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INTRODUCCIÓN
Son innegables los aportes que la utilización de las sustancias químicas implica para nuestra sociedad, pero también es indudable que la proliferación y el uso cada vez masivo de sustancias químicas trajeron consigo importantes problemas para la salud humana y ambiental. Muchos incendios, explosiones y otros desastres resultan del control inadecuado de los riesgos químicos asociados a estas.
Liberadas a la atmósfera, las sustancias químicas pueden contaminar el aire y producir gases como los de efecto invernadero, destructores de ozono, o contribuir con la formación de lluvia ácida. A su vez, los agentes químicos pueden contaminar los recursos de agua a través de descargas directas o por la deposición de contaminantes atmosféricos. Esta contaminación puede tener efectos nocivos en organismos acuáticos y en la disponibilidad de agua para consumo humano (Maffei y Martín, 2014).
Los reactivos utilizados en los laboratorios pueden clasificarse por su peligrosidad química y al medio ambiente. Estos deben almacenarse en recipientes específicos convenientemente señalizados y retirarse siguiendo procesos preestablecidos. Además, pueden considerarse otros factores tales como: volumen de residuos generados; facilidad de neutralización; posibilidad de recuperación, reciclado o reutilización, costo del tratamiento y de otras alternativas (Flores y col., 2013).
Los productos químicos caducados son considerados desechos peligrosos y su acumulación en la industria petrolera, es un problema que data de varios años, por lo que se hace necesario definir y aplicar alternativas de manejo que permitan la disminución de los inventarios de estas sustancias y su adecuado manejo (Navarro y col., 2018).
El manejo de los desechos peligrosos abarca las etapas siguientes: aplicación de estrategias de prevención de la generación en las fuentes de origen, generación, recolección, clasificación, transporte, almacenamiento, aprovechamiento económico (reciclaje, reuso), tratamiento y disposición final (Resolución 136, 2009).
El tipo de tratamiento a aplicar dependerá, entre otros factores, de las características y peligrosidad de los productos químicos, así como de la posibilidad de recuperación, reutilización o reciclado, que para ciertos productos resulta muy aconsejable (Santana y Velásquez, 2010).
El objetivo de este trabajo es disminuir los inventarios de PQOC en la industria petrolera a través de la aplicación de alternativas de manejo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la propuesta y aplicación de alternativas de manejo se realizó el análisis de las existencias de PQOC, atendiendo los principios de jerarquía en la gestión de residuos, que plantea como primera opción, después de la minimización de la generación, el aprovechamiento y valorización de los mismos (Benítez y col., 2013).
Se consideraron usuarios potenciales que fueran capaces de asimilar los mismos, priorizando siempre su utilización en la propia entidad, lo que se identifica como transferencia a terceros cuando sea a entidades externas y otros usos para el caso que ocurra internamente (Navarro y col., 2019).
Cada sustancia fue evaluada de forma particular para la aplicación de soluciones de tratamiento o eliminación final. Se consideró el tipo, cantidad, peligrosidad, características específicas y las condiciones técnicas disponibles para su manejo (CUPET, 2018). Se consideraron, además, los requisitos legales aplicables como la (Resolución 136, 2009) del CITMA, y la modificación de la licencia ambiental para la aplicación de las alternativas (Resolución 136, 2009).
2.1 Dilución
Para las sustancias que no presentaban características de peligrosidad definidas en la legislación vigente (NC 229, 2014) se aplicó el tratamiento de dilución, considerando que los beneficios obtenidos por la disminución del riesgo asociado al almacenamiento de estas sustancias, fueron superiores a los impactos negativos causados. En la selección de las sustancias a diluir se consideraron los cationes y aniones de baja toxicidad y residuos de laboratorio no peligrosos. Pueden verterse al drenaje soluciones acuosas que son fácilmente biodegradables, residuos que ya hayan sido desactivados por algún tratamiento y disoluciones de sustancias inorgánicas de baja toxicidad (Álvarez y col., 2003).
El procedimiento aplicado fue el siguiente:
Seleccionar las sustancias a diluir.
Verificar que existan las condiciones para realizar el proceso (disponibilidad de agua en el fregadero).
Realizar la operación lentamente y solo con un tipo de producto a la vez.
Verter el producto a diluir en el fregadero con la válvula de agua abierta.
Realizar monitoreo del vertimiento al alcantarillado antes y después de la dilución.
El muestreo de los residuales líquidos se realizó empleando la (NC 27, 2012) y los ensayos fueron realizados según las normas descritas en la Tabla 1.
Tabla 1 Métodos de ensayos utilizados en el procesamiento de las muestras
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Métodos de Ensayos | ISO 10523 | APHA 2510 | ISO 6060 | ISO 5815 | APHA 2540 | APHA 5520 | ISO 6439 | APHA 4500 |
Se realizó el análisis de Zn, Cd, Cu y Cr total, utilizando la espectroscopía de emisión atómica con fuente de plasma.
2.2 Neutralización
Se realizó la reacción entre un ácido y una base, donde se forma una sal y agua, basada en la hidrólisis en medio alcalino de los glicéridos o grasas naturales o de sus ácidos grasos. Cuando la reacción de neutralización tiene lugar entre un ácido orgánico y el hidróxido de sodio o potasio la reacción que ocurre es la saponificación y la sal obtenida se conoce como jabón (Bolaños, 2013). La reacción que ocurre es la siguiente (Ecuación 1):
() 1
ácido hidróxido sal agua
Para tales fines se utilizaron los ácidos palmítico, oleico, esteárico, láurico, así como hidróxidos de potasio y sodio, empleando el procedimiento siguiente:
Se pesan 100 g del ácido, se calienta al baño maría en caso que se encuentre en estado sólido. Se mezcla con 100 mL de una disolución de hidróxido al 20 % y se agita (Calderón, 2000). El ácido oleico se encuentra en estado líquido y la sal que se obtiene es el jabón líquido. En el caso de jabón duro, se vierte en los moldes, dejándose reposar 24 horas y si es jabón líquido se envasa en los recipientes destinados a ese fin.
2.3 Aprovechamiento energético
Se realiza para aquellas sustancias que por sus características presentan un potencial energético. Se previeron dos variantes: el vertimiento a una cisterna de residuos de hidrocarburos, los que se emplean posteriormente como combustible alternativo en entidades autorizadas, y la mezcla dosificada en pequeñas cantidades con el combustible del transporte automotor, para mejorar sus características.
Para ello se tiene en cuenta, según el criterio de expertos, que el número de carbonos fuese mayor que siete (7), lo que garantiza que la presión de vapor no sea elevada, ni el punto de inflamación bajo. Esto evita cualquier incidente que pudiera ocurrir al mezclarse con los productos.
2.4 Evaluación económica de las alternativas aplicadas
Se tuvieron en cuenta los gastos incurridos en la realización de las mismas, los que se describen a continuación:
Estabilización del lugar: se incurre en gastos de salario, medios de protección y electricidad para iluminación, ya que los materiales utilizados son desechos reciclados de otras actividades como cartón, envases, trapos, estantes, etc. Estos gastos tienen valores muy bajos.
Otros usos: se incurre en gastos de salario para la entrega de los productos químicos. Se consideran despreciables ya que se sustituyen los gastos por la compra de nuevos productos químicos.
Transferencia a otros usuarios: se incurre en gastos de salario para la entrega de los productos químicos y trasportación hacia la entidad receptora. Se consideran despreciables ya que se sustituyen los gastos por la compra de nuevos productos químicos.
Dilución: se incurre en gastos de salario, medios de protección, agua, electricidad y monitoreos.
Neutralización: se incurre en gastos de salario, medios de protección, productos químicos y electricidad. En esta alternativa se consideran los beneficios por la obtención de productos (jabón duro y líquido) en el proceso realizado.
Aprovechamiento energético: se incurre en gastos de salario, medios de protección y transportación del combustible alternativo a la entidad receptora. Se obtienen beneficios por la sustitución de combustible.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se aplicaron alternativas de manejo para la disminuir los inventarios de productos químicos ociosos y caducados.
3.1 Estabilización del lugar
Se realizó el reenvasado de productos, limpieza de derrames, envasado de materiales contaminados, organización de productos según compatibilidad y estados de agregación, etiquetado (en caso de deterioro de etiquetas), identificación de estantes y casillas, así como mejoramiento de las condiciones de almacenamiento.
Esta alternativa mejoró las condiciones de almacenamiento de dichas sustancias y aunque no disminuye los inventarios de las mismas, posibilita minimizar el riesgo de ocurrencia de eventos que pudieran ocasionar afectaciones a las personas y a los ecosistemas.
3.2 Otros usos
Los inventarios de las sustancias se divulgaron en la propia entidad, se identificaron otros usos, en diferentes laboratorios y se trasladaron a las áreas solicitantes para ser utilizadas.
El total de productos transferidos a otras áreas fueron de 67,8 kg y 18,7 L. Algunos de estos usos se relacionan con el montaje de nuevas técnicas de análisis, nuevas investigaciones, sustitución de productos químicos similares en ausencia de los mismos, así como el uso de algunos productos químicos como diluente de pinturas sintéticas y la limpieza de brochas.
3.3 Transferencia a otros usuarios
Se efectuó la entrega de productos químicos ociosos y caducados a otras entidades externas con potencial de empleo de los mismos. La cantidad total de productos transferidos fue 295,9 kg y 36,7 L.
3.4 Dilución
Se realizó como disposición final para sustancias que no presentaban ninguna de las características de peligrosidad definidas en la legislación (Figura 1), siguiendo el procedimiento descrito anteriormente.
Los resultados de los análisis realizados a las muestras de residuales líquidos tomadas antes y después de la dilución mostraron que la mayoría de los parámetros se encontraban dentro de los límites establecidos en la (NC 27, 2012) para el vertimiento al alcantarillado (Tabla 2), excepto en algunos casos, en los que los sólidos sedimentables y el fenol se encontraban ligeramente por encima de los valores límites. Estos fueron corregidos con disminución de la frecuencia de dilución de las sustancias relacionadas con estos parámetros e incrementando el flujo de agua, así como filtrando los productos sólidos.
Tabla 2 Resultados de los muestreos
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|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Antes dilución | 6,99 | 868 | 362,24 | 134,00 | 0,2 | 31,06 | < 0,02 | 3,8 |
| Después dilución | 6,61 | 748 | 684,32 | 300,50 | 12,40 | 49,30 | 5,31 | 4,06 |
| Después dilución | 6,90 | 904 | 699,50 | 298,00 | < 1 | 46,05 | 2,58 | 4,20 |
| LMPP(a) | 6-9 | <4000 | <700 | <300 | <10 | <50 | <5 | 5 |
(a)Límites máximos permisibles promedio para los parámetros de residuales líquidos (vertimiento en alcantarillado) según la clasificación del cuerpo receptor (NC 27, 2012).
En el caso de los análisis de los metales resultaron valores por debajo de los límites de vertimiento, según se establece en la norma. Las cantidades de productos químicos diluidos, ascendieron a 369,9 kg y 52,7 L.
3.5 Neutralización
Se realizó la saponificación, empleando los ácidos grasos palmítico, oleico, láurico y esteárico y con los hidróxidos, de potasio y sodio (Figura 2), obteniéndose jabón duro y líquido. El jabón duro es utilizado en el lavado de las manos de los trabajadores y el líquido en la limpieza de baños.
Las cantidades de productos químicos neutralizados fueron 2,6 kg y 5,1 L. Se obtuvieron 14 jabones de 42 g y 13 de 134 g, para un total de 990 g de jabón sólido. En el caso del jabón líquido se obtuvieron 42 frascos de 0,25 L que representan un total de 10,5 L.
3.6 Aprovechamiento energético
Se vertieron en la cisterna de residuos de hidrocarburos un total de 61,63 L de productos químicos que pueden contribuir energéticamente en la utilización como combustible de estos residuos en entidades autorizadas, como por ejemplo las fábricas de cemento.
Por otra parte, produce como beneficio la dilución del sedimento acumulado en la cisterna. Se emplearon además 17,41 L para dosificarlo al combustible diésel utilizado en el transporte automotor, lo que contribuyó al ahorro de este portador energético. La cantidad de productos químicos aprovechados energéticamente fue de 78,14 L.
3.7 Evaluación económica de las alternativas aplicadas
Los costos de las alternativas aplicadas (CAA) son bajos con respecto a los gastos que representan el almacenamiento de este tipo de sustancias durante un largo periodo. El costo de almacenamiento (CA) está compuesto por una parte variable (la cantidad de material y el tiempo) y una parte fija (alquiler del almacén, salarios del personal, seguro contra incendio y robo, maquinarias y equipos instalados, entre otros).
A esto, se suma el costo evitado (CE) por las consecuencias que pudiera ocasionar para las personas y el medio ambiente cualquier accidente con este tipo de productos, multas por incumplimiento de la legislación y gastos de enfrentamiento a emergencias (Ecuación 2 y Ecuación 3).
() 2
CO: Gastos de operación por el almacenamiento de PQOC (CUP)
CA: Costo de almacenamiento (CUP)
CE: Costo evitado (CUP)
Nota: 24 Pesos cubanos (CUP) = 1USD
() 3
CAA: Costo de aplicación de alternativas
CD: costos dilución
CN: costos neutralización
B: Beneficios económicos
Nota: las alternativas de transferencia a otros usuarios, otros usos y aprovechamiento energéticos no incurren en gastos significativos por lo que no fueron considerados.
Existen beneficios económicos (B) por la obtención de productos como el jabón, la no adquisición de nuevos productos químicos (más de 300 kg y 50 L) y la sustitución de combustible (78,14 L).
Los gastos de operación por el almacenamiento de PQOC son mayores que los costos de las alternativas de manejo por lo que es factible su aplicación.
