Incineraci

1
Incineración de residuos peligrosos y llantas en
Estados Unidos. Industria cementera Problemas
ambientales y en la salud
Mike Ewall y Katy Nicholson, Energy Justice
Network www.EnergyJustice.net
2
Procesamiento de cemento en EUA
Fuentes Mapa, EarthJustice (http//www.earthjusti
ce.org/news/cement_kilns/cement_kilns.html),
Lista de plantas, EPA Dec 31st, 1997
(http//www.epa.gov/ttn/atw/pcem/plantlis.pdf),
Lista original, US and Canadian Portland Cement
Industry Plant Information Summary, 2003 (For
Purchase)
3
Plantas de cemento en México
Fuente Energy Use in the Cement Industry in
North America, Emissions, Waste Generation and
Pollution Control, 1990-2001, 2003, p11.
(http//www.cec.org/files/pdf/ECONOMY/Session1-2-J
acott-Reed-Winfield_en.pdf)
4
Fabricando cemento

• Todo el proceso es ambientalmente destructivo.
• Extracción y minería de piedra caliza.
• Transporte de materiales.
• Combustión en hornos.
• Cenizas tóxicas (polvo de hornos de cemento).
• Hornos de Cemento.
• Uso de energía muy intensivo, sobre todo los
  hornos con sistema húmedo.
• Importantes fuentes de contaminación del aire,
  aún cuando queman solo combustibles fósiles. Peor
  cuando queman llantas y residuos peligrosos.

5
Proceso de producción de cemento

• Extracción de materia prima piedra caliza (70)
  y otros materiales como arcilla, óxido de
  aluminio, hierro, pizarra y sílice.
• Se pone la mezcla en hornos rotativos largos,
  donde se calienta a altas temperaturas
  (aproximadamente 1.500o C), causando reacciones
  químicas y físicas. Este proceso, en el que se
  usa calor para descomponer los materiales, se
  llama calcinacion. Se forma un nuevo material,
  llamado pre-cemento o clinker, compuesto de
  bolitas del tamaño de una nuez.
• Se muele el clinker, se lo combina con yeso y se
  lo empaca. Cuando este producto cemento se
  mezcla con arena, piedra, u otros materiales y
  agua, se produce concreto.
• El proceso de calcinación, que convierte la
  piedra caliza en clinker en el horno, es el paso
  fundamental decripto antes. Este proceso requiere
  una cantidad sustancial de energía, brindada por
  la quema de combustibles, que se inyectan en la
  parte opuesta del horno, y representan un costo
  económico importante para la producción de
  cemento.

6
Hornos con proceso seco y húmedo

• Proceso húmedo
• Molienda de material con agua.
• Los barros resultantes se introducen en el horno
  rotativos.
• Proceso a temperaturas de 1450C.
• Usa más energía que el proceso seco.
• Proceso seco
• Molienda de material.
• El material resultante se mezcla y se introduce
  en una torre de precalentamiento y en un horno
  rotativo.
• Para ambos horno rotativo funcionando con llama
  energía-intensiva.
• Clinker se enfria para su manipulación.
• Fuente Essroc Italcementi Group
  (http//www.essroc.com/default.aspx?pageid183)

7
Horno de cemento con proceso seco
Fuente Texas Environmental Profiles
(http//www.texasep.org/html/wst/wst_4imn_incin.ht
ml)
8
Uso de energía en hornos de cemento

• Una tonelada de cemento requiere un promedio de
  4,4 millones de Btu.
• Equivalente a 400 libras de carbón.
• Tipos de combustible usados
• Carbón
• Petróleo
• Coque de petróleo
• Gas Natural
• Combustible de residuos peligrosos
• Combustible derivado de llantas
• Fuente American Lung Association
  (http//www.mindfully.org/Air/Cement-Kilns-Burning
  -Waste4.htm)

9
Los combustibles fósiles se encarecen

• Los precios del carbón escalan mientras aumenta
  la demanda global (China) Coal prices climbing
  as global demand increases (U.S., China),
  partially due to rising oil and gas prices

10
Los combustibles fósiles se encarecen

• El petróleo en su pico global Oil production is
  peaking globally, meaning supply can no longer
  meet increasing demand, causing prices to rise

Price of No. 2 4 Fuels
Cents per Gallon
You are here
Global Oil Production
11
Los combustibles fósiles se encarecen

• La producción de gas natural llegó a su pico en
  Norteamérica llegará a su pico global en 2020.
• Los precios se han triplicado en los ultimos
  años.
• México solía exportar gas a EUA y ahora importa
  de EUA.

Precio del Gas Natural en pozo
12
Por qué se usan combustibles alternativos?

• Diversificar el uso de combustibles.
• Incentivos tributarios.
• Subsidios y préstamos del gobierno.
• Beneficios ambientales.
• Ganancias por la disposición de residuos.

13
Incineración de llantas en EUA

• 45 de las llantas desechadas en EUA se queman

14
Resumen del mercado de llantas desechadas en EUA
2003 (millones de llantas)

• 41 de la quema de llantas en EUA se realiza en
  hornos de cemento.
• Los hornos de cemento queman el 18 de todas las
  llantas de EUA.

15
Incineración en hornos de cemento en México

• A principios de los 90s se permitió a las
  empresas de cemento quemar combustibles
  alternativos con autorizaciones de un año.
• 1996 SEMARNAT firma un acuerdo con las empresas
  de cemento para continuar permitiéndoles quemar
  residuos y para desarrollar estándares.
• 2001 se extiende el acuerdo con la industria
  del cemento.
• Dic. 2002 se aprueban los estándares oficiales
  para quemar residuos alternativos.
• Casi todos los hornos de cemento tienen hoy
  permiso para quemar un 5-30 de combustibles
  alternativos.
• Actualmente seis hornos de cemento en México
  queman llantas
• CEMEX Ensenada
• CEMEX Hermosillo
• CEMEX Monterrey
• CEMEX Colima
• Planta de Cementos Apasco en Apaxco
• Planta de Cementos de Chihuahua en Samalayuca

16
Combustibles en la industria del cemento mexicana
Fuente Energy Use in the Cement Industry in
North America, Emissions, Waste Generation and
Pollution Control, 1990-2001, 2003, p12.
(http//www.cec.org/files/pdf/ECONOMY/Session1-2-J
acott-Reed-Winfield_en.pdf)
17
Combustibles alternativos en la industria de
cemento mexicana

• Aceites y solventes usados Resinas
• Fondos de columnas de destilación Textiles
• Pinturas, tiners, barnices Cuero
• Hidrocarburos contaminados Caucho
• Grasas y ceras Madera
• Barros organicos y de refinería Plásticos
• Recortes de perforación Papel
• Solidos contaminados Llantas
• Suelos contaminados Conversores catalíticos
  usados
• Fuente Table 31 (p46) in Jacott, M., et al.
  "Energy Use in the Cement Industry in North
  America Emissions, Waste Generation and
  Pollution Control, 1990-2001," May 2003.
  http//www.texascenter.org/publications/cement.pdf

18
Hechos sobre las dioxinas

• Las dioxinas y los furanos son los químicos mas
  tóxicos conocidos por la ciencia.
• Las dioxinas provocan infertilidad, problemas de
  aprendizaje, endometriosis, malformaciones
  congénitas, desórdenes en la reproducción sexual,
  daños en el sistema inmune, entre otros.
• 93 de las exposiciones a las dioxinas se produce
  por comer carne y productos lácteos.

19
Vías de exposición a las dioxinas
20
Cómo se forman las dioxinas

• Las dioxinas se crean quemando hidrocarburos
  (combustibles fósiles, llantas, residuos
  peligrosos) con cloro (presente en carbon,
  llantas y algunos residuos peligrosos) en
  presencia de oxígeno.
• Las emisiones de dioxinas aumentan cuando
• Hay mas cloro en el combustible/corriente de
  residuos.
• Está presente algún metal catalizador.
• Los gases se mantienen en un rango de bajas
  temperaturas (200-450o C).

21
Contaminantes emitidos por los hornos de cemento

• Dióxido de carbono (gas de efecto invernadero).
• Gases ácidos, óxidos de nitrógeno, dióxido de
  azufre. 
• 19 metales pesados, incluyendo plomo, mercurio,
  cadmio y cromo VI.
• Productos de Combustión Incompleta (PICs),
  incluyendo dioxinas, furanos e Hidrocarburos
  Aromáticos Polícilicos (PAHs).
• Fuente http//www.texascenter.org/publications/ki
  ln.htm

22
Las mediciones no son confiables

• Los cálculos de emisiones y el control
  reglamentario en general se basan en pruebas
  infrecuentes, realizadas en condiciones óptimas.
• Las pruebas no reflejan los períodos de
  encendido, cierre y condiciones irregulares.
• Las pruebas frecuentemente prestan mucha atención
  a las temperaturas, el flujo de aire y otras
  condiciones de operación.
• Se pueden tomar múltiples muestras hasta que una
  apruebe.
• Las mediciones son muy poco frecuentes.

23
Monitoreo continuo de emisiones

• Generalmente usado solo para óxidos de azufre
  (SOx), óxidos de nitrogeno (NOx), oxígeno (O2) y
  monóxido de carbono (CO).
• Actualmente existe tecnología para monitorear de
  forma continua

Amoniaco (NH4) Dióxido de Carbono (CO2) Ácido
sulfhídrico (H2S) Gases ácidos Ácido sulfúrico
(H2SO4) Ácido fluorhídrico (HF) Ácido
hidroclorídrico (HCl) Productos de combustión
incompleta (PICs) Dioxinas y furanos Hidrocarburo
s aromáticos policíclicos (PAHs) Compuestos
Orgánicos Volátiles (COVs)
Metales Antimonio (Sb) Arsenico (As) Bario
(Ba) Cadmio (Cd) Cromo (Cr) Plomo (Pb) Manganeso
(Mn) Mercurio (Hg) Plata (Ag) Niquel (Ni) Zinc
(Zn) y más
24
Polvo de hornos de cemento (CKD) en EUA

• Grandes cantidades de material fino liberado y
  transportado por el flujo de gas caliente dentro
  del horno de cemento.
• Captado con sistemas de control de la
  contaminación como ciclones, precipitadores
  electrostáticos, o filtros de tela, y luego
  enviado a rellenos in situ o en otros sitios.
• 4 millones de toneladas de CKD dispuestas
  anualmente.
• En 1990, se producía un promedio de 9 toneladas
  de CKD por cada 100 toneladas de clinker.
• Los hornos de cemento con proceso seco
  generalmente producen mas CKD.
• Una parte del CKD se recicla en el producto de
  cemento.
• Source Beneficial Use of Solid Waste in Maine
  (http//useit.umaine.edu/materials/ckd/general_inf
  ormation.htm)

25
Usos Beneficiosos

• No esta considerado como residuo peligroso por la
  US EPA.
• Estabilización del suelo.
• Estabilización y solidificación de residuos.
• Reemplazo de cemento.
• Pavimento de asfalto.
• Relleno de minas.
• Mejorador de cosechas.

26
Qué hay en el polvo de los hornos de cemento?

• Óxido de calcio.
• Metales tóxicos Arsénico, cromo, cadmio,
  antimonio, bario, berilio, plomo, plata,
  mercurio, talio, selenio, niquel.
• Dioxinas, furanos.

27
Problemas del apilamiento de llantas

• Las llantas provocan problemas en la salud
  (mosquitos).
• Pueden prenderse fuego.
• Es costoso deshacerce de ellas.
• No hay muchas restricciones de importación para
  enviar las llantas a México.
• 40 millones de llantas obsoletas van anualmente
  a México.

Llantas almacenadas en las ciudades de frontera
28
Combustible derivado de llantas US EPA

• Información general
• En 2003 130 millones de llantas de desecho
  usadas como combustible (45 de la cantidad
  generada).
• Usadas trituradas o enteras.
• Supuestas ventajas
• Las llantas producen la misma cantidad de
  energía que el petróleo y un 25 más energía que
  el carbón.
• Las cenizas residuales del CDL puede contener
  menos metales pesados que algunos carbones.
• Resulta en menos emisiones de NOx en comparación
  con muchos carbones de EUA, particularmente los
  carbones altos en azufre.
• EPA
• La Agencia apoya el uso responsable de llantas
  en los hornos de cemento Portland y en otros
  establecimientos industriales.

29
Llantas México EUA

• Muchos millones de llantas de desecho están en la
  frontera de México-EUA.
• Frontera 2012 tiene la intención de reutilizar
  las llantas generadas por la limpieza para
  propósitos productivos, tales como el reciclaje o
  la reutilización
• Frontera 2012 es un programa de diez años
  conducido por la Agencia de Protección Ambiental
  de EUA y la Secretaría de Medio Ambiente y
  Recursos Naturales de México (SEMARNAT).

30
Llantas Mexico EUA

• Texas, California y Colorado son de los estados
  de EUA que tienen los mayores sitios de
  almacenamiento de llantas

31
Composición química de las llantas

• Tipos de materiales típicamente usados para
  fabricar llantas
• Caucho sintético
• Caucho natural
• Azufre y compuestos de azufre
• Sílice
• Resina fenólica
• Aceites aromáticos, nafténicos, parafínicos.
• Telas Poliester, Nylon, Etc.
• Ceras de Petróleo
• Pigmentos óxido de zinc, dióxido de titanio,
  etc.
• Carbón negro
• Ácidos grasos
• Materiales inertes
• Fibras de acero
• Fuente U.S. Rubber Manufacturers Association /
  Scrap Tire Management Council

32
Composición química de las llantas

• Representative Analysis of TDF Produced By WRI
• (Source TDF Produced From Scrap Tires with 96
  Wire Removed)
• Source U.S. Rubber Manufacturers Association /
  Scrap Tire Management Council

33
Composición química de las cenizas de las llantas

• Resultados preliminares de analisis de escoria
  (cenizas de fondo)
• Fuente U.S. Rubber Manufacturers Association /
  Scrap Tire Management Council

34
Composición química de cenizas de llantas

• Nota Estos resultados son de incinerar un 100
  de combustibles de llantas.
• Sources Radian Corporation, Results From
  Sampling and Analysis of Wastes From the Gummi
  Mayer Tire Incinerator, May 1985.
• Source U.S. Rubber Manufacturers Association /
  Scrap Tire Management Council

35
Cloro en llantas

• Aceites extendedores aromáticos.
• Baño de sal" proceso de vulcanización.
• Membranas de caucho butilo halogenado
• Estudio de California las llantas tienen un
  nivel de cloro 2-5 veces más alto que el carbón
  del oeste.
• Investigación de EPA los niveles de cloro en
  llantas son un 2 más altos que el promedio
  nacional para carbón betuminoso.

36
Emisiones de dioxinas por la quema de llantas
Fuentes disponibles en www.energyjustice.net/tires
37
Emisiones de combustible derivado de llantas

• Los datos sobre las emisiones de la quema de
  llantas varían.
• Algunos estudios comparan una mezcla de de
  llantas y carbón con 100 carbón otros comparan
  con otras mezcla de combustibles
• La composición química del carbón puede variar
  segun el tipo de carbón y la región.
• Los datos son de hornos de cemento, plantas de
  papel u otros hornos industriales
• Las condiciones de operación pueden variar.

38
Emisiones del combustible derivado de llantas

Tendencia comunes en comparación con el mezcla de
CDL/carbón con 100 carbón
39
Alternativas a la quema de llantas

• Reducción en la fuente.
• Reducción del uso de tóxicos.
• Reutilización (Recauchutaje).
• Reciclaje.
• Devulcanización.
• Asfalto de concreto con caucho.
• Monofills.

40
Combustible de residuos peligrosos - EUA

• 14 hornos de cemento y 3 hornos de agregado
  ligero actualmente queman residuos peligrosos en
  EUA.
• De las 6 millones toneladas de residuos
  peligrosos que se manejan en sitios ajenos
  (comercialmente) cada año en EUA
• 1,8 millones de toneladas se queman
• Cerca de 750.000 toneladas (cerca del 12,5) se
  quemaron en hornos de cemento en 1999
• Esto es menos que los 37 hornos en 1994, cuando
  90 de los residuos peligrosos liquidos se
  quemaban en hornos

41
Composición química de los residuos peligrosos

• Residuos de operaciones industriales /
  comerciales relacionadas con pinturas, sólidos de
  pinturas, solventes gastados.
• Fluidos de limpieza de metales.
• Solventes de la industria electrónica (estos
  materiales incluyen solventes clorados/fluorocarbo
  nos) trazas que contienen metales se integran al
  cemento.
• Solventes de limpieza.
• Residuos de refinerías de petróleo.
• Los barros del fondo de tambores pueden contener
  metales mezclados con líquidos de los líquidos
  allí presentes.

42
Hornos de cemento y residuos peligrosos

• Los hornos de cemento no estan diseñados para
  incinerar residuos peligrosos.
• Las reglamentaciones de contaminación del aire
  estan llenas de huecos.
• Los hornos de cemento tienen flujos de aire
  masivo 5-6 veces más altos que los incineradores
  de residuos peligrosos, pero los límites de
  emisiones permiten concentraciones similares.
• Las cenizas y los residuos de lavados de gases de
  los incineradores de residuos peligrosos son
  considerados residuos peligrosos, pero el polvo
  de los hornos de cemento no lo es.

43
Hornos de cemento y residuos peligrosos

• Planta Total emisiones Factor de diferencia
• anuales
• TXI 23,995 tpa 12 veces mayores que 3 IRP
  combinados.
• AEI 744 tpa 32.25 veces menores que TXI
• LAI 645 tpa 37.30 veces menores que TXI
• CWM 598 tpa 40.12 veces menores que TXI

Los datos del incinerador de residuos peligrosos
son de toneladas anuales en 1995 los de TXI son
del borrador del permiso de aire 1997. TPA
toneladas por año TXI es Texas Industries Inc.
Midlothian Cement Kiln Complex. Datos del
borrador de permiso del aire TNRCC AEI es
American EnviroTech's un incinerador comercial de
residuos peligrosos en Channelview, Harris
County, Texas autorizado por TNRCC pero nunca
instalado. Los datos son del permiso de TNRCC.
LAI es un incinerador comercial de residuos
peligrosos de la empresa Laidlaw (ex Rollins
Environmental Services) ubicado en Deer Park,
Harris County, Texas. Ahora llamado Safety-Kleen.
Datos del permiso de TNRCC. CWM es un
incinerador comercial de residuos peligrosos de
Chemical Waste Management en Port Arthur,
Jefferson County, Texas. Datos del permiso de
TNRCC.
44
Emisiones de dioxinas afectadas por las
temperaturas
Fuente The Inventory of Sources and
Environmental Releases of Dioxin-Like compounds
in the United States The Year 2000 Update
(External Review draft, March 2005
EPA/600/p-03/002A
45
Quema de residuos peligrosos emisiones de
dioxinas 21 veces más altas
Fuente The Inventory of Sources and
Environmental Releases of Dioxin-Like compounds
in the United States The Year 2000 Update
(External Review draft, March 2005
EPA/600/p-03/002A
46
Quema de residuos peligrosos niveles de
dioxinas en polvo de hornos de cemento 11.667
veces más altos
Fuente The Inventory of Sources and
Environmental Releases of Dioxin-Like compounds
in the United States The Year 2000 Update
(External Review draft, March 2005
EPA/600/p-03/002A
47
La historia sucia de Cementos Keystone
1976 Comenzo a quemar residuos peligrosos.Princip
ios de 90's Solicitó aumentar la cantidad de
residuos quemados. Oposición de un grupo
ciudadano y un grupo de padres y maestros de
escuela. 1992 Se reveló que los datos de
computadora habían sido alterados para
ocultar violaciones de los permisos. La
solicitud de permiso fue suspendida.1995 Solicitó
quemar 55 tipos de residuos adicionales y
aumentar la proporción. Oposición de un grupo
ciudadano y un grupo de padres y maestros de
escuela. El estado pidió una evaluación de
riesgos de salud.7/1997 Volvió a solicitar
quemar más residuos, pero...12/1997 El tanque de
combustible de residuos peligrosos se recalentó,
evacuación de 1-milla. Los ciudadanos reclaman
mejores controles de seguridad, monitoreo y
registro.8/1999 Retiró la solicitud.
48
Relaciones públicas / Asociaciones de comercio

• Cement Kiln Recycling Coalition (www.ckrc.com)
• Association for Responsible Thermal Treatment
  (ARTT)

49
Para mayor información

• Energy Justice Network www.energyjustice.net/tire
  s/
• GAIA www.no-burn.org
• American Lung Association reportwww.mindfully.or
  g/Air/Cement-Kilns-Burning-Waste.htm
• Downwinders at Risk www.downwindersatrisk.org
• Montanans Against Toxic Burning
  www.notoxicburning.org
• Texas Center for Policy Studies
  www.texascenter.org/tires/
• Alberni Environmental Coalition
  www.portaec.net/local/tireburning/
• Friends of Hudson www.friendsofhudson.com
• National Citizens Alliance www.cementkiln.com
• Listas de E-mail To subscribe to email networks
  for activists fighting tire burning or cement
  kilns, contact Mike Ewall at