo es evitar la contaminación o bien reducir la carga de contaminantes de las emisiones, aunque en ocasiones tambien pueden ayudar a las tecnologías o equipo(s) de control instalado(s) a lograr el mismo objetivo.

Nota: Como observación final se puede decir que para el uso de una tecnología o para la implementación de metodologías de prevención, siempre se debe analizar las opciones consideradas con estudios de factibilidad que involucren aspectos ambientales, técnicos y económicos, sin alguno de ellos las propuestas difícilmente prosperan debido a que están íntimamente relacionadas. Como futuros ingenieros en tecnología ambiental es importante que se tengan presentes todas las implicaciones que lleva una remediación o mecanismos de prevención pues se deben considerar todas las dimensiones en las que se involucra el ser humano para alcanzar la sustentabilidad.