Fuentes potenciales de contaminantes organicos persistentes de la

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FUENTES POTENCIALES DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS
PERSISTENTES DE LA INDUSTRIA METALÚRGICA 1
Contenido
Introducción _____________________________________________________________________ 2
Inventarios preliminares ___________________________________________________________ 4
Perspectivas ______________________________________________________________________ 9
1
Este documento elaborado por Cristina Cortinas de Nava, Coordinadora Nacional Técnica del Proyecto
para Habilitar a México a formular el Plan Nacional de Implementación (PNI) para dar cumplimiento al
Convenio de Estocolmo, no constituye una opinión oficial y es solo la responsabilidad de la autora.
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Introducción
Tras la suscripción del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos
persistentes (COPs), México deberá formular un Plan Nacional de Aplicación, en el cual
se identifiquen las acciones a desarrollar para reducir o eliminar la liberación no
intencional de tales contaminantes, entre otros, de las fuentes de la Industria
Metalúrgica citadas en el Anexo C, en la Parte II y III referidas a continuación
ANEXO C
Categorías de Fuentes de la Parte II
(Las dibenzoparadioxinas y dibenzofuranos policlorados, el hexaclorobenceno y los
bifenilos policlorados se forman y se liberan de forma no intencional a partir de
procesos térmicos, que comprenden materia orgánica y cloro, como resultado de una
combustión incompleta o de reacciones químicas. Las siguientes categorías de fuentes
industriales tienen un potencial de formación y liberación relativamente elevadas de
estos productos al medio ambiente.)
d) Los siguientes procesos térmicos de la industria metalúrgica:
i)
Producción secundaria de cobre;
ii)
Plantas de sinterización en la industria del hierro e industria
siderúrgica.
iii)
Producción secundaria de aluminio;
iv)
Producción secundaria de zinc.
Categorías de Fuentes de la Parte III
(Pueden también producirse y liberarse en forma no intencionada dioxinas y furanos,
hexaclorobenceno y bifenilos policlorados a partir de las siguientes categorías de
fuentes.)
b) Procesos térmicos de la industria metalúrgica no mencionados en la parte II.
d) Combustión de combustibles fósiles en centrales termoeléctricas o calderas
industriales.
k) Plantas de desguace para el tratamiento de vehículos una vez acabada la vida
útil.
En el Convenio se plantean las medidas siguientes tendientes a reducir o eliminar la
liberación de los COPs no intencionales de estas fuentes, estableciendo diferencias
entre las que se incluyen en la Parte II y la Parte III, salvo que los inventarios
nacionales identifiquen entre estas últimas fuentes de gran importancia que requieren
atención prioritaria y a las que se puede sujetar a las medidas que aplican a la Parte II.
Artículo 5 Medidas para reducir o eliminar las liberaciones derivadas de la
producción no intencional
Cada Parte adoptará como mínimo las siguientes medidas para reducir las liberaciones totales
derivadas de fuentes antropógenas de cada uno de los productos químicos incluidos en el anexo C, con
la meta de seguir reduciéndolas al mínimo y, en los casos en que sea viable, eliminarlas definitivamente:
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a) Elaborará en un plazo de dos años a partir de la entrada en vigor del presente Convenio para
dicha Parte, y aplicará ulteriormente, un plan de acción o, cuando proceda, un plan de acción
regional o subregional como parte del plan de aplicación especificado en el artículo 7, destinado a
identificar, caracterizar y combatir las liberaciones de los productos químicos incluidos en el anexo C y a
facilitar la aplicación de los apartados b) a e). En el plan de acción se incluirán los elementos siguientes:
i) Una evaluación de las liberaciones actuales y proyectadas, incluida la preparación y el
mantenimiento de inventarios de fuentes y estimaciones de liberaciones, tomando en consideración las
categorías de fuentes que se indican en el anexo C;
ii) Una evaluación de la eficacia de las leyes y políticas de la Parte relativas al manejo de esas
liberaciones;
iii) Estrategias para cumplir las obligaciones estipuladas en el presente párrafo, teniendo en cuenta
las evaluaciones mencionadas en los incisos i) y ii);
iv) Medidas para promover la educación, la capacitación y la sensibilización sobre esas estrategias;
v) Un examen quinquenal de las estrategias y su éxito en cuanto al cumplimiento de las obligaciones
estipuladas en el presente párrafo; esos exámenes se incluirán en los informes que se presenten de
conformidad con el artículo 15;
vi) Un calendario para la aplicación del plan de acción, incluidas las estrategias y las medidas que se
señalan en ese plan;
b) Promover la aplicación de las medidas disponibles, viables y prácticas que permitan lograr
rápidamente un grado realista y significativo de reducción de las liberaciones o de eliminación de
fuentes;
c) Promover el desarrollo y, cuando se considere oportuno, exigir la utilización de materiales,
productos y procesos sustitutivos o modificados para evitar la formación y liberación de productos
químicos incluidos en el anexo C, teniendo en cuenta las orientaciones generales sobre medidas de
prevención y reducción de las liberaciones que figuran en el anexo C y las directrices que se adopten por
decisión de la Conferencia de las Partes;
d) Promover y, de conformidad con el calendario de aplicación de su plan de acción, requerir el
empleo de las mejores técnicas disponibles con respecto a las nuevas fuentes dentro de las
categorías de fuentes que según haya determinado una Parte justifiquen dichas medidas con
arreglo a su plan de acción, centrándose especialmente en un principio en las categorías de
fuentes incluidas en la parte II del anexo C. En cualquier caso, el requisito de utilización de las mejores
técnicas disponibles con respecto a las nuevas fuentes de las categorías incluidas en la lista de la parte II
de ese anexo se adoptarán gradualmente lo antes posible, pero a más tardar cuatro años después de la
entrada en vigor del Convenio para esa Parte. Con respecto a las categorías identificadas, las Partes
promoverán la utilización de las mejores prácticas ambientales. Al aplicar las mejores técnicas
disponibles y las mejores prácticas ambientales, las Partes deberán tener en cuenta las directrices
generales sobre medidas de prevención y reducción de las liberaciones que figuran en dicho anexo y las
directrices sobre mejores técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales que se adopten por
decisión de la Conferencia de las Partes;
e) Promover, de conformidad con su plan de acción, el empleo de las mejores técnicas
disponibles y las mejores prácticas ambientales:
i) Con respecto a las fuentes existentes dentro de las categorías de fuentes incluidas en la parte II
del anexo C y dentro de las categorías de fuentes como las que figuran en la parte III de dicho
anexo; y
ii) Con respecto a las nuevas fuentes, dentro de categorías de fuentes como las incluidas en la
parte III del anexo C a las que una Parte no se haya referido en el marco del apartado d).
Al aplicar las mejores técnicas disponibles y las mejores prácticas ambientales las Partes tendrán en
cuenta las directrices generales sobre medidas de prevención y reducción de las liberaciones que figuran
en el anexo C y las directrices sobre mejores técnicas disponibles y mejores prácticas ambientales que
se adopten por decisión de la Conferencia de las Partes;
f) A los fines del presente párrafo y del anexo C:
i) Por “mejores técnicas disponibles” se entiende la etapa más eficaz y avanzada en el desarrollo de
actividades y sus métodos de operación que indican la idoneidad práctica de técnicas específicas para
proporcionar en principio la base de la limitación de las liberaciones destinada a evitar y, cuando no sea
viable, reducir en general las liberaciones de los productos químicos incluidos en la parte I del anexo C y
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sus efectos en el medio ambiente en su conjunto. A este respecto:
ii) “Técnicas” incluye tanto la tecnología utilizada como el modo en que la instalación es diseñada,
construida, mantenida, operada y desmantelada;
iii) “Disponibles” son aquellas técnicas que resultan accesibles al operador y que se han desarrollado a
una escala que permite su aplicación en el sector industrial pertinente en condiciones económica y
técnicamente viables, teniendo en consideración los costos y las ventajas;
iv) Por “mejores” se entiende más eficaces para lograr un alto grado general de protección del medio
ambiente en su conjunto;
v) Por “mejores prácticas ambientales” se entiende la aplicación de la combinación más adecuada de
medidas y estrategias de control ambiental;
vi) Por “nueva fuente” se entiende cualquier fuente cuya construcción o modificación sustancial se haya
comenzado por lo menos un año después de la fecha de:
a.
Entrada en vigor del presente Convenio para la Parte interesada; o
b.
Entrada en vigor para la Parte interesada de una enmienda del anexo C en virtud de la cual la
fuente quede sometida a las disposiciones del presente Convenio exclusivamente en virtud de esa
enmienda.
g) Una Parte podrá utilizar valores de límite de liberación o pautas de comportamiento para cumplir sus
compromisos de aplicar las mejores técnicas disponibles con arreglo al presente párrafo.
El presente documento tiene como propósito revisar los avances logrados en la
caracterización de las posibles fuentes de emisión no intencional de COPs en el Sector
Metalúrgico de México.
Inventarios preliminares
El Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental (CENICA), del Instituto
Nacional de Ecología (INE) de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales
(Semarnat), realizó un inventario preliminar de fuentes de la Industria Metalúrgica que
liberan de manera no intencional dioxinas y furanos, para lo cual empleó la metodología
desarrollada por el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente
(PNUMA), conocida como Toolkit, la cual comparó con los factores de emisión
estimados para las mismas fuentes por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de
los Estados Unidos.
El CENICA informa que la industria del hierro y el acero, así como la producción de
metales no ferrosos constituyen actividades que consumen altas cantidades de energía
y materiales. Estas actividades son clasificadas por el Toolkit-PNUMA dentro del
subcapítulo 6.2 “Categoría principal 2 – Producción de materiales ferrosos y no
ferrosos”. A su vez, el inventario de la EPA la cataloga dentro de las “Fuentes de
PCDD/F en la fundición y refinación de metales”.
La EPA, en su inventario de emisiones, clasifica las fuentes de PCDD/F en la industria
metalúrgica de acuerdo al tipo de proceso y grupo de materiales producidos (metales
ferrosos, no ferrosos, hierro, etc). En él, se menciona que esta rama de la industria
produce cantidades considerables de gases de salida y residuos, además de que los
materiales secundarios y la proporción de la reutilización y reciclado de los residuos
sólidos constituyen una gran parte de las actividades en ella. Para los procesos de
fundición/refinación primaria de metales no ferrosos no se brindan factores de emisión,
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ello considerando la falta de datos que permitan una aproximación válida (no obstante
se menciona la posible existencia de emisiones). En lo que concierne a los procesos de
fundición/refinación secundarios de ese mismo tipo de materiales, la EPA los define
como la recuperación de metales no ferrosos y limaduras de chatarra y escoria nuevas
y usadas. También agrega al respecto que los principales metales producto de esta
actividad, en términos de volumen y valor de los cargamentos, son el aluminio, el cobre,
el plomo, el zinc y los metales preciosos. Aunado a ello, se menciona que dada la
posible presencia de impurezas orgánicas (como plásticos, pinturas y solventes) en la
chatarra y la escoria de metales, además de la utilización en algunos procesos de
fundición/refinación de secundarios de sales químicas como (cloruro de sodio, cloruro
de potasio y otras), el proceso de combustión de dichos materiales puede provocar la
emisión de PCDD/F al medio ambiente. Para brindar sus factores de emisión, la EPA
realiza una división de las actividades por tipo de metal. Sin embargo, estos factores de
emisión no fueron considerados en el cálculo de las emisiones de PCDD/F en el
inventario mexicano. Esto último será abordado posteriormente.
El Toolkit-PNUMA coincide con la EPA en el aspecto de mencionar que la industria
siderometalúrgica es extraordinariamente intensiva en materiales, basándose en
diversas materias primas como minerales, chatarra, carbón (las cuales en varios casos
poseen una gran carga de aceites y plásticos) y aditivos y chatarra, consumiendo una
gran cantidad de energía. De acuerdo a ese documento, las emisiones son
generalmente hacia la atmósfera, no obstante la posible existencia de emisiones
importantes hacia los residuos. Siendo el objetivo de los procesos el obtener el metal
buscado en forma pura, los minerales y concentrados que contienen metales distintos
del objetivo primario tienden a concentrarse en los residuos de los procesos, los cuales
sirven de materia prima en otros procesos de recuperación de metales (procesos
secundarios).
Para el cálculo de las emisiones, el método del PNUMA recurre a la división de los
procesos por tipo de producto buscado, (sinterización del mineral de hierro, producción
de coque, plantas de producción de hierro y acero, producción de cobre, producción de
aluminio, producción de plomo, producción de zinc, producción de bronce y latón,
producción de magnesio y producción de otros metales ferrosos y no ferrosos), lo cual
implica generalmente una división por proceso también. Como se mencionó en el
párrafo anterior, para la evaluación de las emisiones en México solo se consideró a la
industria siderúrgica (y solo los volúmenes producidos dentro de los procesos
secundarios). En los procesos de fabricación de acero el PNUMA señala grandes
emisiones (de más de la mitad de la masa de entrada) producto de la transformación de
los insumos en gases de salida y desechos o productos secundarios sólidos. A manera
de soporte, el instrumental brinda una descripción detallada de las diferentes técnicas y
tecnologías de fabricación de acero (altos hornos, horno de arco eléctrico, reducción del
fundido y la reducción directa).
La evaluación de las emisiones en México dentro del Inventario EPA-México se realizó
bajo la dificultad de obtener datos válidos sobre los volúmenes de producción y
cantidades y tipo de materiales consumidos por la industria metalúrgica. Esto constituyó
un obstáculo difícil a sortear y que representa una fuente de incertidumbre bastante alta
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en la evaluación. Es por esta razón que el cálculo de las emisiones de PCDD/F sólo se
refiere a la industria de producción del acero a partir de procesos secundarios, es decir,
de la utilización de chatarra como materia prima (de la cuál se posee información un
poco más amplia). De acuerdo a ese reporte, las tecnologías de producción de acero
utilizadas en México son la de altos hornos en las grandes compañías siderúrgicas y la
de hornos de arco eléctrico para las industrias más pequeñas. México es el segundo
productor de acero en América Latina (detrás de Brasil) y el quinceavo a nivel mundial.
A partir de la cantidad de chatarra importada al país, y aún cuando no se tienen
estimaciones sobre su producción nacional ni del porcentaje de chatarra que se utiliza
como materia prima en el proceso de obtención del acero, se consideró que el total de
ese volumen es utilizado en la industria siderúrgica. Contrario a la práctica en el resto
de las actividades analizadas en ese inventario, el factor de emisión se tomó de un
reporte ajeno al inventario de la EPA, igual a 0.57 g TEQ/Ton de chatarra, proveniente
de un estudio en Alemania. El cuadro siguiente muestra los valores de emisión para los
años 1995 y 2000 en México.
Estimación de la emisión de PCDD/F en México por producción de acero (proceso
secundario)
Año
1995
2000
EPA-México
Emisión
(g TEQ/año)
0.697
0.805
PNUMA-Aire
Emisión
(g TEQ/año)
26.11
30.16
PNUMA-Resid.
Emisión
(g TEQ/año)
130.58
150.81
PNUMA Total
Emisión
(g TEQ/año)
156.59
180.97
Para la evaluación de las emisiones en México con el método PNUMA, se consideró
únicamente a los hornos de arco eléctrico (HAE), dado que de acuerdo al Toolkit, los
altos hornos no utilizan chatarra como materia prima. Luego que no se posee
información acerca de las prácticas de manejo de la chatarra en la producción del
acero, se supondrá que se recibe sucia (es decir contaminada por pinturas, plásticos
lubricantes u otros compuestos orgánicos) lo cual puede dar como resultado elevadas
emisiones de PCDD/F y otros compuestos dado el proceso de precalentamiento de la
chatarra que requiere este tipo de fabricación.
A pesar de lo anterior, debido a que el factor de emisión brindado por el PNUMA se
basa en la masa de acero líquido producido (ver Tabla 5.2) (valor que se proporciona
en el inventario EPA-México para 1995 y 1999, y considerando este último igual para el
año 2000) se observó más apto el factor brindado para la clase 2, dado que la chatarra
no es el único material utilizado como materia prima, también se utiliza el hierro virgen
(el volumen utilizado de este último fue supuesto como el más importante, luego de la
diferencia existente entre el volumen producido de acero y el volumen de chatarra
importada, además de considerar que la recuperación de chatarra para su reuso no
representa un porcentaje importante en el país). Además, se juzga que los hornos de
producción en el país cuentan con SCCA.
Por todo lo expuesto previamente, y haciendo uso de las cifras de producción de acero
manejadas en el inventario EPA-México (8.70 millones de toneladas para 1995 y 10.05
7
millones de toneladas para el año 2000), se obtuvo un valor, superior en poco más de
treinta y siete veces, distinto a la emisión hacia la atmósfera calculada por la EPA.
Sumado a lo anterior, y a diferencia de la evaluación en el inventario EPA-México, se
obtuvieron también valores de emisión muy importantes hacia los residuos, los cuales
representan un aumento aún mayor en comparación a los valores de la metodología
EPA (de alrededor de ciento ochenta y seis veces más). Estos valores se presentan en
el cuadro siguiente.
Factores de emisión de la industria del acero (PNUMA, 2001)
Clasificación
1. Chatarra sucia (aceites de corte,
contaminación general), precalentamiento de
la chatarra, controles limitados.
2. Chatarra limpia/hierro virgen,
postcombustión y filtro de tela
3. Chatarra limpia/hierro virgen, HAE
diseñados para bajas emisiones de PCDD/F,
Hornos HOB
4. Altos hornos con CCA
Factores de emisión (g TEQ/Ton acero
líquido)
Atm
Agua
Tierra
Prod
Resid
10
ND
NA
NA
15
3
ND
NA
NA
15
0.1
ND
NA
NA
15
0.01
ND
ND
ND
ND
La imagen comparativa entre los tres valores encontrados (EPA-México, PNUMAAtmósfera y PNUMA-Residuos) para el año 2000 se presenta en la figura siguiente. A
pesar de este esfuerzo por comparar las emisiones, resulta imposible establecer una
relación directa entre los datos expuestos a partir del método de la EPA y los obtenidos
por el método del PNUMA. Esto debido a la diferencia entre los factores que integraron
cada cálculo de las emisiones. Y aún cuando la diferencia existente entre las bases de
los factores de emisión (toneladas de chatarra consumidas ó toneladas de acero
producido) podría ser anulada si se tuviera la información completa sobre los
volúmenes consumidos o producidos (dependiendo de cada factor), este no es el caso,
por lo que el cálculo se limitó a proporcionar un estimado de la emisión anual con un
grado de confianza bajo.
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g TEQ
Estimación de la emisión de PCDD/F en México por producción de acero (proceso
secundario), comparación de los dos métodos
160
140
120
100
80
60
40
20
0
150.81
EPA-México
PNUMA - Atm
PNUMA - Res.
30.16
0.81
2000
Año
Observaciones del CENICA

El sector industrial metalúrgico es uno de los más fuertes y representativos del país.
Como se menciona en este documento, México es uno de los más importantes
productores de minerales y metales a nivel mundial.
Por lo anterior expuesto se considera que la estimación de emisiones de PCDD/F en
México difícilmente alcanza a cubrir una pequeña parte de la realidad de las
actividades de esta rama industrial en el país. Es muy importante, para su correcta y
completa evaluación, el obtener datos e información acerca de los niveles y
volúmenes de producción y consumo (formal e informal). Falta incluir datos acerca
de metales muy importantes (aluminio, plomo, cobre, bronce, magnesio, coque, etc.)
cuya producción es considerada susceptible de emitir contaminantes al medio
ambiente.

Respecto a la cuantificación del acero producido manejada en el Inventario EPAMéxico (y por lo tanto también en este documento), esta solo incluye el aluminio
utilizado en el proceso secundario y proveniente de la chatarra importada. A este
respecto es necesario aclarar varios aspectos de la información manejada:
a) Se consideró que el total de la chatarra importada se utilizaba para la
recuperación del acero. Esto implica el considerar que las otras actividades de
producción y recuperación de metales no utilizan chatarra.
b) Al ser solo la chatarra utilizada de importación, no se considera la cantidad de
chatarra nacional utilizada, no se menciona que porcentaje equivale entre una y
otra.
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c) Hace falta información sobre el número de plantas dedicadas a la extracción y
recuperación de acero, en procesos primarios y secundarios (chatarra). Su
tecnología, sus procesos de CCA y capacidad de actividades.
d) Más importante aún es la falta de información acerca de las actividades
informales en este rubro, pues al no poseer sistemas de CCA pueden ser una
fuente de emisiones más importante que las compañías establecidas.
Al realizar el cálculo basándose únicamente en la cantidad de chatarra utilizada
(proceso secundario) se despreció las posibles emisiones debidas a procesos
primarios de producción. Esto mismo aplica para todos los metales no considerados
dentro del estudio mexicano.

En el inventario EPA-México se utilizó un factor de emisión originario de un estudio
diferente al inventario de emisiones de PCDD/F de la EPA. Esto significa la
aplicación de un criterio diferente al que se venía utilizando en todo el reporte. El
factor en cuestión es producto de estudios realizados en Alemania (de los cuales no
se brindan características, solo se menciona que fueron realizados en situaciones
de prueba), incluidos dentro de un estudio preliminar elaborado por un consultor
para la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte. Este factor no se
encuentra citado en el borrador del inventario de la EPA.

El factor de emisión en el cálculo del inventario en el presente documento fue
tomado como si los hornos de producción del acero a partir de la chatarra si
poseyeran un tratamiento bien controlado de esta y un mínimo control de emisiones
(Clase 2, Cuadro 22 del Toolkit-PNUMA, 2001).
Perspectivas
Las múltiples observaciones realizadas por el CENICA en relación con su estudio
preliminar de las emisiones no intencionales potenciales de la Industria Metalúrgica de
México, indican que:

Es imprescindible repetir el estudio realizado por el CENICA partiendo
inicialmente de la determinación del número, distribución geográfica y
características de las diferentes plantas que la integran y que pudieran estar
sujetas al cumplimiento de las disposiciones del Convenio de Estocolmo.

Es preciso recabar la información proporcionada por las empresas de este
Sector a la Semarnat, a través de la Cédula de Operación Anual (COA), sus
reportes de emisiones atmosféricas, sus informes relacionados con la generación
y el manejo de sus residuos peligrosos, así como con las descargas de aguas
residuales. A partir de esos elementos de información podrá determinarse la
acción a desarrollar como parte del Plan Nacional de Aplicación del Convenio de
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Estocolmo a este respecto, tomando en cuenta la importancia del Sector
reflejada en la figura siguiente.
Distribución de la emisión de PCDD/F en México en el año 2000
Industria
Cementera
Industria
Metalúrgica
Ladrilleras
Pulpa y papel
Incendios
Forestales
Incendios
Agrícolas
PVC-VCM
Quema de llantas
Quema de biogas
Incineración de
Residuos Biol.Infecc.
Incendios en
depósitos a cielo
abierto
Quema dom. de
basura
Incineración de
Residuos
Industriales