Y transferencias de contaminantes



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retc


REGISTRO DE EMISIONES

Y TRANSFERENCIAS

DE CONTAMINANTES

(RETC)

serna oficial color


GUIA PARA EL CÁLCULO O ESTIMACION DE LAS EMISIONES DE CONTAMINANTES
1. INTRODUCCIÓN.
A través del diseño de las Características Clave para un Registro de Emisiones y Transferencia de Contaminantes (RETC), se identificaron actividades y sectores productivos que tienen que cuantificar y reportar la emisión de sus contaminantes al ambiente o la transferencia de los mismos para su almacenamiento, aprovechamiento o tratamiento.
Además se identificaron en total 109 contaminantes que conforman el extenso listado de contaminantes RETC, constituido por sustancias químicas y parámetros de diversa índole, de origen múltiple y de distinta naturaleza, es decir que este listado base incluye sustancias, familias de sustancias, grupos de sustancias inespecíficas generadas a partir de determinadas actividades y parámetros.
En base a la experiencia internacional, la cuantificación de estos contaminantes se realiza a nivel de sustancia o contaminante a fin de poder brindarle seguimiento a lo largo de su ciclo de vida y evaluar sus efectos. En ese sentido, se han desarrollado diferentes métodos para cuantificar las emisiones de contaminantes, de tal forma que la persona responsable de reportar las emisiones generadas por un establecimiento específico tiene la posibilidad de escoger la metodología de cálculo que considere más adecuada para su situación en particular; pudiendo ser una medición directa (M), cálculo con factores de emisión o programas informáticos (C) y estimaciones propias (E).
Para cualquiera de las tres metodologías de cálculo mencionadas, se deberán conservar las memorias de cálculo para mostrarlas en caso de que sean requeridas por la autoridad correspondiente. Para las categorías M y C, deberá indicarse la referencia científica o normativa que respalda la decisión, mientras que en la categoría E que desarrolla una metodología de cálculo propia del establecimiento, se deberá especificar si el resultado obedece a un balance de masas, volumen o energético; para lo cual deben aportarse datos históricos.
En ese contexto, de acuerdo a la experiencia internacional y a lo establecido en la propuesta del Reglamento para la Gestión Ambientalmente Racional de las Sustancias Químicas Peligrosas en Honduras, los métodos para cuantificar emisiones y transferencias se agrupan en las dos siguientes categorías:



  1. Las emisiones y transferencias de contaminantes y sustancias sujetas a reporte de competencia nacional, que estén reguladas por normas hondureñas, deberán medirse utilizando todos los equipos, procedimientos de muestreo, entre otros, especificados en las reglamentaciones especificas y de metrología.




  1. Las sustancias sujetas de reporte que no estén reguladas por normas hondureñas o cuya medición está exenta, deberán estimarse a través de metodologías comúnmente utilizadas a nivel internacional, tales como la aplicación de factores de emisión, estimación mediante datos históricos, balance de materiales o modelos matemáticos.

No obstante, en el caso de aquellos parámetros o contaminantes que están regulados pero que en el país no se cuenta con la capacidad analítica para su determinación, es oportuno señalar que deberán reportarse a través de métodos de estimación hasta que se desarrolle la capacidad analítica requerida.


Bajo esas consideraciones, se ha preparado esta guía con el propósito de recomendar algunas metodologías de cálculo o estimación de contaminantes, que faciliten al establecimiento sujeto a reporte la escogencia de una metodología.


2. CALCULO DE EMISIONES POR MEDICIÓN
En la normativa legal vigente en el país, se han regulado algunos contaminantes cuya metodología de análisis está establecida y por tanto tiene que seguirse utilizando. Sin embargo, estas metodologías reportan valores de concentración y como en el RETC se debe reportar la carga contaminante (cantidad de materia en masa, emitida o transferida por año), el responsable del reporte tiene que conocer datos como caudal, flujo, tiempo efectivo de emisión, entre otros, para poder realizar el respectivo cálculo.
En este grupo de contaminantes se encuentran los establecidos en las Normas Técnicas para Regular las Descargas de Aguas Residuales a Cuerpos Receptores y Alcantarillado Sanitario, así como los regulados en el Reglamento para el Control de Emisiones Generadas por Fuentes Fijas.
En las siguientes secciones se presenta la forma de realizar el cálculo de las emisiones y transferencias de los contaminantes RETC, regulados en la normativa nacional.

2.1. Contaminantes RETC regulados en las Normas Técnicas de las Descargas de Aguas Residuales a Cuerpos Receptores y Alcantarillado Sanitario.
Los métodos de cálculo para la emisión de los contaminantes (parámetros) incluidos en las Normas Técnicas de las Descargas de Aguas Residuales (Acuerdo No. 058) y que serán reportados por los establecimientos al RETC – Honduras, deben seguir los métodos de muestreo y análisis de laboratorio para aguas residuales establecidos en los capítulos VI y VII de dichas normas.
Los contaminantes RETC regulados en el Acuerdo No. 058 en total son 21, de los cuales 20 parámetros están referidos a la descarga de aguas residuales a cuerpos receptores y 11 parámetros a la descarga de aguas residuales al alcantarillado sanitario, tal como se observa en el Cuadro No.1.

Cuadro No.1.- Contaminantes RETC regulados en las Normas Técnicas de las Descargas de Aguas tanto a cuerpos receptores, como al alcantarillado sanitario.





No.

Contaminante RETC

Descarga a

Cuerpo Receptor

Alcantarillado Sanitario



Aluminio y Compuestos (como Al)

x






Arsénico y compuestos (como As)

x

x



Bifenilos Policlorados

x






Cadmio y compuestos (como Cd)

x

x



Cianuro y compuestos (como CN)

x

x



Cloroformo

x






Cobre y compuestos (como Cu)

x

x



Cromo y compuestos (como Cr)

x

x



Dicloroetileno

x






Estaño y compuestos (como Sn)

x






Fenoles




x



Hidrocarburos

x

x



Manganeso

x






Mercurio y compuestos (como Hg)

x

x



Níquel y compuestos (como Ni)

x

x



Selenio y compuestos (como Se)

x

x



Sulfuro de Carbono

x






Tetracloroetano

x






Tricloroetileno

x






Tetracloruro de Carbono

x






Zinc y compuestos (como (Zn)

x

x

La fórmula de cálculo para obtener la cantidad de contaminante emitido o transferido por año es la siguiente:



CCt = ΣXi = CXi(caudali)Ti  
Donde:  
CCt = Carga contaminante total emitida por año, para el contaminante X en  kilogramos.

ΣXi = Sumatoria de la carga contaminante presente en los vertidos medidos en las diferentes frecuencias de análisis, para el contaminante X en kilogramos.  

CXi = Concentración del contaminante X presente en el vertido medido en la frecuencia específica.  

Caudali =  Caudal específico del vertido medido en cada frecuencia de análisis.  

Ti = Tiempo  real  del  vertido específico en cada frecuencia de análisis, para lo cual   se debe tomar en cuenta el tiempo real laborado en cada frecuencia de análisis.  


2.2. Contaminantes RETC regulados en las normas del Reglamento para el Control de Emisiones Generadas por Fuentes Fijas.
Los métodos de cálculo para la emisión de los contaminantes (parámetros) incluidos en las Normas del Reglamento para el Control de Emisiones Generadas por Fuentes Fijas (Acuerdo Ejecutivo No. 1566-2010) y que reportaran al RETC – Honduras, deben seguir los métodos de monitoreo (USEPA, NIOSH y OSHA) establecidos en los Anexos del 1 al 14 del Reglamento.
Los contaminantes RETC regulados en el Acuerdo Ejecutivo No. 1566 - 2010 en total son 15, distribuidos en 12 de las 14 actividades productivas normadas, como se aprecia en el Cuadro No.2
La fórmula de cálculo para obtener la cantidad de contaminante emitido por año es la siguiente:
CCt = ΣXi = CXi(flujoi)Ti  

Donde:  


CCt = Carga contaminante total emitida por año, para el contaminante X en  kilogramos.

ΣXi = Sumatoria de la carga contaminante presente en las emisiones atmosféricas medidas en las diferentes frecuencias de análisis, para el contaminante X en kilogramos.  

CXi = Concentración del contaminante X presente en la emisión medida en la frecuencia específica.  

Flujoi = Flujo específico de la emisión medida en cada frecuencia de análisis.

Ti = Tiempo  real  de la  emisión específica en cada frecuencia de análisis, para lo cual   se debe tomar en cuenta el tiempo real laborado en cada frecuencia de análisis.  

Cuadro No.2.- Contaminantes RETC regulados en las Normas del Reglamento para el Control de Emisiones Generadas por Fuentes Fijas, según actividad productiva.




No.

Contaminante RETC

Actividades Productivas

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1

Acido Clorhídrico (HCl)




x






















x













2

Amoníaco





































x




3

Arsénico y compuestos (como As)




x






















x













4

Cadmio




x






















x













5

Cromo y compuestos (como Cr)




x






















x













6

Cobre y compuestos (como Cu)




x










x










x













7

Dibenzoparadioxinas policloradas y dibenzofuranos policlorados (PCDD/PCDF)




x













x







x













8

Manganeso




x






















x













9

Mercurio y compuestos (como Hg)

x

x

x



















x










x

10

Monóxido de Carbono




























x




x







11

Níquel y compuestos (como Ni)




x






















x













12

Óxidos de Azufre (Dióxido de Azufre)

x

x

x

x







x

x




x













13

Óxidos de Nitrógeno (Dióxido de Nitrógeno)

x

x

x

x







x







x













14

Partículas (PM10)/ Material Particulado

x

x

x

x

x

x

x







x




x







15

Talio




x






















x















1. Generación de energía eléctrica;

2. Plantas de cemento

3. Chimeneas de calderas y hornos;

4. Plantas de calizas;

5. Plantas de procesamiento de granos;

6. Procesamiento de minerales no metálicos;

7. Fundición secundaria de metales;


8. Elaboración de acido sulfónico;

9. Tanques de almacenamiento de líquidos órgano volátiles,

10. Incineradores de residuos sólidos, infecciosos y peligrosos;

11. Industria de la impresión

12. Torrefacción de café;

13. Procesamiento de desechos animales;

14. Mercurio para procesos primarios de fundición de oro




2. CALCULO DE EMISIONES POR ESTIMACION
Este cálculo se realizará para las emisiones y transferencias de aquellos contaminantes RETC no incluidos en la normativa nacional y que ha falta de una medición directa, se cuantificarán en forma indirecta mediante métodos de estimación.
Entre estos métodos de estimación se incluyen los siguientes: factor de emisión, balance de materiales, cálculos de ingeniería y modelos matemáticos. A continuación se hace una breve descripción de los tres primeros:

2.1. Estimación por factores de emisión.
Un factor de emisión es un valor representativo que relaciona la cantidad emitida de un contaminante con una actividad o parámetro asociado al proceso. Se expresa como el peso de un contaminante dividido entre una unidad de volumen, peso, distancia o duración de la actividad que emite el contaminante (Ej. kilogramos de Dióxido de Azufre por cantidad de combustible consumido).
La formula general para el cálculo de las emisiones utilizando un factor de emisión es:

Donde:

E: Emisión del contaminante

FE: Factor de emisión

NA: Nivel de actividad (diaria, semanal, mensual) de la fuente estimada. Expresada como consumo de combustible, cantidad de producción o materia prima consumida, entre otros.

ER: Eficiencia de reducción de emisiones de un equipo de control, expresada en porcentaje. Si no existe equipo de control, ER = 0.
Si el factor de emisión fue desarrollado considerando la operación de un equipo de control, ya se ha incorporado el término que representa la efectividad de dicho sistema, por lo tanto la ecuación queda de la siguiente forma:

E = FE * NA

El Factor de emisión (FE) es un número que manifiesta la existencia de una relación lineal entre la emisión y el nivel de actividad. Bajo esa consideración, estos factores han sido desarrollados a partir de pruebas o mediciones realizadas a una muestra representativa de fuentes, que se ubican dentro de una misma categoría.


En esta primera etapa del RETC – Honduras, los factores de emisión que se utilizaran serán los basados en procesos, los cuales han sido desarrollados mediante pruebas de medición directa de la emisión de contaminantes para procesos específicos. Estos factores se expresan en como la masa del contaminante emitido por unidad de proceso; por ejemplo: Toneladas de partículas por cantidad de clinker procesado.

Las principales fuentes de consulta para la obtención de factores de emisión son:




  • U.S. Environmental Protection Agency (EPA): En la web de la EPA, se tiene la posibilidad de obtener factores de emisión o programas para estimar emisiones para diferentes sectores y actividades productivas (Factores EPA-42 “Compilation of Air Pollutant Emission Factors”):

http://www.epa.gov/ttnchie1/ap42/


  • European Environmet Agency (EEA): En la web de la EEA, se tiene la posibilidad de obtener factores de emisión o programas para estimar emisiones para diferentes sectores y actividades productivas:

http://www.eea.europa.eu/publications/EMEPCORINAIR5


  • Australian Government. Department of Sustainability, Environment, Water, Population and Communities: En la web del Inventario Nacional de Contaminantes (National Pollutant Inventory) del Gobierno de Australia se tiene la posibilidad de obtener factores de emisión o técnicas para estimar emisiones para diferentes sectores industriales:

http://www.npi.gov.au/publications/emission-estimation-technique/index.html


  • Además, en el marco de las Convenciones Internacionales se ha promovido el desarrollo de directrices y factores para estimar la liberación de diferentes contaminantes, como ser:



a) Estimación de la Emisión de Dioxinas y Furanos.
La emisión de Dioxinas y Furanos puede estimarse utilizando el Instrumental Normalizado para la Identificación y Cuantificación de Liberaciones de Dioxinas y Furanos (PCDD/PCDF) del PNUMA, año 2005, Edición 2.1, que se puede descargar en el siguiente link:

http://www.chem.unep.ch/pops/pcdd_activities/toolkit/Toolkit%202-1%20version/Toolkit-2005_2-1_es.pdf (15 de Abril, 2012). Mientras que la herramienta de cálculo se puede obtener en: http://www.chem.unep.ch/pops/pcdd_activities/toolkit/.


En el Instrumental están identificadas como fuentes de emisión de dioxinas y furanos, las siguientes:


  • Incineración de residuos,

  • Producción de metales ferrosos y no ferrosos,

  • Generación de energía y calor,

  • Producción de productos minerales,

  • Transporte,

  • Quemas a cielo abierto,

  • Producción y uso de sustancias químicas y bienes de consumo,

  • Varios (Crematorios, Consumo de tabaco),

  • Disposición final,

  • Puntos calientes.


b) Estimación de la Emisión de Gases de Efecto de Invernadero (GEI).
Las orientaciones para estimar las emisiones de los Gases de Efecto Invernadero (GEI), se encuentran en las Directrices que en el 2006 preparó del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambios Climáticos (IPCC) para la elaboración de los inventarios nacionales.
Estas directrices recomiendan el uso de factores de emisión específicos para las diferentes fuentes de generación (energía, procesos industriales y uso de productos, agricultura, silvicultura y otros usos del suelo y desechos); y las mismas pueden obtenerse de forma digital en el siguiente link:

http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/spanish/index.html.


Los siguientes gases de efecto invernadero que reportaran al RETC – Honduras, están cubiertos en las Directrices de 2006:


  • Dióxido de carbono (CO2)

  • Metano (CH4)

  • Óxido nitroso (N2O)

  • Hidrofluorocarbonos (HFC)

  • Perfluorocarbonos (PFC)

  • Hexafluoruro de azufre (SF6)

Además en el link: http://www.eea.europa.eu/publications/EMEPCORINAIR5, se pueden obtener los vínculos por fuente de generación, con sus respectivos factores de emisión.


c) Estimación de la Emisión de Mercurio
La estimación de la emisión de mercurio se puede calcular utilizando el Instrumental para la Identificación y Cuantificación de las Liberaciones de Mercurio, preparado por el PNUMA en el año 2011, y el cual se pude descargar del siguiente link:

http://www.unep.org/hazardoussubstances/Mercury/MercuryPublications/GuidanceTrainingMaterialToolkits/MercuryToolkit/tabid/4566/language/en-US/Default.aspx


En esta herramienta se identifican como fuentes de emisión de mercurio, las siguientes:


  • Generación de energía,

  • Producción primaria de metal,

  • Producción de cemento,

  • Producción de pulpa y papel,

  • Industria química,

  • Uso de productos con mercurio,

  • Reciclado de metales,

  • Incineración de residuos,

  • Rellenos sanitarios,

  • Sistemas de tratamiento de aguas residuales,

  • Cremación y cementerios.



d) Estimación de la Emisión de Sustancias Agotadoras de Ozono (SAO).
Para estimar las emisiones de las sustancias agotadoras de ozono se recomienda realizar un balance de masa, con la excepción de que para el Metilcloroformo se puede utilizar el Programa Tanks de la EPA, diseñado para estimar las emisiones producidas en tanques de almacenamiento. El programa está disponible para uso público, y puede descargarse de la página de CHIEF: http://www.epa.gov/ttn/chief/software/airchief/
Las Sustancias Agotadoras de Ozono incluidas en el listado RETC son:


  • CFCs (Clorofluorocarbonos)

  • Halones

  • Metilcloroformo

  • HCFCs (Hidroclorofluorocarbonos)

  • HBFCs (Hidrobromofluorocarbonos)

  • Bromoclorometano

  • Bromuro de metilo



e) Estimación de Compuestos Orgánicos Persistentes (COP).
El cálculo para estimar la cantidad liberada dependerá del tipo de compuesto orgánico persistente que se considere; así para:


  • Los plaguicidas COPs se recomienda utilizar factores de emisión o balance de materiales.

  • Las dioxinas y furanos, como se mencionó anteriormente que se debe usar el Instrumental Normalizado para la Identificación y Cuantificación de Liberaciones de Dioxinas y Furanos (PCDD/PCDF) del PNUMA.

  • Las otras sustancias COPs, se debe realizar el respectivo balance de materiales.

Las sustancias COPs incluidas en el listado RETC son las siguientes:




  • Aldrin

  • Alfa hexaclorociclohexano

  • Beta hexaclorociclohexano

  • Bifenilos polibromados (PBB)

  • Bifenilos policlorados (PCB)

  • Clordano

  • Clordecona

  • DDT

  • Dibenzoparadioxinas + dibenzofuranos policlorados (PCDD/PCDF)

  • Dieldrin

  • Endosulfan

  • Endrin

  • Heptacloro

  • Hexabromobifenilos

  • Hexaclorobenceno

  • Lindano (isómero gamma)

  • Mirex

  • Pentaclorobenceno

  • Toxafeno



2.2. Balance de Materiales
El balance de materiales, también conocido como balance de masa o balance másico, es un método utilizado para estimar las emisiones de algunas categorías de fuentes, en donde se conoce el volumen y la composición química de los insumos o materias primas utilizadas. Este método puede utilizarse en donde no hay datos disponibles de muestreos en la fuente o factores de emisión aplicables. De hecho, para algunas fuentes, un balance de materiales es el único método práctico para estimar las emisiones con exactitud.
Este método es muy utilizado a nivel industrial para evaluar la eficiencia de un proceso, ya que parte del principio de que el material que entra, debe ser igual al que se utiliza en el proceso, más el que se emite. Por lo tanto, consiste en contabilizar las entradas y salidas de los materiales en un proceso, bajo el supuesto que las emisiones son iguales a la diferencia entre la cantidad de materiales que entra y la que sale como producto.
Las entradas del proceso incluyen materias primas (MP), materiales de consumo indirecto (MCI), agua (A) o aire (Ai), y las salidas incluyen productos (P), emisiones al agua (Ea), emisiones al aire (Eai) y emisiones al suelo (Es). La ecuación básica para el balance de una sustancia determinada, es el siguiente:


MP + CI = P + Ea + Eai + Es

El balance de materiales es una herramienta valiosa para estimar las emisiones de muchas fuentes, sin embargo su aplicación requiere que se conozca cierta información sobre el material estudiado en cada punto a lo largo del proceso, es decir que implica el análisis del proceso para determinar si las emisiones pueden ser estimadas conociendo únicamente los parámetros específicos de operación y la composición de los materiales.


De acuerdo a la literatura internacional, el balance de materiales es adecuado para estimar emisiones asociadas con la evaporación de solventes y emisiones de compuestos que contienen azufre, entre otros.


2.3. Cálculos de Ingeniería
El desarrollo de estos métodos requiere del conocimiento técnico del proceso, así como de las reacciones que ocurren y que dan origen a la formación de contaminantes; ya que se basan en principios y criterios de ingeniería correlacionados matemáticamente, como por ejemplo: condiciones de equilibrio fisicoquímico y termodinámico de fases, propiedades físicas y químicas de las sustancias, variables, constantes de reacciones químicas, y correlaciones y especificaciones de diseño.
Para la estimación de emisiones existen tres tipos básicos de cálculos de ingeniería:
a) Correlaciones de diseño desarrolladas, como por ejemplo pr pérdidas de tanques, pérdidas por manejo de materiales y descargas de procesos de tratamiento de aguas.
b) Uso de especificaciones de diseño de equipo, como por ejemplo: velocidad y eficiencia de remoción y velocidad de secado, entre otros. Este tipo de cálculos se utilizan principalmente para estimar emisiones al aire de fuentes puntuales provenientes de equipo anticontaminante.
c) Uso de las propiedades físicas, químicas y condiciones de equilibrio de fases; datos que son usados para estimar la concentración de una sustancia presente en una emisión.

3. Generación de Residuos Peligrosos.
La cuantificación de los residuos peligrosos debe realizarse por medición directa o por estimación. Este último método será utilizado hasta que se emita la respectiva normativa sobre residuos peligrosos.

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