Tratamiento y disposicin final de residuos qumicos

UNJu, Escuela de Minas Dr. Horacio CarrilloMonografa:Tratamiento y disposicin final de residuos qumicos

01/06/2015Materia: Laboratorio de anlisis industrialesAlumno: Matas Agustn GarciaProfesor: Ing. Iriarte, J. R.

IntroduccinLa disposicin adecuada de residuos qumicos es esencial para la salud y seguridad de las personas de la comunidad circundante, as mismos, la legislacin ambiental define que el responsable del manejo de los residuos es el generador. Los riesgos ambientales y a la salud humana han generado grandes alertas por los efectos adversos que causaron los residuos qumicos al planeta.

A nivel mundial, en la conferencia Internacional de Ro de Janeiro de 1992 sobre la contaminacin de cuerpos acuferos, se impuso un tratamiento de alta prioridad para que se les diera un manejo adecuado.

Argentina posee distintas sanciones y o leyes relacionadas al tema, como la ley nacional 24.051, que expresa bajo sus artculos como se debe tratar y a qu sustancias se consideran como residuo qumico peligrosos, a efectos de la ley.Para poder hablar de residuos qumicos, y de su tratamiento y disposicin final, primero hay que saber que es un residuo; y adems como se clasifican los mismos (un tema a tocar en este texto).Un residuo es cualquier objeto, material, sustancia, elemento o producto que se encuentra en estado slido o semislido, o es un lquido o gas contenido en recipientes o depsitos, cuyo generador descarta, rechaza o entrega porque sus propiedades no permiten usarlo nuevamente en la actividad que lo gener o porque la legislacin o la normatividad vigente as lo estipula.

Monografambito legal:En la argentina, la ley n 24.051, relacionada con residuos qumicos, fue sancionada el 17 de diciembre de 1991. El articulo II de la misma expresa:Ser considerado peligroso, a los efectos de esta ley, todo residuo que pueda causar dao, directa o indirectamente, a seres vivos o contaminar el suelo, el agua, la atmsfera o el ambiente en general. En particular sern considerados peligrosos los residuos indicados en el Anexo I o que posean alguna de las caractersticas enumeradas en el Anexo II de esta ley. Las disposiciones de la presente sern tambin de aplicacin a aquellos residuos peligrosos que pudieren constituirse en insumos para otros procesos industriales. Quedan excluidos de los alcances de esta ley los residuos domiciliarios, los radiactivos y los derivados de las operaciones normales de los buques, los que se regirn por leyes especiales y convenios internacionales vigentes en la materia.La ley expresa como debera manipularse todos los residuos qumicos, y las responsabilidades penales que podra implicar su mal manejo.Para Buenos Aires, existe otra ley provincial que tambin se ocupa de este tema, es la ley provincial n25612 de Gestin integral de residuos industriales.Residuos QumicosTodas las sustancias, incluyendo los residuos pueden ser almacenadas, transportadas o manipuladas en forma segura si se conocen sus propiedades fsico-qumicas, sus peligros y las recomendaciones necesarias para trabajar con ellas, incluyendo el uso de lugares apropiados para su disposicin final y el equipo de proteccin personal adecuado. Sin embargo, no debe olvidarse que todas las sustancias pueden ser txicas o peligrosas bajo determinadas condiciones y dependiendo de su cantidad o concentracin.

Los residuos qumicos estn clasificados por la ley argentina ya mencionada, n24.051 (anexo 1). Existen otras clasificaciones usadas, como la normativa mexicana NON-052 SERMANAT-2005Clasificacin: (1) CORROSIVOS (C): Cuando una muestra representativa presenta cualquiera de las Propiedades: Son aquellas que en estado lquido acuoso y presenten un pH menor o igual a 2.0 o mayor o igual a 12.5.Es un slido que cuando se mezcla con agua destilada presenta un pH menor o igual a 2.0 o mayor o igual a 12.5 Es un lquido no acuoso capaz de corroer el acero al carbn, tipo SAE 1020, a una velocidad de 6.35 mm/ao, a una temperatura de 328 K (55C). REACTIVOS (R) Cuando una muestra representativa: Es un lquido o slido que despus de ponerse en contacto con el Aire se inflama en un tiempo menor a 5 min., sin que exista una fuente externa de ignicin. Cuando se pone en contacto con agua reacciona espontneamente y genera gases inflamables en una cantidad mayor a 1 lt/kg del residuo por hora. Posee en su constitucin cianuros o sulfuros liberables, cuando se expone a condiciones cidas. EXPLOSIVOS (E): Cuando tiene una constante de explosividad, mayor o igual al nitrobenceno. Es capaz de producir una reaccin o descomposicin detonante o explosiva a 25C y a 1.03 kg/cm de presin. TXICOS (T) por ejemplo: Arsnico 5.0 mg/l, Nquel 5.0 mg/l, Mercurio 0.2 mg/l, Plata 5.0mg/l, Cloroformo 6.0mg/l, Fenol 14.4 mg/l. INFLAMABLES (I): En solucin acuosa contiene ms del 24% de alcohol en volumen. Es lquido y tiene un punto de inflamacin inferior a 60C. No es lquido pero es capaz de provocar fuego por friccin, absorcin de humedad o cambios qumicos espontneos (a 25C y a 1.03 kg/cm). Se trata de gases comprimidos inflamables o agentes oxidantes que estimulan la combustin.

Tratamiento residuos qumicos en forma generalizadaDe acuerdo con el programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) y las ISWA lo ms importante, y que se debe realizar primero, es la prevencin de estos desechos, mediantes prcticas de mejoramiento continuo para evitar, reciclar y reutilizar los desechos. Una vez realizadas todas las acciones para lograr lo anterior si todava se tienen desechos es importante tratar y disponer adecuadamente los residuos. En el anexo 2 se encuentra un grfico dnde indica la jerarqua de las acciones a realizar.No se deben tratar junto con los residuos infecciosos, porque el tratamiento de los nombrados no interfiere en el de los residuos qumicos peligrosos.Nunca deben enviarse a rellenos sanitarios, si estos residuos pueden perjudicar la salud humana y el medio ambiente. Si son lquidos y cumplen con las directrices establecidas por organismos controladores, pueden disponerse por la red de alcantarillado domstico.En laboratorios, es de mucha importancia que todo el personal tenga conocimiento del sistema de manejo de residuos para darle un apoyo continuo. La cantidad de residuos generados depende del tamao del laboratorio y de las operaciones a realizar en el mismo. Las acciones sucesivas para el tratamiento de residuos qumicos (anexo 2) se describen a continuacin:1. Evitar: Se quiere eliminar la mayor cantidad de residuos posibles y la circulacin y/o almacenamiento de sustancias que podran transformarse en residuos qumicos en un cierto perodo. Se debe rechazar la compra de reactivos innecesarios, la realizacin de experimentos sin provecho alguno, y evadir la utilizacin de reactivos txicos reemplazndolos por otros menos txicos2. Reducir: se logra utilizando esquemas preventivos. Se pueden aplicar procesos de produccin ms limpios (P+L), se debe evitar trabajar con excesos y se pretende eliminar los residuos desde el inicio. Tambin se merma las cantidades de reactivos a utilizar.3. Reutilizacin y reciclaje: tiene que haber un volumen menor de residuos que en los niveles anteriores. Se debe separar, para la recuperacin disolventes, slidos impuros, de todo lo que se pueda reutilizar. El costo-beneficio de los materiales reciclados resulta importante para determinar si la pureza a la cual se quieren utilizar los reactivos se compensa con ese proceso. Se buscan acciones donde el material se aproveche ms cerca de su uso original, con ventajas ambientales y econmicas.4. Tratar: se vuelve necesario para evitar los efectos nocivos para el hombre y la naturaleza. Si en los niveles anteriores se reduce la cantidad que llega a ser tratada, se reduce sustancialmente los costos de esta operacin de desactivacin qumica.Para cada residuo qumico, hay un tratamiento especfico sugerido. En la mayora de los casos se trata de una desactivacin (neutralizacin de las sustancias). A continuacin, algunos tratamientos para la eliminacin de los reactivos ms utilizados en laboratorios universitarios y de estudio. Para el cido sulfrico: Diluir con precaucin el residuo con agua fra. Neutralizar con una solucin de NaoH al 5% o Na2Co3. Desechar al drenaje con abundante agua. Para el nitrato de Plata: Se lleva a pH cido (pH 2) Se agrega cido clorhdrico o cloruro de sodio para precipitar la Plata como AgCl. Se filtra el precipitado. El slido se manda a confinamiento con la empresa autorizada y el lquido se neutraliza y se desecha al drenaje con abundante agua. Aldehdos: Con agitacin constante y lentamente aadir al aldehdo (aproximadamente 10 ml de agua por cada ml de aldehdo) en un exceso de blanqueador comercial (25 ml de blanqueador por cada 1 ml de formaldehdo). Agitar por 20 minutos, despus verter la solucin en el drenaje. cidos inorgnicos, sales cidas y soluciones cidas: se debe diluir con agua y neutralizar hasta un pH con valor cercano a 7 con una solucin de hidrxido de sodio. Los cidos o soluciones cidas derramadas se cubren con bicarbonato de sodio; finalizada la reaccin disolver en agua. cidos orgnicos: neutralizar o incinerar en pequeas dosis en vitrina con buen tiro de aire y mximas precauciones.5. Eliminar: Se debe eliminar la menor cantidad posible, siguiendo todos los pasos anteriores para lograr el objetivo de la menor cantidad de residuo a desechar.Tratamiento de aguas residualesSabiendo que las aguas para consumo humano deben ser tratadas, las aguas residuales deben tratarse con mucha ms razn. Estas aguas son resultado de las necesidades humanas, ya sean tanto domsticas, agrcolas como industriales, y pueden resultar perjudiciales para la salud humana y la de la fauna donde se pudiera desechar. Existen cuatro componentes de agua residual domstica: 1) agua residual de usuarios domsticos, comerciales e industriales; 2) escorrenta de aguas pluviales; 3) infiltracin y, 4) afluencia. Se puede calcular los microorganismos patgenos de las mismas mediante la demanda biolgica de oxgeno (DMO), parmetro que tambin sirve para una medicin de cantidad de materia orgnica presente en el agua pre y post tratamiento de las mismas.Las aguas residuales industriales varan en cantidad, composicin y fuerza, dependiendo de la fuente industrial especifica. La Agencia de Proteccin Ambiental (EPA) ha identificado 129 contaminantes prioritarios. Los desechos industriales incluyen contaminantes convencionales encontrados en aguas residuales domesticas pero tambin pueden contener metales pesados, materiales radioactivos y orgnicos refractarios. Las industrias pueden elegir tratar su desecho en sitio, siguiendo los lineamientos especficos para el mejor tratamiento disponible y lineamientos efluentes para los contaminantes prioritarios. Tambin pueden elegir enviar sus residuos a alcantarillas hacia una planta municipal de tratamiento de aguas residuales, despus de primero proporcionar pre-tratamiento para proteger la operacin de la planta de tratamiento municipal y evitar la descarga de contaminantes de paso. (2)Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan gran variedad de mtodos para remover los contaminantes. Los ms comunes son una combinacin de mtodos fsicos, qumicos y biolgicos. Existen tres niveles de tratamiento de aguas residuales en las plantas: primario, secundario y terciario. El tratamiento primario es el primer paso que involucra tratamientos fsicos como la filtracin y la sedimentacin que se utilizan para remover slidos de gran tamao. El tratamiento secundario utiliza microorganismos para llevar a cabo la digestin de la materia orgnica y eliminar este tipo de residuos. (3). Tambin existe un tratamiento previo a estos tres.En el pre-tratamiento o tratamiento preliminar, se prepara las aguas residuales para que reciban ms tratamientos. Es utilizado para eliminar restos flotantes, arenilla y eliminar la espuma aceitosa que posee. Estos nombrados pueden inhibir y daar el equipo, razn por la que se deben excluir. Se utilizan tanques ecualizadores para balancear los flujos o la carga orgnica que pudiera tener el agua residual. Adems, los efluentes industriales podran necesitar ademn un pretratamiento fsico-qumico para eliminar los qumicos potencialmente txicos o perjudiciales, como el amonio-nitrgeno (que se extrae con aire), los cidos o las bases (que se neutralizan, tema ya tocado en la monografa), los metales pesados (separados mediante un proceso REDOX y de precipitacin) o aceites (Exentos mediante flotacin de aire disuelto).Algunos procesos del tratamiento primario son: Filtracin: Los bastidores de barrera (barras o rodillos paralelos de 20-150 mm) y los filtros de barrera (placas o mallas perforadas de 10 mm o menos) retienen los slidos gruesos (objetos grandes, harapos, papel, botellas de plstico, etc.) presentes en el agua residual, previniendo el dao a la tubera y al equipo mecnico que sigue este paso del tratamiento (figura 11.5 anexo 3). Se limpian a mano en algunas plantas ms viejas y ms pequeas, pero la mayora estn equipadas con rastrillos limpiadores automticos. Tpicamente se dispone de las filtraciones envindolas a rellenos sanitarios o a incineracin. Como una alternativa a los filtros, algunas plantas utilizan un pulverizador, el cual muele (pulveriza) los slidos gruesos sin removerlos del flujo de aguas residuales. Esta reduccin en tamao hace que el slido sea ms fcil de tratar en operaciones subsecuentes que emplean el asentamiento.Los pulverizadores eliminan los desechos slidos removidos durante la filtracin (2) Tanques desarenadores: La arenilla consiste de materiales de partculas en el agua residual que tienen gravedades especficas de aproximadamente 2.65 y temperatura de 15.5 C. Las partculas con gravedades especficas entre 1.3 y 2.7 tambin se han removido con base en los datos de campo. La arenilla puede consistir de arena inorgnica o grava, cascarones de huevo, fragmentos de hueso, piezas y semillas de frutas y vegetales y granos de caf. La arenilla es principalmente removida para prevenir la abrasin de la tubera y el equipo mecnico. Durante la eliminacin de arenilla algunos materiales orgnicos se remueven junto con la arenilla. El equipo de lavado de arenilla se aade algunas veces para remover materiales orgnicos y regresarlos al agua residual. Para los sistemas de flujo horizontal, la arenilla es removida a travs de la sedimentacin por gravedad (utilizando la ley de Stokes o la ley de Newton). En un tanque desarenador aireado, el aire es introducido a travs de un lado del tanque, lo cual proporciona un patrn de flujo helicoidal del agua residual a travs de la cmara, habilitando a la arenilla para asentarse mientras se conserva el material orgnico ms pequeo suspendido en el agua residual. El tanque desarenado aireado tiene la ventaja aadida de que conserva el agua residual fresca al aadirle oxgeno al agua residual. En un tanque desarenador de vrtice, el agua residual entra y sale tangencialmente, creando un patrn de flujo de vrtice en donde la arenilla se asienta en el fondo del tanque. (2)

En el Tratamiento primario se busca eliminar el exceso de slidos que no se fueron mediante el pretratamiento, (segn cada autor de libros referidos al tema, el pretratamiento podra incluso abarcar parte del tratamiento primario). Se pueden usar la gravedad para lograr el asentamiento de los mismos en tanques de pretratamiento (imagen anexo 4).

El Tratamiento secundario, los procesos ms utilizados pueden ser las lagunas aireadas, filtros de lodos activados y contactores biolgicos rotatorios (para bacterias tanto aerobias como anaerobias).De los tratamientos de aguas se obtienen como productos secundarios los lodos residuales. El manejo de estos lodos y su disposicin es un problema grave que tiende a incrementarse dado que vara considerablemente su composicin. Algunos se encuentran libres de sustancias txicas y pueden ser utilizados como abono para el suelo, otros contienen altas concentraciones de materia orgnica, inorgnica, contaminantes txicos y organismos patgenos, por lo que resulta difcil su disposicin final.Un enfoque para el tratamiento biolgico son los reactores de crecimiento suspendidos mediante el lodo activado, que es el sistema de tratamiento biolgico de mayor uso. Consiste en hacer pasar el efluente de agua hacia un tanque de aireacin en donde se mezcla con una masa diversa de microorganismos, llamada licor mezclado. Se clarifica en un clarificar primario y luego es llevado a uno secundario (donde luego se llevara a la etapa de desinfeccin). En el fondo del clarificador secundario, los microorganismos quedan sin fuente de alimento (en un lodo). Luego el remanente de lodo se remueve del sistema y se procesa para su desecho. En el Tratamiento terciario se termina de procesar el agua para que quede apta para cualquier uso y calificada como agua potable o utilizable para el uso agrcola.

Conclusin: La clasificacin de residuos qumicos permite saber de antemano cmo se comportar cierto reactivo o sustancia (por que ya se la ha estudiado) y por consiguiente, las precauciones y tratamientos necesarios para cada qumico especfico. Las acciones sucesivas para el tratamiento de residuos qumicos busca minimizar al mximo los efectos de los qumicos, y evitar su eliminacin o desecho en primera instancia. Ayuda a disminuir los peligros que poseern las aguas residuales y tambin a mermar los costos del tratamiento de las mismas (en caso de que se descarten a la red de alcantarillado); y tambin los residuos txicos que poseern los rellenos sanitarios. Siempre se busca la mnima eliminacin de los recursos, siendo este paso la ltima instancia y la que menos se buscar en el proceso. El tratamiento de aguas residuales es de vital importancia, ya que las mismas pueden afectar a la salud de las personas, de la fauna y promover el deterioro del medioambiente si posee sustancias qumicas nocivas. Su tratamiento puede ser, dependiendo del caso, para que se vuelva agua potable, o agua para riego agrcola (el segundo es el uso de la mayor cantidad de, no solo residuales, de la provincia de Jujuy). Para ello se requieren plantas que realicen una secuencia de procedimientos para lograr el objetivo de purificar el agua. Existen diferentes operaciones unitarias, mecanismos y maquinarias para el tratamiento de aguas residuales, que est dado en un proceso de tres etapas: el Tratamiento Primario, el Secundario y el Terciario.

Bibliografa: (1)Manual para el manejo de residuos peligrosos del tipo qumico (creti), Instituto nacional Mexicano de perinatologa Isidro Espinosa de los Reyes, Junio 2011 (2)Ingeniera Ambiental, Fundamentos Sustentabilidad, Diseo, J.R. Mihelcic y J.B. Zimmerman, Editorial Alfaomega, primera edicin, Mxico, octubre 2011 (3)Introduccin a la Ingeniera Ambiental, J. Arellano Daz, Ed. Alfaomega, primera edicin, Mxico D.F, 2012. http://infoleg.mecon.gov.ar/infolegInternet/anexos/0-4999/450/texact.htm ley argentina n24.051: residuos peligrosos sancionada el 17 de diciembre de 1991 y promulgada de hecho en Enero 8 de 1992. http://www.aguascalientes.gob.mx/PROESPA/pdf/NOM-SEMARNAT-052%20RESIDUOS%20PELIGROSOS.pdf norma oficial mexicana NOM-052-SEMARNAT-2005, Que establece las caractersticas, el procedimiento de identificacin, clasificacin y los listados de los residuos peligrosos Instructivo de manejo de los residuos qumicos, Universidad de Costa Rica, Ariel Alfaro Vargas. Manual de procedimientos para el manejo, tratamiento y disposicin dinal de los residuos qumicos, Instituto de fisiologa celular, Universidad nacional autnoma de Mxico, 2013. Manual de gestin de residuos especiales de la universidad de Barcelona, Diaz. Manual para el manejo de los residuos qumicos y peligrosos en la universidad pedaggica nacional, Universidad Pedaggica Nacional, Bogot D.C. 2009 Organizacin panamericana de la salud CONTROL DE RIESGOS SANITARIOS Y GESTIN ADECUADA DE RESIDUOS DE ESTABLECIMIENTOS DE ATENCIN DE SALUD. Qumica Ambiental, Baird Colin, editorial reverte, 2001.

Anexo 1CATEGORIAS SOMETIDAS A CONTROL NACIONAL (Clasificacin de residuos qumicos peligrosos para la legislacin de nuestro pas)Corrientes de desechosY1 Desechos clnicos resultantes de la atencin mdica prestada en hospitales, centros mdicos y clnicas para salud humana y animal. Y2 Desechos resultantes de la produccin y preparacin de productos farmacuticos. Y3 Desechos de medicamentos y productos farmacuticos para la salud humana y animal. Y4 Desechos resultantes de la produccin, la preparacin y utilizacin de biocidas y productos fitosanitarios. Y5 Desechos resultantes de la fabricacin, preparacin y utilizacin de productos qumicos para la preservacin de la madera. Y6 Desechos resultantes de la produccin, la preparacin y la utilizacin de disolventes orgnicos. Y7 Desechos que contengan cianuros, resultantes del tratamiento trmico y las operaciones de temple. Y8 Desechos de aceites minerales no aptos para el uso a que estaban destinados. Y9 Mezclas y emulsiones de desecho de aceite y agua o de hidrocarburos y agua. Y10 Sustancias y artculos de desecho que contengan o estn contaminados por bifenilos policlorados (PCB), trifenilos policlorados (PCT) o bifenilos polibromados (PBB). Y11 Residuos alquitranados resultantes de la refinacin, destilacin o cualquier otro tratamiento piroltico. Y12 Desechos resultantes de la produccin, preparacin y utilizacin de tintas, colorantes, pigmentos, pinturas, lacas o barnices. Y13 Desechos resultantes de la produccin, preparacin y utilizacin de resinas, ltex, plastificantes o colas y adhesivos. Y14 Sustancias qumicas de desecho, no identificadas o nuevas, resultantes de la investigacin y el desarrollo o de las actividades de enseanza y cuyos efectos en el ser humano o el medio ambiente no se conozcan. Y15 Desechos de carcter explosivo que no estn sometidos a una legislacin diferente. Y16 Desechos resultantes de la produccin, preparacin y utilizacin de productos qumicos y materiales para fines fotogrficos. Y17 Desechos resultantes del tratamiento de superficies de metales y plsticos. Y18 Residuos resultantes de las operaciones de eliminacin de desechos industriales. Desechos que tengan como constituyenteY19 Metales carbonilos. Y20 Berilio, compuesto de berilio. Y21 Compuestos de cromo hexavalente. Y22 Compuestos de cobre. Y23 Compuestos de zinc. Y24 Arsnico, compuestos de arsnico. Y25 Selenio, compuestos de selenio. Y26 Cadmio, compuestos de cadmio. Y27 Antimonio, compuestos de antimonio. Y28 Telurio, compuestos de telurio. Y29 Mercurio, compuestos de mercurio. Y30 Talio, compuestos de talio. Y31 Plomo, compuestos de plomo. Y32 Compuestos inorgnicos de flor, con exclusin de fluoruro clcico. Y33 Cianuros inorgnicos. Y34 Soluciones cidas o cidos en forma slida. Y35 Soluciones bsicas o bases en forma slida. Y36 Asbestos (polvo y fibras). Y37 Compuestos orgnicos de fsforo. Y38 Cianuros orgnicos. Y39 Fenoles, compuestos fenlicos, con inclusin de clorofenoles. Y40 Eteres. Y41 Solventes orgnicos halogenados. Y42 Disolventes orgnicos, con exclusin de disolventes halogenados. Y43 Cualquier sustancia del grupo de los dibenzofuranos policlorados. Y44 Cualquier sustancia del grupo de las dibenzoparadioxinas policloradas. Y45 Compuestos organohalogenados, que no sean las sustancias mencionadas en el presente anexo (por ejemplo, Y39, Y41, Y42, Y43, Y44). Y 48 Todos los materiales y/o elementos diversos contaminados con alguno o algunos de los residuos peligrosos identificados en el Anexo I o que presenten alguna o algunas de las caractersticas peligrosas enumeradas en el Anexo II de la Ley de Residuos Peligrosos cuyo destino sea o deba ser una Operacin de Eliminacin segn el Anexo III de la citada ley. A los efectos de la presente norma, se considerarn, en forma no excluyente, materiales diversos y/o elementos diversos contaminados, a los envases, contenedores y/o recipientes en general, tanques, silos, trapos, tierras, filtros, artculos y/o prendas de vestir de uso sanitario y/o industrial y/o de hotelera hospitalaria cuyo destino sea o deba ser una Operacin de Eliminacin de las previstas en el Anexo III de la presente Ley. (Categora incorporada por art. 1 de la Resolucin N 897/2002 de la Secretara de Ambiente y Desarrollo Sustentable B.O. 2/9/2002, texto segn art. 1 de la Resolucin N 830/2008 de la Secretara de Ambiente y Desarrollo Sustentable B.O. 30/7/2008).Anexo 2

Jerarqua de la gestin integral de desechos peligrosos

Anexo 3

Anexo 4