ELIMINACIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES y

NANO FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA
ELIMINACIÓN DE
COMPUESTOS ORGÁNICOS
VOLÁTILES y OLORES
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Tabla de contenido
I.
Introducción...................................................................................................................3
A.
Compuestos Orgánicos Volátiles. ...........................................................................3
B.
Olor..........................................................................................................................4
C.
La solución. .............................................................................................................5
II. Base Teórica. ................................................................................................................6
III.
Resultados de Laboratorio..........................................................................................8
A.
Cuadro resumen de algunas reacciones. ................................................................8
B.
Curvas resultantes...................................................................................................9
IV.
Base Práctica............................................................................................................10
V. Ventajas: .....................................................................................................................13
A.
Ventajas Comparativas: ........................................................................................14
B.
Comparación de Aero Foto Reactor versus otras Tecnologías .............................14
VI.
Contaminantes que pueden ser tratados Nano Foto Catálisis Heterogénea. ...........15
VII. Aplicaciones de los Equipos. ....................................................................................16
VIII. Equipos.....................................................................................................................17
A.
Aero Foto Reactor (A.F.R.)....................................................................................17
B.
Las Pantallas Anti Olores (P.A.O.) ........................................................................18
IX.
Etapas de Implementación. ......................................................................................19
X. Antecedentes Para Diseño..........................................................................................20
A.
Caudales ...............................................................................................................20
B.
Concentraciones....................................................................................................20
C.
Fuente Luminosa...................................................................................................20
XI.
Normativas Chilenas.................................................................................................21
A.
DS 167/99, Celulosas (Gases TRS) ......................................................................21
B.
DS. 185 .................................................................................................................21
C.
Res. Exenta 536, Fundiciones...............................................................................21
D.
N1 45, Incineración y Co incineración. ..................................................................22
E.
D.S. N° 13, TERMOELÉCTRICAS. .......................................................................24
F.
RESUMEN DE CONTAMINANTES CONTROLADOS SEGÚN LA NORMA.........25
XII. Glosario de Términos. ..............................................................................................26
XIII. Bibliografía................................................................................................................28
Revisión
1.0
Concepto / Cambio
Para publicación.
Fecha
16-07-13
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I.
Introducción.
Compuestos Orgánicos Volátiles1.
A.
Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en
todos los elementos vivos. Los compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados VOC (por sus
siglas en inglés), o COV (por sus siglas en español), se convierten fácilmente en vapores o gases.
Junto con el carbono, contienen elementos como hidrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o
nitrógeno. Los COV son liberados por la quema de combustibles, como gasolina, madera, carbón o
gas natural. También son liberados por disolventes, pinturas y otros productos empleados y
almacenados en la casa y el lugar de trabajo.
Algunos ejemplos de compuestos orgánicos volátiles son:
Naturales: isopreno, pineno y limoneno
Artificiales: benceno, tolueno, nitrobenceno
Otros ejemplos de compuestos orgánicos volátiles son formaldehído, clorobenceno, disolventes
como tolueno, xileno, acetona, y percloroetileno (o tetracloroetileno), el principal disolvente usado
en la industria de lavado en seco. Muchos compuestos orgánicos volátiles se usan comúnmente
en disolventes de pintura y de laca, repelentes de polillas, aromatizantes del aire, materiales
empleados en maderas, sustancias en aerosol, disolventes de grasa, productos de uso automotor
y disolventes para la industria de lavado en seco.
Muchos compuestos orgánicos volátiles son peligrosos contaminantes del aire. La importancia de
los COV reside en su capacidad como precursores del ozono troposférico y su papel como
destructores del ozono estratosférico. Contribuyen a la formación del smog fotoquímico al
reaccionar con otros contaminantes atmosféricos (como óxidos de nitrógeno) y con la luz solar. Se
da principalmente en áreas urbanas, dando lugar a atmósferas ricas en ozono de un color marrón.
Reduciendo la emisión de estos compuestos orgánicos volátiles y de los óxidos de nitrógeno se
conseguiría evitar la formación del smog.
Actividades donde se producen COV









Industria siderúrgica
Industria de plásticos y caucho
Industria del calzado
Pinturas, barnices y lacas.
Industria alimentaria
Industria maderera
Industria farmacéutica
Industria cosmética
Industria de la lavado en seco
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Efectos sobre la salud
Los efectos sobre la salud son variados, dependen del compuesto y del periodo al que se ha
estado expuesto. Los compuestos orgánicos volátiles son liposolubles, y gracias a su afinidad por
las grasas se acumulan en diversas partes del cuerpo humano. A corto plazo pueden causar:
- irritación de ojos y garganta, nariz,
- náuseas, irritación de garganta,
- dolor de cabeza, vómito de sangre,
- reacciones alérgicas, hinchazón,
- mareos, dolores estomacales e intestinales
- fatiga, manchas en la piel.
Y a largo plazo pueden dañar el hígado, los riñones o el sistema nervioso central. También pueden
ser carcinógenos, como por ejemplo el benceno. También daña el intestino delgado a tal punto que
se crean orificios que causan la muerte
Los COV se pueden clasificar según su peligrosidad en 3 grupos:
•
Compuestos extremadamente peligrosos para la salud: Benceno, cloruro de vinilo y 1,2
dicloroetano y azufre.
•
Compuestos de clase A: Son compuestos que pueden causar daños significativos al medio
ambiente,
como Acetaldehido, anilina, tetracloruro
de
carbono,
1,1,1-tricloroetano,
tricloroetileno, triclorotolueno etc.
•
Compuestos
de
clase
B:
con
menor
como Acetona, etanol y combustibles fósiles.
B.
impacto
en
el
medio
ambiente
Olor1.
El olor es la sensación resultante de la recepción de un estímulo por el sistema sensorial olfativo.
El término indica tanto la impresión que se produce en el olfato, como lo que es capaz de
producirlo. Es una propiedad intrínseca de la materia. El olor es el objeto de percepción del
sentido del olfato.
El olor se genera por una mezcla compleja de gases, vapores y polvo, donde la composición de la
mezcla influye en el tipo de olor percibido por el receptor.
1
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Existen numerosas actividades industriales (industrias químicas, vertederos, depuradoras de
aguas residuales, industrias alimentarias, ganaderas, etc.) que emiten una serie de sustancias
olorosas que generan molestias en el entorno. Los malos olores pueden ser molestos, causa de
rechazo, y afectar a la calidad de vida de las personas y animales del medio, por lo que pueden
ser considerados como una forma de contaminación
ambiental.
Los Olores están compuestos en su mayoría por químicos
orgánicos, tales como:
 Amoniaco (NH3)
 Ácido Sulfhídrico (H2S)
 Dioxinas producto de la incineración de compuestos
orgánicos, altamente tóxico.
 Acetaldehído (humo de cigarros), etc.,
Los cuales en grandes concentraciones generan serios
riesgos para la salud, por lo cual, con el fin de obtener una
buena calidad de vida es imperioso eliminarlos desde nuestro ambiente.
C.
La solución.
Para controlar y destruir las emisiones gaseosas de COV, olores y gases tóxicos se ha
desarrollado la Nano Foto Catálisis Heterogénea (NFCH), que es una tecnología de última
generacion ideal para la purificación de aire, la cual puede tratar la contaminación del aire
causado por más de 85% tipos de gases dañinos tales como gases de escape de los autos, NOx,
gases tóxicos de hidrocarburos, formaldehído, benceno. COV.
Con la presencia de luz, el foto catalizador produce radicales hidroxilos y huecos (+), los cuales
reaccionan con los materiales orgánicos y gases dañinos para convertirlos en agua y dióxido de
carbono.
No se producen efectos o sustancias colaterales en este proceso de purificación.
La nano tecnología foto catalítica reacciona como catalizador en las reacciones químicas, de
manera que su rendimiento se mantendrá por un largo periodo de tiempo y nunca será
consumido.
Además, tenemos una tecnología foto catalítica que pueden ser usados para interiores donde la
radiación UV es débil.
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II.
Base Teórica.
La Fotocatálisis Heterogénea, es el proceso más eficiente de las Tecnologías Avanzadas de
Oxidación (TAO’s), que se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios
fundamentales en la estructura química de los contaminantes.
Es por esta razón que son ampliamente utilizados en Europa, EE.UU. y especialmente en Japón
para el Tratamiento de C.O.V. y Olores. Existiendo más de 5.000 patentes a la fecha sólo en
Japón.
Los beneficios de esta tecnología radican en que posee un amplio espectro de aplicación, dado
que tiene la capacidad de mineralizar la mayoría de los contaminantes químicos difíciles, por una
parte y por otra la de degradar los compuestos orgánicos a compuestos inocuos como H2O y CO2,
incluido los recalcitrantes. Todo lo anterior, le confiere la cualidad de ser un tratamiento
completamente amigable con el medio ambiente.
En las líneas siguientes se explicará de manera breve los fundamentos científicos de esta
tecnología.
1.
La fotólisis es la disociación de moléculas orgánicas complejas por efecto de la luz. Es el
proceso en el que se basa la fotosíntesis. Por ejemplo, tenemos la ecuación de la Fotólisis
del agua:
‫ܪ‬ଶܱ + ℎ‫ ܪ → ݒ‬ା + ܱ‫ି ܪ‬
/ ℎ‫ݒ‬: quantum de luz
2.
La catálisis, consiste en la alteración de la velocidad de una reacción química,
producida por la presencia de una sustancia llamada catalizador, que no resulta
químicamente alterada en el transcurso de la reacción.
3.
De acuerdo a las definiciones anteriores tenemos que la fotocatálisis, es la reacción
catalítica que involucra la absorción de luz por parte de un catalizador o sustrato. Durante
este proceso ocurren reacciones de oxidación, así como de reducción. Se puede aplicar la
fotocatálisis a:
i.
ii.
iii.
Oxidación de compuestos orgánicos
Reducción de iones inorgánicos
Reducción de otros compuestos orgánicos.
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4.
Finalmente, se habla de Fotocatálisis Heterogénea porque las fotorreacciones
transcurren en la superficie del catalizador (en la interface líquido-sólido o gas-sólido).
La fotocatálisis heterogénea permite la degradación, e incluso la mineralización, de gran variedad
de compuestos orgánicos según la reacción global siguiente:
El Foto Catalizador (FC) tiene la característica de ser súper hidrofílico, por lo que atrae las
moléculas de agua.
Cuando un quantum de luz incide en la superficie del FC se libera un electrón (e-) desde la banda
de Valencia hacia la banda de Conductividad, este electrón ataca al oxígeno molecular (O2)
convirtiéndolo en un súper anión (O2*). Por su parte, el espacio (h+) dejado por el electrón ataca la
molécula del agua convirtiéndola en un Radical Hidroxilo (*OH).
En conjunto el O2* y *OH por su elevado poder oxido-reductor, ante la presencia de cualquier
molécula ya sea esta orgánica o inorgánica, producirán una enérgica reacción fotoquímica de
óxido-reducción.
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III.
Resultados de Laboratorio
A.
Cuadro resumen de algunas reacciones.
Notas:
1.
Tabla muestra que los productos finales de la reacción foto catalítica es segura para el ser
humano y no tiene un segundo riesgo de contaminación.
2.
La marca ● significa que este componente está disponible en el producto final de la
reacción.
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B.
Curvas resultantes.
A continuación se muestran las curvas resultantes de ensayos realizados en laboratorio, en donde
se muestra efectividad para la descomposición del mal olor.
Las condiciones de laboratorio fueron:
Volumen del gas:
Cantidad de Nano Foto Catalizador:
Intensidad Luminosa:
3 L.
1,5 gr
2,0 mW/cm2 aprox.
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IV.
Base Práctica.
Corresponde a lo realizado en Argentina con un equipo AEROFOTOREACTOR diseñado y
fabricado por nuestra empresa para eliminar los olores y C.O.V. presentes en la industria de
alcoholes.
a. Condiciones de diseño:
Tabla N° 1: Parámetros de diseño
Con la información anterior se procedió a diseñar un equipo
piloto para las condiciones de operación requeridas.
Obteniéndose un equipo similar al mostrado, el cual tiene
las siguientes performance:




Equipo:
AEROFOTOREACTOR
Modelo:
AFR-30-A
Contaminante:
Etanol, y otros C.O.V.
Capacidades máximas:
o Caudal:
30 m3/hr.
o Concentración:
12.000 mg/m3
o Carga:
100 mg/s.
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b. Ensayo:
Para el ensayo se midieron los gases pre y post equipo AEROFOTOREACTOR, obteniendo los
resultados mostrados en las tablas 2 y 3.
Tabla N° 2: Parámetros de entrada.
Tabla N° 3: Parámetros de salida.
Tabla N° 4: Caudal Post Aerofoto reactor.
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c. Resultados:
Se resumen en la presente tabla los resultados de los ensayos
Del estudio se desprenden las siguientes conclusiones:
1.
El equipo operó a un sobre flujo de un 2.529% (25,29 veces) la capacidad de diseño, esto
quiere decir que el equipo fue expuesto a un caudal muy superior al de diseño, lo que
redujo en ±25 veces el tiempo de exposición del contaminante al material nano foto
catalizador heterogéneo.
2.
El equipo operó con una sobrecarga de un 246% (2,5 veces), a pesar de tener un caudal 25
veces mayor de lo proyectado, la concentración del contaminante fue un 31% menor de lo
esperado, por esta razón la sobrecarga se ve aumentada en menor cantidad que el sobre
flujo.
3.
De acuerdo a lo mostrado en el gráfico adjunto, la intersección muestra el rendimiento
máximo del equipo, que para este caso estaría en los 500 m3/hr, con un rendimiento de
un 99,9%.
4.
En resumen, a pesar de las condiciones adversas de operación el equipo AERO
FOTO REACTOR este equipo logró un rendimiento del 71,51%.
5.
Por todo lo anterior, se avala con resultados prácticos lo indicado en la base teórica,
así como lo visto en laboratorio.
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V.
Ventajas:
Dentro de las ventajas de esta tecnología sobre los métodos convencionales, se encuentran:
 Elimina químicamente al contaminante. No lo cambia de fase.
 Purifica muchos contaminantes del aire incluidos NOx, Pesticidas y VOC.
 Mineraliza 100% gases dañinos transformándolos a H2O y CO2
 100% Descomposición de contaminantes orgánicos.
 Mineralización completa (destrucción) del contaminante.
 Elimina contaminantes refractarios que resisten otros métodos de tratamiento.
 No genera lodos, Ni contaminación extra.
 Trata contaminantes a muy baja concentración (ppb).
 No forma subproductos de reacción.
 Mejora las propiedades organolépticas del AIRE.
 Consume menos energía que otros métodos.
 Bajo costo operacional
 Baja Mantención
 Excelente tasa Costo/Beneficio.
 Elimina efectos sobre la salud de desinfectantes y oxidantes residuales.
 Elevada vida útil.
 Amigable ambientalmente.
 Sin Reactivos Químicos.
 Económicos y Sencillos.
 Acción Catalítica de largo plazo.
 Equipos de última generación
 Alta Eficiencia
 Flexibilidad
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A.
Ventajas Comparativas:
B.
Comparación de Aero Foto Reactor versus otras Tecnologías
AERO FOTO REACTOR
Equipo
Observaciones
OTRAS TECNOLOGÍAS
Equipo
Observaciones


Aero
Foto
Reactor®
 No requiere agua.
 No cambia de fase el
contaminante
 Compacto
 No requiere regeneración.
 Bajo consumo energético.
 No requiere alta temp.
 Aplicación a cualquier
rango de temperatura.
 Bajo costo energético
 Bajo tiempo de exposición.
 CAPEX medio
 OPEX bajo
Lavador
de Gases
Filtros de
Carbón
Activado









Oxidación
Térmica
Regenerativa


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Requiere Agua
Cambia de fase al
contaminante.(líquido)
Requiere mucho espacio.
CAPEX muy alto
OPEX alto
No requiere agua.
Cambia de fase el
contaminante (sólido)
Requiere regeneración
CAPEX medio
OPEX alto
Requiere temperatura
mayor a 800 °C.
Alto costo energético,
requiere combustible.
Bajo tiempo de
exposición.
VI.
Contaminantes que pueden ser tratados Nano Foto Catálisis Heterogénea.
La fotocatálisis heterogénea
puede eliminar más de 150
compuestos
orgánicos,
contaminantes
según
lo
establecido por la U.S. E.P.A.
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VII.
Aplicaciones de los Equipos.
Los equipos para la eliminación de C.O.V. y Olores, tales como el Aero Foto Reactor, así como las
Pantallas Anti Olores, pueden ser ampliamente usados en las siguientes empresas:
 Agro industrias.
 Hospitales
 Criaderos de Aves y Cerdos.
 Incineradores.
 Pesqueras.
 Desagües.
 Plantas de Harina de pescado.
 Vertederos.
 Industrias de Alimentos.
 Sectores con Malos Olores.
 Refinerías.
 Tratamiento de Aguas Servidas.
 Industrias Químicas.










Acetaldehído
Amoníaco
Sulfuro de hidrógeno
Etil - Metil mercaptano
Trimetilamina
Pesticidas
SOx
COV
Trimetilamina
Pesticidas
PRINCIPIOS DE ACCIÓN



Súper Hidrófilo
Adsorción.
Oxido-Reducción



H2O
CO2
N2
Principios de Acción:
Súper Hidrófilo:
Las moléculas del Nano Foto Catalizador al tener afinidad por el agua, tienden a
acercarse y mantener contacto con esta, haciendo que las moléculas del agua se
mantengan en la superficie del material Nano Foto Catalítico.
Adsorción:
Luego, las moléculas de los contaminantes son atrapadas o retenidas en la
superficie del material Nano Foto Catalítico.
Oxido-Reducción:
En donde se produce el proceso de óxido reducción de la molécula contaminante,
debido a la presencia de radicales hidroxilos y súper aniones, rompiendo sus
enlaces y transformándolo en moléculas simples como agua (H2O), dióxido de
carbono (CO2).
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VIII.
Equipos.
Luego de visto la base teórica, así como los ensayos de laboratorio y a escala piloto llevados por
nuestra empresa. Se presentan a continuación dos quipos de Nano Foto Catálisis diseñados para la
eliminación de Olores, C.O.V. y gases tóxicos.
A.
Aero Foto Reactor (A.F.R.)
Este sistema está diseñado para ser aplicado en instalaciones industriales y comerciales, en
donde los gases pueden ser captados en su origen. Para lo cual:
1. Se debe implementar de un sistema estándar de extracción de gases, que está conformado
por las campanas de captación, los ductos por donde se transportan los gases, y el ventilador
que mueve los gases desde los puntos generadores de olores hasta el
AEROFOTOREACTOR el cual elimina los Olores por Nano Fotocatálisis Heterogénea, o
2. Se instala directamente en instalaciones donde existe o se encuentra presente un sistema de
extracción de gases. los cuales son conducidos al AERO FOTO REACTOR (AFR) para su
eliminación y posterior disposición en el ambiente.
Los AFR contienen los siguientes elementos:




Una cámara de reacción.
Relleno Nano Foto Catalítico.
Fuente de luz, Solar y/o Artificial.
Sistema de enfriamiento de gases.
Los Beneficios de usar estos equipos radica en:


Resistente a las altas temperaturas de los gases (hasta 600 °C).
Equipos que se adaptan a las condiciones existentes, puesto que
son diseñados de acuerdo a las condiciones existentes.
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17
B.
Las Pantallas Anti Olores (P.A.O.)
A diferencia del Aero Foto Reactor, las Pantallas Anti Olores (PAO) tienen una menor eficiencia que el
equipo anterior debido a su configuración, puesto que este es un sistema Estático de purificación de
aire, en donde el aire mal oliente fluye a través de la pantalla producto de los vientos reinantes en la
zona.
Este sistema funciona por la acción de la luz solar, la cual, hace reaccionar el catalizador presente en la
pantalla, degradando los compuestos orgánicos como Amoniaco, Ácido Sulfhídrico, etc., en compuestos
inofensivos como son CO2 y H2O.
En las siguientes imágenes se puede ver la instalación de la P.A.O., en una granja para crianza de
cerdos en Shimane - Japón.
18
En la siguiente figura se puede apreciar un esquema de instalación típica, en donde se aprecia que se
aprovechan la configuración del terreno y los vientos de manera de interceptar los olores antes que
lleguen a instalaciones públicas o privadas, afectando a las personas.
Los sectores que pueden aplicar esta tecnología son:




Inmediaciones de Plantas de Tratamientos de Aguas Servidas.
Planteles de crianza y engorda de cerdos y purines.
Pesqueras
Vertederos.
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IX.
Etapas de Implementación.
Para la implementación de esta tecnología es importante seguir los pasos indicados a continuación de
manera de asegurar el cumplimiento de los requisitos establecidos por el Cliente.
a) Ingeniería Básica:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Caracterización de olores.
Cálculo estequiométrico y volumétrico
Calculo de diseño preliminar.
Diseño tridimensional CAD.
Simulación Numérica Computacional
Ensayos de Laboratorio.
b) Ingeniería de Detalle.
1.
2.
3.
4.
Calculo de diseño definitivo.
Ensayos Piloto - Prototipos.
Dimensionamiento.
Valorización.
19
c) Fabricación:
1.
2.
3.
4.
Intensidad UV pre-calibrada
Foto catalizador pre-calibrado.
Fabricación Acero Inoxidable
Sistema eléctrico norma CE
d) Puesta en Marcha.
e) Mantención y Post Venta.
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X.
Antecedentes Para Diseño.
A contar de esta fecha, nuestra empresa ha desarrollado un equipo piloto para la nano foto degradación
de cualquier compuesto, siendo posible fabricar un sistema o equipo tanto para sistemas de bajo
volumen o presión, como para sistemas de grandes volúmenes, o especiales como Anti Explosión.
Es importante recopilar toda la información necesaria con el fin de asegurar el correcto
dimensionamiento del equipo y su validez en el tiempo. Los principales parámetros a obtener son entre
otros:
A.
Caudales
Este debe indicar el caudal máximo, mínimo y promedio, en m3/s, cfm o similar. Así como la diferencia
de presión del sistema.
B.
Concentraciones
Se requiere el análisis físico químico de los gases con sus respectivas concentraciones.
C.
20
Fuente Luminosa.
Independiente de las configuraciones mencionadas anteriormente también es posible definir la fuente
lumínica que se ha de usar. Se considera utilizar por una parte, un Reactor UV el cual obtiene la luz de
unas lámparas ultravioleta que se encuentran al interior del equipo, o por el contrario, aprovechar la
energía solar disponible, para lo cual se utilizan los Reactores Cilíndricos Parabólicos Compuestos (
Reactor CPC).
Reactor CPC
Reactor UV
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XI.
Normativas Chilenas.
A.
B.
DS 167/99, Celulosas (Gases TRS)
Contaminante
Caldera
Recuperadora
Horno de Cal
Estanque
Disolvedor Licor
Verde 1
Ácido
Sulfhídrico
(H2S)
5 ppmv
20 ppmv
6,8 mg/Kg
Sólido seco
DS. 185
Contaminante
Límite Máximo
Material
Particulado
150 g/Nm3
Promedios
80 g/Nm3
Anual
Mensual
365 g/Nm3
Anhídrido
Sulfuroso
60 g/Nm3
Anual
(SO2)
Mensual
260 g/Nm3
Máxima por hora
700 g/Nm3
Condición estándar: 25° C, 1 atm.
C.
Zonas
RM y Norte
21
Sur
Res. Exenta 536, Fundiciones
Contaminante
Fundiciones
Existentes
Anhídrido
Sulfuroso
(SO2)
2080 mg/Nm3
(800 ppm)
Arsénico
1 mg/Nm3
Hg / Pb / Ni
Medir e
Informar
Fundiciones
Nuevas
520 mg/Nm3
(200 ppm)
≤ 2% peso del S
ingresado a la
fuente emisora
Mejores técnicas
posibles
≤ 0,024% peso
del As ingresado
a la fuente
emisora
Mejores técnicas
posibles
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D.
N1 45, Incineración y Co incineración.
Tabla N° 1.
Valores límites para la incineración.
Contaminante
Límite de
Emisión
3
(mg/Nm )
Material Particulado
30
Anhídrido Sulfuroso (SO2)
50
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
300
Carbono Orgánico Total (COT)
20
Monóxido de Carbono (CO)
50
Cadmio y sus compuestos, indicado como metal (Cd)
0,1
Mercurio y sus compuestos, indicado como metal (Hg)
0.1
Berilio y sus compuestos, indicado como metal (Be)
0,1
Plomo (Pb) + Zinc (Zn) y sus compuestos, indicado como metal,
suma total
Arsénico (As) + Cobalto (Co) + Níquel (Ni) + Selenio (Se) +
Telurio (Te) y sus compuestos, indicado como elemento, suma
total
Antimonio (Sb) + Cromo (Cr) + Manganeso (Mn) + Vanadio (V)
Compuestos inorgánicos clorados gaseosos indicados como
ácido clorhídrico (HCl)
Compuestos inorgánicos fluorados gaseosos indicados como
ácido fluorhídrico (HF)
Benceno (C6H6)
1
1
5
20
2
5
Dioxinas y furanos TEQ
1
0,2 ng/Nm3
1. TEQ: Factor tóxico equivalente para mamíferos de la Organización Mundial
de Salud de 1998.
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Tabla N° 2.
Valores límites para la co incineración en hornos de cemento y
hornos rotatorios de cal.
Contaminante
Límite de
Emisión
3
(mg/Nm )
Material Particulado
50
Carbono Orgánico Total (COT)1
20
Monóxido de Carbono (CO)
50
Mercurio y sus compuestos, indicado como metal (Hg)
0.1
Cadmio y sus compuestos, indicado como metal (Cd)
0,1
Berilio y sus compuestos, indicado como metal (Be)
0,1
Plomo y sus compuestos, indicado como metal (Pb)
1
Arsénico (As) + Cobalto (Co) + Níquel (Ni) + Selenio (Se) +
Telurio (Te) y sus compuestos, indicado como elemento, suma
total
1
Antimonio (Sb) + Cromo (Cr) + Manganeso (Mn) + Vanadio (V)
5
Compuestos inorgánicos clorados gaseosos indicados como
ácido clorhídrico (HCl)
Compuestos inorgánicos fluorados gaseosos indicados como
ácido fluorhídrico (HF)
Benceno (C6H6)
20
2
5
Dioxinas y furanos TEQ2
0,2 ng/Nm3
1. La autoridad competente autorizará exenciones a este límite en los casos en
que el COT no provenga de las sustancias o materiales utilizadas como
combustible. Para ello los titulares deberán presentar antecedentes fundados.
2. TEQ: Factor tóxico equivalente para mamíferos de la Organización Mundial de
Salud de 1998.
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E.
D.S. N° 13, TERMOELÉCTRICAS.
Tabla N° 1.
Límites máximos para fuentes emisoras existentes (mg/Nm3):
Combustible
Material
Particulado
Dióxido de azufre
(SO2)
Óxidos de Nitrógeno
(NOx)
Sólido
Líquido
Gas
50
30
n.a.
400
30
n.a.
500
200
50
Tabla N° 3.
Límites máximos para fuentes emisoras nuevas (mg/Nm3):
Combustible
Material
Particulado
Dióxido de azufre
(SO2)
Óxidos de Nitrógeno
(NOx)
Sólido
Líquido
Gas
30
30
n.a.
200
10
n.a.
500
120
50
Tabla N° 3.
Límites máximos para Mercurio (Hg) fuentes emisoras
existentes y nuevas que utilicen carbón y/o petcoke
(mg/Nm3):
Combustible
Mercurio (Hg)
Carbón y/o
Petcoke
0,1
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F.
RESUMEN DE CONTAMINANTES CONTROLADOS SEGÚN LA NORMA
Contaminante
Celulosas
General
Fundición
DS. 167/99
DS 185
RE 536/12
√
Material Particulado
Incineración
Coincineración
N° 45
√
Termoeléctricas
DS 13
√
√
√
Ácido Sulfhídrico (H2S)
√
√
√
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
√
√
Carbono Orgánico Total (COT)
√
√
Monóxido de Carbono (CO)
√
√
Cadmio y sus compuestos, indicado
como metal (Cd)
Mercurio y sus compuestos, indicado
como metal (Hg)
Berilio y sus compuestos, indicado como
metal (Be)
Plomo (Pb) + Zinc (Zn) y sus
compuestos, indicado como metal, suma
total
Arsénico (As) + Cobalto (Co) + Níquel
(Ni) + Selenio (Se) + Telurio (Te) y sus
compuestos, indicado como elemento,
suma total
Antimonio (Sb) + Cromo (Cr) +
Manganeso (Mn) + Vanadio (V)
Compuestos inorgánicos clorados
gaseosos indicados como ácido
clorhídrico (HCl)
Compuestos inorgánicos fluorados
gaseosos indicados como ácido
fluorhídrico (HF)
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
Anhídrido Sulfuroso (SO2)
√
√
Benceno (C6H6)
1
Dioxinas y furanos TEQ
En la tabla resumen anterior se marcan en colores los contaminantes que pueden ser tratados
con los equipos AEROFOTOREACTORES.
Apto
Sin antecedentes
No adecuado
Adecuado para su tratamiento.
No se cuenta con ensayos que avalen los resultados, y/o dependerán del
estado de oxidación del compuesto
No se puede usar esta tecnología
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XII.
Glosario de Términos.
1. Recalcitrante: se aplica a aquellos compuestos cuya persistencia en el medio ambiente es
grande debido a su difícil biodegradación. Entre estos podemos encontrar a los colorantes,
fenoles, xenobióticos entre otros. Las razones de su persistencia son:
a. Químicas: sustituyentes extraños (Cl o otros halógenos), enlaces inusuales (carbonos
cuaternarios), anillos aromáticos muy condensados o excesivos tamaños moleculares
(plásticos)
b. Físicas: insolubilidad;
c. Celulares: carencia de permeasas específicas, toxicidad, etc.
2. Xenobióticos: Compuestos creados por el hombre mediante síntesis química y que contienen
estructuras que no están presentes (o son muy raras) en la naturaleza (especialmente grupos Cl-,
SO42- y NO3-).
Definición amplia (Hutzinger): “el termino xenobiótico no debería de restringirse a aquellos
compuestos con características estructurales extrañas a la vida si no que debería ser utilizado
para todos los compuestos que liberados en cualquier compartimento del medio ambiente por
acción del hombre se presentan a una concentración mayor de la natural".
Los compuestos xenobióticos se pueden clasificar en hidrocarburos alifáticos, alicíclicos y
aromáticos; compuestos halogenados (alifáticos y aromáticos); compuestos aromáticos
nitrados y sulfonados; polímeros sintéticos; etc.
Para que una substancia pueda ser biodegradada debe estar biodisponible (normalmente esto
implica que sea soluble), las condiciones físico-químicas y nutricionales ambientales deben ser
favorables, encontrarse a las concentraciones adecuadas y no ser tóxica.
3. Refractarios: La materia orgánica refractaria la constituyen compuestos resistentes a la
degradación microbiana. Se deben tener en cuenta las características específicas del agua
residual y la naturaleza de los compuestos tóxicos para la elección de los métodos de
tratamiento. Ejemplos típicos son los agentes tensoactivos, los fenoles y los pesticidas
agrícolas.
4. Súper Hidrófilo:
Hidrófilo de la palabra griega hydros (agua) y philia (amistad); es el
comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por el agua. En una disolución o coloide, las
partículas hidrófilas tienden a acercarse y mantener contacto con el agua. Las moléculas
hidrófilas son a su vez lipófobas, es decir no tienen afinidad por los lípidos o grasas y no se
mezclan con ellas.
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5. Adsorción: La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas o
retenidas en la superficie de un material
6. Oxido-Reducción: Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxido-reducción o,
simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se
transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. Para que
exista una reacción de reducción-oxidación, en el sistema debe haber un elemento que
ceda electrones, y otro que los acepte:
El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con
un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.
El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura
química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio, se convierte en un elemento
oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama
un «par redox». Análogamente, se dice que, cuando un elemento químico capta electrones del
medio, este se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su
precursor oxidado.
7. TRS: Sigla en inglés de Total Reduced Sulphur, nombre bajo el que se agrupan los compuestos
que originan malos olores, y que contienen azufre en su estado reducido después de haber
reaccionado con la madera, que es la materia prima del referido proceso industrial.
8. TEQ: Factor tóxico equivalente para mamíferos de la Organización Mundial de Salud
de 1998.
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XIII.
Bibliografía.
1.
Ollis D.F., Al-Ekabi H., Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, Proceedings of
the 1st International Conference on Ti=2. London, Ontario, Canada, 8-13 November 1992.
2.
Informe de Emisiones Gaseosas de Porta Hmnos. Córdoba, Argentina. Realizado por CIQA,
Universidad Tecnológica Nacional, Faculta Regional Córdoba, Argentina. Abril 2013. (Usando un
AEROFOTOREACTOR de SOCOTER Ltda)
3.
ESTABLECE
NORMAS
PARA
EVITAR
EMANACIONES
O
CONTAMINANTES
ATMOSFÉRICOS DE CUALQUIER NATURALEZA. DTO. N° 144/61 (DO 18.05.61), Ministerio
de Salud.
4.
REGLAMENTA FUNCIONAMIENTO DE ESTABLECIMIENTO EMISORES DE ANHÍDRIDO
SULFUROSO, MATERIAL PARTICULADO Y ARSÉNICO EN TODO EL TERRITORIO DE LA
REPUBLICA, D.S. N° 185 (DO 16.02.1992), Ministerio de Minería.
5.
NORMA DE EMISIÓN PARA OLORES MOLESTOS, D.S. N° 167/99 (DO 01.02.2000), Min.
Secretaría General de la Presidencia.
6.
NORMA DE EMISIÓN PARA INCINERACIÓN Y COINCINERACIÓN, D.S. N° 45 (DO 05.10.07),
Min. Secretaría General de la Presidencia.
7.
NORMA DE EMISIÓN PARA CENTRALES TERMOELÉCTRICAS, D.S. N° 13 (DO 23.06.2011),
Ministerio del Medio Ambiente.
8.
ANTEPROYECTO DE NORMA DE EMISIÓN PARA FUNDICIONES DE COBRE Y FUENTES
EMISORAS DE ARSÉNICO, Res. Exenta N° 0536, 25.06.2012, Ministerio del Medio Ambiente.
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