Transcript Tema 12 – Tratamiento de Efluentes

PRODUCCION II
TRATAMIENTO
DE
EFLUENTES
Tema 12- TRATAMIENTO DE
EFLUENTES
• Tratamiento de efluentes. Piletas API.
Cálculo y diseño .Métodos de disposición
final del agua coproducida. Tratamiento del
agua. Tipos de circuitos. Sistemas abiertos y
cerrados. Metodología y análisis de diseños.
Tratamiento de sólidos. Métodos.
Disposiciones legales vigentes.
El agua es una de las sustancias mas abundantes e
importantes de la tierra. Debido a su poder solvente no
se encuentra como tal en la naturaleza, sino en forma
de soluciones de diversos componentes y en distintas
concentraciones.
Normalmente las concentraciones de las sustancias
disueltas son:
Agua Dulce
Agua de Mar
Agua de Producción
1000 ppm
35000 ppm
200000 ppm
En la explotación del petróleo las salmueras producidas,
representan un volumen enorme de aguas que es
necesario evacuar y los métodos de eliminación se
subdividen en:
SUPERFICIALES
SUBTERRANEOS
Dependiendo la elección de ellos del volumen de
agua a eliminar, disposiciones legales, factibilidad
del método y factores económicos
Los métodos de eliminación superficial
•
•
•
•
Percolación
Descarga en cursos de agua
Piletas de Evaporación
Evaporación asistida
En la actualidad estos métodos se enfrentan a su extinción como
consecuencia de leyes o disposiciones gubernamentales y en
principal a una conciencia ambientalista.
Método de eliminación subterránea
• Inyección en formaciones del subsuelo
Pozo Sumidero
Recuperación
Secundaria
Inyección Pozo Sumidero
El proceso de eliminación por inyección en el subsuelo
consiste en una red de captación del agua residual, un
centro de recolección, instalaciones para tratamiento y un
pozo de inyección. Además las formaciones varían
ampliamente en su capacidad para admitir el agua
inyectada, situación que hace de primordial importancia su
elección atinada; y será necesario resolver una serie de
problemas químicos y bacteriológicos para lograr un
eficiencia adecuada.
Para la planificación y diseño del sistema de
inyección de aguas residuales, deben
tenerse en cuenta:
 Geología: La extensión areal, espesor, carácter
litológico y continuidad de la formación
son de fundamental importancia.
 Composición del agua: Cuando sea posible debe
disponerse de análisis de aguas de las
acuíferas atravesadas.
 Información del Pozo y la acumulación: Un estudio
de la admisión de los pozos y cálculos de
inyectividad
 Red de Captación: Son las cañerías de conducción. Los principales
problemas de un sistema de captación son los vinculados con la
corrosión y formación de incrustaciones.
 Centros de Recolección: Concretamente es un tanque o una pileta que
se utiliza para recoger el agua residual de distintos tratadores o
separadores. Además hay que recuperar las pequeñas cantidades de
petróleo que es necesario eliminar antes de inyectarla en los pozos,
debido a que los mismos puedan taponar las formaciones. Para ello el
agua debe pasar a través de un sistema coalescente.
 Planta de Tratamiento: Consiste en un conjunto de instalaciones para
Aireación, Coalescencia, Sedimentación, Filtración ,Tratamiento y
almacenaje del agua tratada. Y en el caso que se prevean problemas
bacterianos, debe disponerse dosificación de cloro u otro bactericida, lo
mismo para el agregado de inhibidores de corrosión.
PILETA API
• Consiste en la primera etapa del tratamiento del agua, su
objetivo principal es recuperar el petróleo perdido por
emulsión. Consta de dos o más canales que trabajan en
paralelo, en donde el fluido ingresa y circula con la
velocidad adecuada para favorecer la coalescencia de las
gotas de hidrocarburo.
• El petróleo coalescido sobrenada en la superficie y es
retirado por un sistema de rebalse hacia otra parte de la
pileta desde donde es bombeado al tanque cortador. El
líquido que queda es agua con bajo contenido de
hidrocarburos y otras impurezas. Ésta es retirada por una
cañería inferior que conecta la pileta API con la planta de
tratamiento.
PILETA API
• Para el cálculo se necesita la siguiente
información :
• Q máximo agua = Q max.agua
• Densidad petróleo contaminado = Dpc
• Densidad agua contaminada = Dac
• Viscosidad del agua
• Temperatura del agua
• Diámetro de la gota de petróleo < 0,15 mm
PILETA API
• Con la ecuación de Darcy se determina la
velocidad ascencional de la partícula de
petróleo, que debe ser < 1 mt lineal / hora
• Asumimos una velocidad horizontal ( vh )< a
6 mt/hora y la afectamos de los siguientes
factores prácticos :
• Factor turbulencia ( Ft ) = 1,2
• Factor circuito corto ( Fcc) = 1,3
• Factor de diseño ( Fd ) = 1,5
PILETA API
• Luego :
vh = 6 mt/h * 1,2 * 1,3 * 1,5 = 16,7 mt/h
vh = aproximadamente 1 ft / minuto
La velocidad horizontal no debe superar al 1 ft
lineal/minuto para que tengamos una buena
coalescencia de las partículas de petróleo en el
agua.
Se estima una buena eficiencia si la salida de la
pileta es < a 300 ppm de impurezas totales
PILETA API
• Ahora procederemos al diseño de la pileta :
Qmax.agua = vh * Area transversal
Qmax.agua = vh * At
Entonces despejamos:
At = Qmax.agua / Vh
Y reemplazando obtenemos el At
Por otro lado debe cumplirse que :
Profundidad pileta /ancho pileta = 0,3 (práctico)
PILETA API
• Sabemos que :
At = Prof. * Ancho = Prof * ( 0,3 Prof )
Y de la anterior ecuación despejamos la Prof.
Y con ella podemos obtener el Ancho
Se construyen 2 canales para tener opción de
duplicidad
PILETA API
• Para calcular el largo tomamos la ecuación :
Qmax.agua = Volumen pileta * tpo residencia
Adoptamos un tiempo de residencia de una
hora y de la ecuación anterior ,despejando
obtenemos el Volumen de la pileta.
Como Vol. Pileta = At * Longitud, y conocemos
el Volumen y el At , entonces podemos
despejar la longitud
De esta forma tenemos diseñada la pileta API
PILETA API
• Diagrama de pileta API
Existe 2 tipos de sistemas de tratamiento:
SISTEMA ABIERTO: En este sistema el agua es expuesta a
la atmósfera entrando en contacto con el aire y la luz. Dado que la
temperatura y la presión son diferentes de las existentes en el
subsuelo, puede modificarse el equilibrio químico del agua y liberarse
el anhídrido carbónico, sulfhídrico, metano y otros gases. Puede
suceder que el agua sea despojada de algunos gases y absorba
oxigeno.
SISTEMA CERRADO: En este sistema el agua nunca entra en
contacto con la atmósfera. Teóricamente, el agua producida e inyectada
permanece en equilibrio químico durante todo el proceso y requiere un
tratamiento mínimo. Con el objeto de mantener el sistema libre de
oxigeno, se mantiene un colchón de gas natural a muy baja presión.
VARIABLE DE SELECCION
• La variable de adopción de un sistema u otro consiste en la
existencia de bacterias sulfatorreductoras ( anaeróbicas ),
que generan SH2 ( Sulfhídrico ) como producto de su
metabolismo y este ataca los metales generando Sulfuro
ferroso ( SFe ), que es un precipitado insoluble que tapona
las formaciones, además de la intensa corrosión por el
ataque al sistema que contenga materiales con Fe.
• El sistema abierto se elige cuando la cantidad de bacterias
es alta y el contacto con el O2 las elimina por ser estas
anaeróbicas. Se prefiere eliminar las bacterias con el O2 y
posteriormente eliminar este con secuestrante de O2
• En el sistema cerrado se prefiere lidiar con las bacterias y
no con el O2 que puede incorporarse al tener al agua en
contacto con este ( sistema abierto )
Diseño de un sistema de tratamiento abierto
ATMÓSFERA
BOMBAS
CENTRIFUGAS
FILTROS
PILETA 2
PILETA 1
PURGA
DE BATERIA
PRODUCTOS
QUÍMICOS
BOMBAS TRIPLE
PILETA 3
160
10000
160
TANQUES DE AGUA
160 M3
A POZOS INYECTORES
Sistema Cerrado de Tratamiento de Agua
Separación secundaria (puede o
no existir, dependiendo de la
calidad de agua que se
requiera).
Separación
primaria
Unidad de
flotación
Tanque
Pulmón
O
Skimmer
Tank
Filtros
Pozos
inyectores
Unidad CPI
Y como ultimo nos queda acondicionar nuestro
pozo inyector.
• Entonces habíamos dicho que
“ Por lo tanto para un buen diseño debemos
conocer las características del agua purga”
Características del
Agua de Producción
•
•
•
•
•
•
•
Alto contenido de sales
Cationes de Ca, Mg, Ba, Sr, Fe
Aniones de Cl, SO4, HCO3, etc.
Sólidos en suspensión
Petróleo residual
Gases
Materia Orgánica
El agua de Producción debe tratarse para
reducir o eliminar
Incompatibilidad con el agua de formación
Expansión o de arcillas en la formación
Corrosión
Incrustaciones de CO3CA, SO4CA, y Ba
Actividad bacteriológica
Trazas de petróleo que aglomeran partículas
suspendidas
El tratamiento comprende las siguientes
etapas
Separación del petróleo residual
Separación de sólidos en suspensión
(Filtración)
Tratamiento químico para control de bacterias
Tratamiento químico para control de
incrustaciones
Control de corrosión
Separación del Petróleo Residual
• Principio de operación de tratadores: separación por gravedad.
• Gotas de petróleo dispersas en agua sometidas a fuerzas de
gravedad, flotación y fricción. Cuando las 3 fuerzas se igualan, la
velocidad de desplazamiento de las mismas es constante.
• Ley de Stokes:
6
Vt 
1 . 78  10  (  S  G )  ( d m )
2

• Conclusiones:
• Mientras mas grande sea la gota de petróleo, la diferencia de
densidades o la temperatura, mayor será Vt y tomará menor tiempo
a las gotas de hidrocarburo para llegar a la superficie.
• Será mas fácil tratar el agua cuando las gotas de petróleo sean mas
grandes, el hidrocarburo sea mas liviano y la temperatura del
proceso sea elevada.
Equipos de tratamiento para
separación del petróleo residual
 Pileta decantadora-coalescente
• Piletas de hormigón.
• Separación por gravedad y flotación en la superficie.
• Placas transversales al flujo que dan mayor aprovechamiento a la
pileta (evitan canalización) y sirven como elemento coalescedor y
decantador.
• El petróleo sobrenadante se desliza sobre la superficie.
• La pileta se angosta en el extremo opuesto a la entrada para guiar la
película de hidrocarburo hacia el chupador facilitando su ingreso.
• Chupador: caño de 6” con perfil G cuyo labio inferior se ubica en el
pelo de petróleo permitiendo su ingreso y posterior bombeo.
 Pileta decantadora-coalescente
Filtros
• Son recipientes cerrados que operan a presión en flujo
descendente, a través de un lecho filtrante
• Se utilizan para obtener las condiciones finales del agua de
inyección ( aproximadamente y en caso ideal de 5 ppm de
partículas sólidas y el de hidrocarburos)
• Algo importante “Cuando los limites tolerables de
contaminantes en el agua de descarga son superados, el
filtro se retira de servicio para la regeneración del manto
filtrante” ( se controlan con diferencial de Presión.)
•
Filtros con lecho de
cáscara de nuez
•
Filtros de lechos
granulares
Existen 2 tipos
de filtros
Filtros de Cáscara de nuez
• Son técnicamente de mejor operación
• Ocupan menos espacio
• Tienen un tiempo de lavado menor
FILTRO DE CASCARA DE NUEZ
En este tipo de filtros, el lecho filtrante esta compuesto por:
- 80% de cáscaras de nueces molidas AP-51
- 20% de cáscaras de avellanas molidas AX-102 colocadas sobre una malla
12-20.
COMO ES LA SECUENCIA DE OPERACION ESTE TIPO DE EQUIPO
1) FILTRACIÓN: El líquido sucio entra al filtro cerca de la parte superior, pasa a
través del lecho filtrante en donde se retienen los sólidos e hidrocarburos y sale limpio por la parte
inferior.
El flujo continúa pasando hasta que el filtro debe regenerarse, ya sea debido al tiempo transcurrido o
a la presión diferencial entre la entrada y la salida.
Regeneración del
Manto filtrante
•Fluidización
•Descarga
•Sedimentación
•Normalización
Filtros de Lechos Granulares
• Son filtros que
utilizan mantos de
arena, grava o
antracita
• Presentan
algunas
desventajas con
los anteriores
pero pueden filtrar
partículas mas
pequeñas
FILTROS DE LECHOS GRANULARES
ESTE TIPO DE FRILTRO ESTA CONSTITUIDO POR:
Entrada
Boca de
hombre
Distribuidores
Drenaje
Antracita
Arena fina
Colectores
Salida
Arena gruesa
Base de concreto
COMO ES LA SECUENCIA DE OPERACION ESTE TIPO DE EQUIPO
Estos filtros funcionan de la misma manera que los filtros de cáscara de nuez, pero
el proceso de regeneración es un poco distinto, ya que el lecho no puede fluid izarse
porque se perdería el ordenamiento de las capas filtrantes y por lo tanto disminuiría
la eficiencia de filtración.
LA REGENERACION SE REALIZA EN 6 ETAPAS:
1º- DRENAJE
2º- FLUJO EN CONTRACORRIENTE DE AIRE
3º- PRELAVADO EN CONTRACORRIENTE
4º- LAVADO EN CONTRACORRIENTE INTENSO
5º- ASENTAMIENTO
6º- PREFLUJO
AIRE
AIRE
Tratamiento Químico del Agua
Mediante el agregado de productos químicos se trata
de eliminar del agua:
•Macro-Organismos
•Oxígeno y Corrosión
•Incrustación
Macro-Organismos y Bacterias
Las condiciones propicias para el desarrollo de
colonias de bacterias causan taponamiento y
también los productos de corrosión que pueden
generas sus desechos.
• Bacterias anaeróbicas (sulfato-reductoras): estas bacterias
reducen los iones sulfato y sulfito disuelto en el agua a iones
sulfuros, resultando el acido sulfhídrico como producto final.
•Bacterias Iron: estas depositan una envoltura de hidróxido
férrico alrededor de donde crecen.
•Bacteria Slime Former: estas producen grandes cantidades
de limo generando sólidos en suspensión que pueden causar
taponamiento de la formación
Para la eliminación de estas se utiliza:
• Cloro: es barato y muy efectivo contra organismos
planctónicos pero mucho menos contra las
colonias bacterianas
•Bactericidas Orgánicos: están formados por
compuesto s oxigenados o nitrogenados como
fenoles, policlofenoles, aldehídos, aminas y
derivados de amonio cuaternario.
La eliminación de organismo y bacteria se controla
mediante residuales de cloro, fotómetro ATP, medios
de cultivo API RP38, residuos biocida, etc..
Oxigeno y Corrosión
El oxigeno causa corrosión de equipos y tuberías. El
contenido de oxigeno en el agua se reduce mediante la
utilización de desaireadores y aditivos químicos
secuestradores de oxigeno.
•Calentadores
Desaireadores
•Columnas Despojadores
•Torres de Vacío
Se agregan productos que
reacción con el oxigeno tales
como el bisulfito de amonio y
sulfito de sodio.
Productos
Químicos
Hay que tener en cuenta que
estos productos también
reaccionan con el cloro por lo
tanto deben ser inyectados en
un punto donde la
concentración de cloro sea
mínima.
“Los tanques de almacenamiento de agua tratada
deben ser provistos de un colchón de gas para evitar
que el agua absorba oxigeno nuevamente”
Incrustaciones
Es necesario estabilizar el agua y evitar que se produzcan
deposiciones sólidas, ya que éstas pueden mantenerse en
suspensión produciendo taponamiento de la formación, o
pueden formar incrustaciones sólidas en los punzados
debido a las altas temperaturas en el fondo de los pozos
inyectores.
- Carbonato de calcio
Pueden ser tratadas y eliminadas
- Sulfato de calcio
- Compuestos de hierro
Para este no hay método practico para tratarlo
- Sulfato de bario
Para evitar la formación de incrustaciones nos hay que
mezclar aguas incompatibles , entonces se debe estabilizar
el agua con productos químicos inhibidores de
incrustaciones y control de PH.
Los inhibidores mas comunes son :
•Esteres fosfatados orgánicos
•Poli fosfatos inorgánicos
Se inyectan antes de los desaireadores, ya que
junto con el oxígeno se elimina CO2, aumentando
el PH y favoreciéndose la formación de
incrustaciones.
El control del agua se realiza determinando
residuales de inhibidor.
Sistema Cerrado de Tratamiento de Agua
Separación secundaria (puede o
no existir, dependiendo de la
calidad de agua que se
requiera).
Separación
primaria
Unidad de
flotación
Tanque
Pulmón
O
Skimmer
Tank
Filtros
Pozos
inyectores
Unidad CPI

Tanques skimmer
• Forma más simple de tratamiento.
• Diseñados para proveer un tiempo de residencia
considerable durante el cual se produce la
separación por gravedad y coalescencia de las
gotas de hidrocarburo.
• Pueden trabajar a presión atmosférica o
presurizados.
• Pueden ser horizontales o verticales.

Tanque skimmer vertical
• El agua ingresa por un spreader debajo de la interfase agua petróleo.
• En la zona entre el colector y el spreader tiene lugar la coalescencia de
las gotas, formándose gotas más grandes que flotan hacia la
superficie.
• El espesor del colchón de petróleo depende de la altura de la columna
de agua y de la diferencia de gravedad específica entre los dos
líquidos.
• Las gotas de petróleo deben moverse en contracorriente al flujo de
agua, por lo que se necesita mas tiempo de residencia para lograr la
misma separación que en un skimmer horizontal.
• Se recomienda su uso cuando el agua contiene arena y otros sólidos
por lo que puede instalarse un drenaje de arena.

Tanque skimmer horizontal
• La entrada del agua se produce por debajo del colchón de petróleo y
fluye en forma horizontal por toda la longitud del tanque.
• Los tanques con tiempos de residencia elevados poseen bafles para
enderezar y dirigir el flujo.
• Las gotas de petróleo coalescen a lo largo del tanque y flotan hacia la
superficie donde son colectadas.
• El espesor del colchón de petróleo puede ser controlado por un
sistema de columna de agua o por un rebalse.
• Son más efectivos que los skimmer verticales porque las gotas de
petróleo fluyen en sentido perpendicular al flujo de agua y no en
contracorriente.
• No recomendados para un régimen de operación intermitente ya que
se generan olas y turbulencia que afecta la eficiencia de la separación.

Unidades con placas
coalescentes
• Trabajan bajo los principios de separación por
gravedad y coalescencia.
• La corriente de agua se hace pasar por un numero
de placas paralelas minimamente espaciadas con
lo que se logra:
– Acortar la distancia que las gotas deben recorrer hasta
alcanzar una superficie de coalescencia.
– Aumentar la superficie de coalescencia.
• El proceso de separación es más rápido y los
equipos son más pequeños y livianos.
Entre
las distintas
configuraciones
tenemos
Unidades
Unidades
Separadores
PPI
CPI
Cross Flow

Unidad PPI
• Un corte transversal muestra que las placas
forman una V.
• Las gotas de petróleo fluyen hacia los
costados y hacia arriba por la cara inferior de
las placas.
• Los sedimentos migran hacia el centro y
hacia abajo del separador en donde son
colectados y removidos.
Unidades PPI
Petróleo
Sólidos

Unidad CPI
• Las placas son onduladas por lo que se
necesita menor área plana para remover una
gota del mismo tamaño que en la unidad
PPI.
• La ondulación de las placas permite en
escurrimiento descendente de los sólidos al
fondo y brinda una superficie coalescente
mas compacta.
• El manejo de sedimentos es mas sencillo.
• Ventajas:
• Presenta un buen efecto
coalescente sobre las
placas.
• Equipos mas compactos.
• Buena repartición del flujo a
tratar a través de cada
paquete de placas.
• Remueven gotas de
petróleo de hasta 50
micrones de diámetro.
• Desventajas:
• No resisten ingresos
masivos de crudos.
• Potencial colmatación de
las placas.
• Atascamiento de las
placas con crudos fríos o
parafínicos.
• Mala operación frente a
picos en la
concentración de
ingreso.
• La calidad del agua no
es la suficiente como
para prescindir de un
tratamiento posterior.
Unidades CPI
Venteo
Gas
Unidad
CPI
Entrada
Salida de
agua
Sólidos
Sólidos

Tratadores Cross Flow
• El agua fluye en forma horizontal y perpendicular al
eje del cilindro, facilitando:
– Remoción de sólidos.
– Permite que los grupos de placas corrugadas sean
empaquetados en forma mas conveniente y sean
colocados en equipos presurizados.
• Mas caros que las unidades CPI.
• Se utilizan en sistemas presurizados o cuando se
espera que el agua de producción tenga un alto
contenido de sólidos.
Separadores Cross Flow

Unidades de flotación
• Separación por disminución artificial de la densidad
del petróleo por fijación de burbujas de gas sobre
las gotas a separar.
• Aumenta la diferencia de densidades entre el agua
y el petróleo y el tamaño de las partículas ya que la
burbujas se adhieren a las mismas incrementando
su diámetro. (Ley de Stokes).
• Aceleración del proceso de flotación y separación.
• Se debe dispersar la cantidad justa de gas en el
agua, producir el tamaño justo de burbujas y lograr
que fluyan suavemente en el seno del líquido.
•
Existen dos tipos de unidades de
flotación:
– Unidades de flotación por gas disuelto.
– Unidades de flotación por gas disperso:
• Flotación hidráulica.
• Flotación mecánica.
 Gas disperso-Flotación hidráulica
• La inducción de gas se realiza hidráulicamente sin el
empleo de un mecanismo de aireación mecánico.
• Unidad dividida en cuatro cámaras de flotación.
• A medida que el agua va circulando, se va purificando.
• El agua limpia es recirculada por una bomba y dirigida a
cada cámara por un tubo de distribución y una boquilla.
• El gas es inducido mediante una válvula aguja cerca de las
boquillas.
• Al pasar el agua con el gas a altas velocidades por las
boquillas, da lugar a la formación de pequeñas burbujas
que luego arrastran las impurezas hacia la superficie.
• El petróleo es evacuado por un sistema de rebalse.
Salida de
petróleo
Salida de
agua
Entrada
Recirculación
 Gas disperso-Flotación mecánica
• Tanque dividido en cuatro cámaras de flotación.
• Cada cámara tiene un mecanismo independiente
de aireación compuesto por un rotor accionado por
un motor eléctrico.
• El agua ingresa y se va purificando a medida que
circula.
• El rotor actúa como una bomba, creando un vacío
en el stand pipe que arrastra el gas.
• El gas arrastrado pasa por un dispersor o estator
en donde se divide en pequeñas burbujas.
Motores eléctricos
Salida de
agua limpia
Entrada
Motor
Salida de
petróleo
Stand pipe
Estator
Rotor

Gas disuelto
• El agua es saturada con aire o gas natural
en un contactor a presión.
• Luego el agua saturada es dirigida a un
tanque de flotación en donde la presión
disminuye dando lugar a la formación de
pequeñas burbujas en el seno del líquido.
• Sistema de tratamiento menos eficiente que
el sistema de gas disperso.
La flotación por gas disuelto puede generar problemas
de incrustación cuando el agua de purga es dura,
debido a las variaciones de presión y problemas de
corrosión en el fondo de los tanques.
Conclusiones
El tratamiento del agua involucra la reducción del petróleo
residual y el contenido de sólidos suspendidos, organismos
vivos, gases disueltos y estabilización para control de
incrustaciones.
Por ejemplo si nos centramos en que queremos reducir el
petróleo residual de 70 ppm a 30 ppm, lo cual significaría
una recuperación monetaria, no llevaría a un beneficio ya
que los costos por tratarlo son mayores.
Entonces surge una pregunta: ¿Porqué deberíamos tratar el
agua para reducir el petróleo residual ?
• Respuesta: Conociendo los problemas que
tenemos asociados con un alto contenido de
petróleo residual
• Lo cual llevaría a un costo adicional ya que
ocurriendo algunos de los problemas anteriores
estaríamos viendo la posibilidad de una
intervención. Y comparando los valores de un
equipo de work-over o pulling con los valores de un
tratamiento para reducir el petróleo sobrenadante,
es mucho menor.
TRATAMIENTO DE SOLIDOS
TRATAMIENTO
DE
SÓLIDOS
PROCESOS PRODUCTIVOS
CLASIFICACIÓN DENTRO DE LA INDUSTRIA
RESIDUOS
TÓXICOS o PELIGROSOS
(sólidos, líquidos o gaseosos)
ASIMILABLES A URBANOS
(de actividades secundarias)
NO PELIGROSOS
(escorias, escombros, arenas)
Primera Norma Jurídica en Argentina sobre
Residuos Sólidos
Ley Nº 24.051
Sancionada en 1992
Mendoza adhiere a la Ley Nacional mediante la
Ley Nº 5.917/92
DEFINICIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS:
“SERÁ CONSIDERADO PELIGROSO, A LOS EFECTOS DE ESTA
LEY, TODO RESIDUO QUE PUEDA CAUSAR DAÑO, DIRECTA O
INDIRECTAMENTE, A SERES VIVOS O CONTAMINAR EL SUELO,
EL AGUA, LA ATMÓSFERA O EL AMBIENTE EN GENERAL”
- ANEXO I: categorías sometidas a control
- ANEXO II: características consideradas peligrosas
EXCLUYE: Residuos Sólidos Urbanos
REGLAMENTA EN FORMA ESPECIAL: Residuos Radiactivos
• INFLAMABLES: se queman con
facilidad
• CORROSIVOS: pH<2 o pH>12,5
destruyen el tejido vivo y corroen
al acero
RESIDUOS
PELIGROSOS
• REACTIVOS: inestables y tienden
a reaccionar violentamente o
explotar
• RADIACTIVOS: emiten energía
en forma de partículas α y β o
como radiación ϒ
COMPONENTES DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS
METALES
PESADOS
Cd, Cr, Pb, Hg
Influyen fácilmente en
la cadena alimenticia
DISOLVENTES
Acetona
Metanol
cfc
Contaminan el agua y
el aire
Tóxicos, inflamables
ASBESTOS
(Silicatos de Mg)
Azul
Blanco
AROMÁTICOS
PDB’s
Dioxinas
Son persistentes y
mutagénicos
• COMO MATERIA PRIMA DE OTRO
PROCESO EN LA MISMA INDUSTRIA
(+$)
• SE VENDE A TERCEROS (+$)
DESTINO
• SE DEBAE ALMACENAR Y TRATAR
PARA DISPOSICIÓN FINAL (-$)
EXIGE UN GASTO ADICIONAL Y
ACCIONES DE CONTROL
PROBLEMA
LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS DEBE BASARSE EN:
• ACCIONES PREDICTIVAS Y PREVENTIVAS:
Evitar la generación de los mismos o disminuirla a
niveles razonables.
MÉTODO DE LAS “CUATRO R”
• ( ACCIONES CORRECTIVAS ):
Destinadas a accidentes, contingencias y producción
en niveles razonables.
Se debe identificar los componentes de los residuos
para aplicar el tratamiento apropiado y protección del
medio ambiente.
Los generadores son responsables en calidad de
dueños “desde la cuna hasta la tumba”
MÉTODO DE LAS “CUATRO R”
• REDUCIR: disminuir la cantidad de residuos
generados
• RECICLAR: aplicar algún proceso al residuo para
convertirlo en materia prima para ser utilizada en la
misma planta
• REUSAR: utilizar los residuos sin necesidad de
aplicar un proceso previo (salvo calor)
• RECUPERACIÓN: extraer del residuo algún metal
útil o costoso
TECNOLOGÍAS
Y
TRATAMIENTOS
1) TRATAMIENTOS FÍSICOS
• Centrifugación: distintos tipo de mezclas
• Adsorción con Carbón: se usa carbón activado para
adsorber materiales contenidos en el agua
• Adsorción con Resinas: una membrana
semipermeable que permite el pasaje de moléculas
pequeñas y retiene coloides
• Evaporación: ebullición de un líquido
• Arrastre: con aire o vapor
• Ósmosis Inversa
2) TRATAMIENTOS QUÍMICOS
• Intercambio Iónico
• Precipitación: una sustancia disuelta es
transformada en una fase sólida
• Oxidación: el estado de oxidación de por lo menos
un reactivo aumenta y el de otro disminuye
• Neutralización: ajustar el pH a 7
• Hidrólisis
• Fotólisis
3) TRATAMIENTOS TÉRMICOS
• Pirólisis: gasificación o licuefacción de los
elementos de combustión por calor
• Destilación: ebullición de una mezcla líquida para
producir un vapor rico en el componente más volátil
• Calcinación: descomposición térmica de líquidos y
barros acuosos
• Incineración: proceso controlado para oxidar
residuos combustibles y convertirlos en CO2 , H2O y
“cenizas”
INCINERACIÓN
OBJETIVOS DE LA INCINERACIÓN
• Reducción del peso (75%)
• Reducción del volumen (93%)
• Eliminar el riesgo de combustión espontánea de
rellenos sanitarios
• Eliminación de plagas y olores
• No contaminar capas acuíferas
• Aprovechar la energía térmica resultante
• Las cenizas resultantes se estabilizan con cemento
y se pueden disponer de forma segura
• Control de la emisión de gases
• Se garantizan las condiciones medioambientales
4) RELLENO SANITARIO
• Técnica de disposición final de Residuos Sólidos
• Aplicada en centros urbanos que cuentan con
tierras aptas y relativamente cercanas (+$)
• Operado convenientemente no genera riesgos para
la salud y el medio ambiente
• Se confina la basura en un área lo más pequeña
posible, cubriéndola con capas de tierra y
compactándola para reducir el volumen
RELLENO SANITARIO
RELLENO SANITARIO
5) RELLENO DE SEGURIDAD
• Método seguro para disponer de materiales:
- con metales pesados
- con elementos combustibles
- elementos demasiado densos para ser inyectados
- elementos de difícil degradación química
- que no pueden ser incinerados o dispuestos en un
relleno sanitario (residuos peligrosos y cenizas de
incineración)
- Es importante la recolección de lixiviados para
tratarlos adecuadamente según el tipo y grado de
contaminante
RELLENO DE SEGURIDAD
6) TRATAMIENTO BIOLÓGICO (biorremediación)
• Se basa en el uso de microorganismos para
transformar contaminantes orgánicos en
compuestos más simples poco o nada
contaminados
• Los microorganismos utilizados están presentes en
el medio ambiente o son cultivados
• Estos microorganismos convierten la materia
orgánica en CO2, H2O y biomasa
LAND FARMING (laboreo agrícola)
• Tratamiento y disposición final: de productos
oleosos y orgánicos que produce a nivel del suelo,
la biodegradación por acción de las bacterias y
microorganismos existentes en forma “natural” en
este medio
• Condiciones del suelo que favorecen la actividad
biológica:
- buena porosidad
- humedad óptima
- presencia de nutrientes (N2, P, K)
-temperaturas intermedias
LAND FARMING (laboreo agrícola)
• Secuencia del proceso
- se disponen los productos biodegradables en
parcelas
- luego del secado se procede al arado de 20 cm de
profundidad
- rastrillado
- arado mensual y luego trimestral
- cultivo para obtención de fibras, maderas y
plantas decorativas
- luego de un año explotación agrícola
• Control
- monitoreo de acuíferos mediante pozos de control
- muestreo del suelo
COMPOSTAGE
• Residuos sólidos con elevada concentración de
materia orgánica (residuos de jardín y comida) son
tratados para estabilizar algún tipo de materia
orgánica y fabricar un producto útil (nutrientes de
suelos para cultivo)
• Los desechos orgánicos se mezclan con tierra, se
mantienen permeables al paso de oxígeno y
mediante el agregado de nutrientes y agua, con el
paso del tiempo se obtiene “COMPOS”
COMPOSTAGE
7) ESTABILIZACIÓN Y SOLIDIFICACIÓN
• Aplicación
- recuperación de vertederos de residuos peligrosos
- tratamiento de residuos de otros tratamientos
- tratamiento de terrenos contaminados
• Estabilización: los contaminantes quedan total o
parcialmente confinados por la adición de un medio
soporte aglomerante
• Solidificación: se modifica la naturaleza física del
residuo con el uso de aditivos
• E + S: se reduce la toxicidad, la movilidad y se
mejoran las propiedades mecánicas del material
estabilizado
EJEMPLOS DE APLICACIÓN
• ELIMINACIÓN EN EL TERRENO: estabilización de
los residuos previo a su eliminación en vertederos
de seguridad
- los agentes estabilizadores no deben ser
absorbentes ya que se puede producir la desorción
(liberación de los contaminantes) y por lo tanto
deben ser ligados de forma química para no ser
expulsados por compresión o lixiviados por
percolación debido a las precipitaciones
• RECUPERACIÓN DE TERRENOS:
- terrenos contaminados con residuos orgánicos e
inorgánicos
- grandes cantidades de suelo con bajo nivel de
contaminación (traslado y tratamiento $)
EJEMPLOS DE APLICACIÓN
• SOLIDIFICACIÓN DE RESIDUOS INDUSTRIALES:
Mejora las propiedades mecánicas y disminuye la
velocidad de migración de los contaminantes al
medio ambiente
MECANISMOS PARA LOGRAR LA ESTABILIZACIÓN
• Macroencapsulación: los constituyentes del residuo se retienen
en los poros discontinuos del material estabilizante (sólo
enlaces físicos)
• Microencapsulación: los constituyentes del residuo quedan
atrapados en el interior de la estructura cristalina de la matriz
solidificada (sólo enlaces físicos)
• Absorción: aplicado a residuos con líquido libre. Luego de la
absorción se solidifica (mejorando el transporte)
- suelos, cenizas volcánicas, aserrín
• Adsorción: interacción física y electroquímica. Es menos
probable la liberación del contaminante
- arcillas modificadas: organofóbicas organofílicas
MECANISMOS PARA LOGRAR LA ESTABILIZACIÓN
• Precipitación: precipitan los contaminantes dando
lugar a una forma más estable de los mismos
• Detoxificación: modifica un constituyente químico en
otro diferente o en una forma no tóxica o menos
tóxica del mismo constituyente
TECNOLOGÍAS
• Cemento: es el principal agente de estabilización.
Los residuos se mezclan con el cemento y si el
residuo no contiene suficiente agua, se le agrega
para lograr la hidratación.
Aplicable a residuos inorgánicos y/o que contengan
metales pesados (Cu, Zn, Cd, Pb)
• Puzolanas: es un material reacciona con cal en
presencia de agua (hormigón puzolánico)
• Cal: se usa para estabilizar al Ca(OH)2
• Silicatos Solubles
• Arcillas modificadas orgánicamente
• Cal modificada: utilizada para estabilizar
componentes orgánicos, especialmente los tóxicos
con porcentaje de hidrocarburos en una masa
inerte
TECNOLOGÍAS
• Polímeros Orgánicos Termoestables: para residuos
radioactivos. Se combina el residuo con materiales
plásticos fundidos a elevada temperatura. Cuando
se enfría, el residuo queda con una cubierta
termoplástica listo para la disposición final
• Vitrificación: fundición y fusión de materiales a
1600 – 1800 ºC con un enfriamiento rápido
obteniendo una masa amorfa no cristalina donde
queda retenido el residuo
- IN SITU: utiliza cuatro electrodos de grafito que se
entierran formando un cuadrado de 5m de lado.
Se requiere de un generador o línea eléctrica. La
electricidad a través del suelo produce calor y
funde la masa pudiendo profundizar los electrodos
Los bloques vitrificados alcanzan espesores de 6m
y pesos de 1,4 toneladas
VITRIFICACIÓN IN SITU
VITRIFICACIÓN IN SITU
- Los contaminantes orgánicos son pirolizados y
reducidos a gases (algunos son disueltos en la masa y
otros recolectados en superficie para tratamiento)
- Los contaminantes inorgánicos, metales pesados y
compuestos radiactivos son encapsulados por el
vidrio.
Durante la fundición los espacios intersticiales son
removidos y se reduce el volumen en un 20 – 50%
VITRIFICACIÓN IN SITU
CONCLUSION
• Recordar que la responsabilidad sobre los
residuos termina cuando el residuo tiene
disposición final .
• Esta disposición final debe estar certificada
fehacientemente a través de un
comprobante oficial otorgado por un ente
que tenga autorización de la autoridad
competente