valores pérmisibles de emisiones

TEMA EMISIONES AL AIRE DE FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓNTEMA EMISIONES AL AIRE DE FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN

INTRODUCCIÓN

EMISIONES DE G.E.I.

PLAN NACIONAL DE ASIGNACIONES U.E.

LOS CONTAMINANTES

NIVELES

METODOLOGÍA

NORMATIVANORMATIVA

Dpto. INGENIERÍA ENERGÉTICA Y FLUIDOMECÁNICA

E.T.S. de INGENIEROS INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID

TECNOLOGÍA DE LA COMBUSTIÓN 1

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Legislación reciente y con un proceso evolutivo acelerado.

Se considera un problema universal no sólo de núcleos urbanos.

L l i l ió bl l i i i d ióLa legislación establece los siguientes instrumentos de actuación.

De carácter preventivo: regula la actividad potencialmente contaminante.

De carácter de control: inspección de los niveles de emisiones de las actividades yi il ivigilancia.

De potestad sancionadora: incluye sanciones en función de la infracción a la normativa.

De restauración: Incluye actuaciones en zonas declaradas de protección especial y det ó f t i datmósferas contaminadas.

En una combustión hay que tener en cuenta tres aspectos:

La eficiencia de combustión o rendimiento.

La emisión de Gases de Efecto Invernadero. (GEI)

La emisión de contaminantes.





GASES DE EFECTO INVERNADEROGASES DE EFECTO INVERNADERO

Recibe del sol 161 w/m2

Efecto invernadero 333 w/m2

Emisión de la tierra 493 w/m2

Absorción 0,9 w/m2





G d f t i d GEI (Dió id d b t ó id itGases de efecto invernadero GEI (Dióxido de carbono, metano, óxido nitroso,fluorcarbonados, Hexafluoruro de azufre, ozono, humedad ambiente)




TECNOLOGÍA DE LA COMBUSTIÓN

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1997 Kioto (Japón)Compromiso Legalmente Vinculante

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20051998 1999 2000 2001 2001 2002 2003 2004

PROTOCOLO DE KIOTOPROTOCOLO DE KIOTO • 1997 se estableció el protocolo de Kioto, firmado por 160 países.• 2005 es ratificado por 129 países, que representan más del 55% de las emisionesemisiones





DISTRIBUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GEI EN EL MUNDODISTRIBUCIÓN DE LAS EMISIONES DE GEI EN EL MUNDO

Emisiones de CO2 por países

UE16%

Otros

2 p p

Otros34%

USA24%

China+India+Brasil

Rusia6%

China+India+Brasil20%

La UE sólo representa un 16% de las emisiones globales de CO2





p g 2

COMPROMISO CUANTIFICADO DE REDUCCIÓNCOMPROMISO CUANTIFICADO DE REDUCCIÓN





EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO

Fuentes de energía primaria (χ)

Obtención del combustible (η0)Energía

i i

Descarbonización (δ)

Obtención del combustible (η0)primaria

Almacenamiento en forma condensada

Conversión a Calor, frío o electricidad (η1) Secuestro de

gases (σ)Transporte, almacenamiento y distribución

(η2)Energía secundaria

Ahorro y eficiencia en el uso

Conversión final (η3)Energía final

Masa de CO2 por unidad de masa del combustible Retirada de carbón de las emisiones

)1(*)1(* σδχμ −−=

Eficiencias de la transformación




TECNOLOGÍA DE LA COMBUSTIÓN3210 ****... ηηηη

μICP

PLAN NACIONAL DE ASIGNACIONES U.E.

Emisiones de CO2 de la UE por sectores

S t di ti

Otros18%

Sector eléctrico

Cemento

Refino de petróleo

A i

Sectores directiva38%

Residencial5%

Refino de petróleo

Cogeneración

Siderurgia

Papel y cartónAgricultura

12%

p y

Teja y ladrillo

Cal

Vidrio

Transporte27%

Azulejos y baldosa

Fritas

Instalaciones mixtas

Los sectores incluidos en la Directiva sólo representan un 38% de las emisiones de la UE





PLAN NACIONAL DE ASIGNACIONES DE ESPAÑA

SECTOR INDUSTRIAL Número de instalaciones

Total asignado (Miles tn CO2)

%

PLAN NACIONAL DE ASIGNACIONES DE ESPAÑA

( 2)Sector eléctrico 204 86.400 49,5Cemento 35 27.535 15,8Refino de Petróleo 13 15.250 8,7,Cogeneración 165 12.602 7,2Siderurgia 28 11.230 6,4Papel y cartón 114 5 288 3 0ape y ca tó 114 5.288 3,0Tejas y ladrillo 289 6.744 3,9Cal 25 2.456 1,4Vidrio 37 2 244 1 3Vidrio 37 2.244 1,3Azulejos y baldosa 22 875 0,5Fritas 22 677 0,4I t l i i tInstalaciones mixtas 3 3.263 1,9TOTAL 957 174.564 100,0





• Emisiones asociadas al país:Emisiones asociadas al país:Plan Nacional Español de Reducción de Emisiones de las grandes instalaciones de combustiónexistentes (en adelante “PNRE-GIC”), elaborado de acuerdo con lo establecido en la Directiva GIC ysegún la Recomendación 2003/47/CE, de 15 de enero de 2003, de la Comisión Europea.

PNRE-GIC, para el período 2008-2015.





E i i i d i t l ió•Emisiones asociadas a una instalación





LOS CONTAMINANTES





SO2 (dióxido de azufre)Características Fuentes emisoras antropogénicas

G i l d l f t R fi í d t ól• Gas incoloro de olor fuerte ysofocante

• En una atmósfera húmeda setransforma en ácido sulfúrico y causal d i ió á id

• Refinerías de petróleo• Transporte: principalmente vehículos

de gasoil• Centrales térmicas

la deposición ácida• A partir de concentraciones >0.1 ppm

se produce una importante reducciónde la visibilidad

• Combustión de carburantes: líquidos ysólidos

• Cementeras

NO2 (dióxido de nitrógeno)Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Gas de color amarronado y de olor • Transporteyirritante

• Tóxico en altas concentraciones• Interviene en la formación de la

niebla fotoquímica

p• Centrales térmicas• Combustión de carburantes: gas

natural, líquidos y sólidos• Incineradorasniebla fotoquímica • Incineradoras• Cementeras• Fábricas de cristal• Refinerías





O3 (ozono) Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Gas incoloro y de olor agradable • Es un contaminante secundario es• Gas incoloro y de olor agradable• Muy oxidante y irritante

• Es un contaminante secundario, es decir, no se emite por ningún foco

• De origen fotoquímico, es decir, se forma por la acción de la luz solar y en presencia de óxidos de nitrógeno ypresencia de óxidos de nitrógeno y hidrocarburos

H2S (sulfuro de hidrógeno)Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Gas incoloro y con fuerte olor (olor ahuevos podridos)Lí it lf tibl b j ( ti d 2

• Fabricación de pasta de papel• Refinerías

• Límite olfatible muy bajo (a partir de 2ppb)

• Tóxico en altas concentraciones y enexposiciones cortas de tiempo

• Industria de curtidos• Depuradoras de aguas residuales





CO (monóxido de carbono)Características Fuentes emisoras antropogénicas

G i d i l T t i i l t hí l• Gas inodoro y incoloro• Tóxico en altas concentraciones y en

exposiciones cortas de tiempo• Gran indicador del tránsito

• Transporte: principalmente vehículosde gasolina

• Centrales térmicas• Combustión de carburantes: gasg

natural, líquidos y sólidos• Incineradoras• Cremaciones agrícolas• Refinerías• Refinerías• Cementeras• Fábricas de cristal y de cerámica

Pb ( l )Pb (plomo)Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Metal pesado, sólido, que queda ensuspensión con las partículas

• Vehículos de gasolina• Fundiciones de recuperación de plomosuspensión con las partículas

• Tóxico en altas concentraciones• Indicador del tránsito de vehículos

ligeros (gasolina)

• Fundiciones de recuperación de plomo• Fábricas de cerámica





PST (partículas totales en suspensión)Características Fuentes emisoras antropogénicas

M t i ió l i C t l Té i• Materia en suspensión en el aire• ST: partículas de diámetro <30µm• PM10: partículas de diámetro <10µm• FN (humos negros): partículas de

• Centrales Térmicas• Fundiciones• Procesos de molturación• Incineradoras( g ) p

diámetro <1µm • Plantas asfálticas• Fábricas de cristal• Fábricas de cerámica

C b tió d b t lí id• Combustión de carburantes: líquidos ysólidos

• Transporte: principalmente vehículosde gasolina

• Cementeras y minerías• Extracción de áridos• Cremaciones agrícolas• RefineríasRefinerías





HCT (hidrocarburos totales)Características Fuentes emisoras antropogénicas

F ili d t f d E i b ti d• Familia de compuestos formados porhidrógeno y carbono

• Intervienen en la formación de laniebla fotoquímica

• Evaporaciones y combustiones demateria orgánica

• Transporte• Fabricación de pinturas

• Combinados con otros elementos,provocan problemas de malos olores

• También denominados VOC(Compuestos Orgánicos Volátiles)

• Pérdidas en procesos industriales• Refinerías• Industria química

D d d id l• Depuradoras de aguas residuales• Industria de curtidos• Industria que utiliza disolventes

Cl2 (cloro)Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Gas de color amarillo-verdoso y de • Petroquímicasyolor sofocante

• Tóxico en altas concentraciones

q• Industria química





HCl (cloruro de hidrógeno)Características Fuentes emisoras antropogénicas

• Gas incoloro de olor intensa y irritante • Petroquímicas• Industria química• Procesos de limpieza y decapado de

metalesmetales• Incineradoras

Metales pesadosCaracterísticas Fuentes emisoras antropogénicas

• Sólidos que quedan en suspensióncon las partículas

• Fábricas de cristalcon las partículas

• Presentan diversa toxicidaddependiendo del metal

• Fundiciones• Incineradoras





NIVELES Límites máximos permitidos de emisiones al aire para fuentes fijas deNIVELES Límites máximos permitidos de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión en operación

Contaminantes emitidos

Contaminantes utilizado

Valor Unidades [1]

Partículas totales Sólido Líquido Gaseoso

1001 1502

100 503

mg/Nm3

mg/Nm3

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Óxidos de Nitrógeno Sólido 500 mg/Nm3gLíquido Gaseoso

6504 4505

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mg/Nm3 Dióxido de Azufre Sólido

Líquido 1.650 4300620007

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Gaseoso 7008

35 mg/Nm3

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[1] mg/Nm3 miligramo por metro cúbico de gas, en condiciones normales, 1,013 mbar y 0º C, en base seca y corregidos a 7% deoxígeno.

1 Potencia térmica mayor de 5MWt.

2 Potencia térmica menor a 5MWt.

3 Instalaciones que utilicen gases procedentes de procesos industriales.

4 Fuel.

5 Gasóleo.

6 Fuel pesado

7 Fuel BIA

8 Gasóleo





8 Gasóleo

NIVELES Límites máximos permitidos de emisiones al aire para fuentes fijas deNIVELES Límites máximos permitidos de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión en operación

Contaminantes emitidos

Contaminantes utilizado

Valor Unidades [1]

CO Sólido Líquido Gaseoso

250

350 100

mg/Nm3

mg/Nm3

mg/Nm3

Opacidad Sólido 1001

1 2mg/Nm3

3(Bacharach) LíquidoGaseoso

4122

mg/Nm3

mg/Nm3

[1] mg/Nm3 miligramo por metro cúbico de gas, en condiciones normales, 1,013 mbar y 0º C, en base seca y corregidos a 7% deoxígeno.

1 Potencia térmica mayor de 5MWt.

2 Potencia térmica menor a 5MWt.





Valores de incremento de concentración de contaminantes comunes, a nivel del suelo para definición de contaminantes significativos [1]

Contaminación/periodo de tiempo Criterio de Significación,expresado en microgramos pormetro cúbico de aire

Óxidos de Nitrógeno NOXÓxidos de Nitrógeno NOXAnual 1,0

Dióxido de Azufre SO2Anual

24 - Horas1,05,024 Horas

3 – Horas5,025,0

PartículasAnual

24 H1,05 024 - Horas 5,0

[1] Todos los valores de concentración expresados por metro cubico de aire, en condiciones de 25ºC 1 013 b25ºC y 1.013 mbar.





METODOLOGÍAMETODOLOGÍA

B) Fuentes fijas de combustión no significativas de emisiones al aire: aquellas que utilizancombustibles fósiles sólidos, gaseosos, o cualquiera de sus combinaciones, y cuya potencia calorífica seamenor a 3 x 106 W.

Demostraran cumplimiento con la normativa mediante alguno de los siguientes métodos:

El registro interno y disponible ante la Entidad Ambiental de Control de acuerdo al programag y p p gestablecido por el operador o propietario de la fuente o recomendado por el fabricante del equipo.

Resultado de análisis de características físicas y químicas del combustible utilizado, en particular delazufre y nitrógeno en el mismo.

La presentación de certificados por parte del fabricante del equipo de combustión en cuanto a tasaesperada de emisiones, en base s las características del combustible utilizado.

Inspección del nivel de opacidad de los gases de escape de la fuente.

Uso de altura de chimenea recomendada por la práctica.

Otros que se llegaren a establecer.

El operador o propietario deberá mantener los debidos registros o certificados, a fin de reportarlos a laEntidad Ambiental de Control con una frecuencia de una vez por año.





A) Fuente fija de combustión significativa de emisiones al aire: aquellas que utilizan combustibles fósilessólidos, gaseosos, o cualquiera de sus combinaciones, y cuya potencia calorífica sea igual o superior a 3 x106 W.

REGISTRO DE FOCOS CONTAMINANTES A LA ATMOSFERAREGISTRO DE FOCOS CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA

Libro para instalaciones de combustión Muestreo y controles períodicos





Tipo de combustible Contenido máx. en azufre (% en peso) Referencia

normativa Potencia calorífica inferior

Gas natural 0 9 500 11 000

Datos de la instalación

Gas natural 0 --- 9.500-11.000 Kcal/m3(*)

Fuel oil nº 1 1 Real Decreto 1088/2010 de 3 de

9.500 Kcal/Kg

Datos del combustible

1088/2010, de 3 de septiembre

Fuel nº2 1 Real Decreto 1088/2010, de 3 de septiembre

9.500 Kcal/Kg

Datos del combustible pGasóleo -C 1000 (mg/kg) Real Decreto

1088/2010, de 3 de septiembre

--------

(*) Según norma UNE 9-205-87





SITIO DE MUESTREO

Mínimo A: 3 Ø Óptimo A: 8 Ø B: 2 Ø B: 2 Ø

B:5 Ø cuando la chimenea descargue directamente a la atmósfera





Tip o de chim enea N úm ero d e orific io sC him eneas c irculares co n ∅ > 35 cmC him eneas co n u n ∅ in terior 2 m

2 (s ituados pe rpend icu larm en te)4 (O puestos d iam etra lm ente)C him eneas co n u n ∅ in terior 2 m

C him eneas rectan g ulares ycu adradas

4 (O puestos d iam etra lm ente)C onsulta r la no rm a U N E 77223





DIMENSIONES DE LA PLATAFORMA:

• La plataforma tendrá una área mínima de 5 m2 y una amplitud mínima de 1,2 m.

• En el caso que 2,5 m < exterior < 4m, la plataforma tendrá que ser ampliada (figura 4) a una amplitud mínima Ip= 1,8 m sobre una anchura mínima de 1 m. delante de la boca de muestreo.





1. Cada foco integrado en la red de emisiones dispone de analizadores en continuo que registran el ónivel de emisión de un determinado contaminante en tiempo real

2. Los datos que proporcionan estos analizadores pasan simultáneamente al centro de control de la empresa y al centro de control del Departamento de Medio Ambiente (estación remota), donde quedan almacenadasquedan almacenadas.

3. Desde el Departamento de Medio Ambiente se contacta (vía modem o vía radio) con la estación remota de cada una de las empresas integradas en la red de emisiones. Esto permite disponer de los datos de emisión de este foco en tiempo real.

4. Los datos de emisión son validados diariamente y almacenados, de manera que se puede estudiar la evolución de las emisiones de una instalación y controlar el cumplimiento de los límites de emisión establecidos





NORMATIVA

• Real Decreto 646/1991, de 22 de Abril, que limita las emisiones procedentes de las grandesinstalaciones de combustión.

• Orden de 26 de diciembre de 1995, para el desarrollo del Real Decreto 646/1991, sobre limitacionesde emisiones a la atmósfera de grandes instalaciones de combustión en determinados aspectosreferentes a Centrales termoeléctricas.

• Real Decreto 430/2004, de 12 de marzo, por el que se establecen nuevas normas sobre limitaciones deemisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes procedentes de grandes instalacionesemisiones a la atmósfera de determinados agentes contaminantes procedentes de grandes instalacionesde combustión, y se fijan ciertas condiciones para el control de las emisiones a la atmósfera de larefinerías de petróleo

• UNE-EN 1911.1: 1998 Emisiones de fuentes estacionarias. Método manual de determinaciónde HCl. Parte 1: Muestreo de gases

• UNE-EN 1911.2: 1998 Emisiones de fuentes estacionarias. Método manual de determinaciónde HCl. Parte 2: Absorción de compuestos gaseosos

•UNE-EN 1911.3: 1998 Emisiones de fuentes estacionarias. Método manual de determinaciónde HCl. Parte 3: Análisis de las soluciones de absorción y cálculos

•UNE-EN 1948.1: 1997 Emisiones de fuentes estacionarias. Determinación de laconcentración másica de PCDD/PCDF Parte 1: Muestreoconcentración másica de PCDD/PCDF. Parte 1: Muestreo

• UNE-EN 1948.2: 1997 Emisiones de fuentes estacionarias. Determinación de laconcentración másica de PCDD/PCDF. Parte 2: Extracción y purificación.





•UNE-EN 1948.3: 1997 Emisiones de fuentes estacionarias. Determinación de la concentraciónmásica de PCDD/PCDF. Parte 3: Identificación y cuantificación.

•UNE 77209:1989: Emisiones gaseosas. Características de los monitores en continuo para lamedida de la opacidad.

• UNE 77211:1989: Emisiones gaseosas. Características de los monitores en continuo para lamedida de NOx.

• UNE 77216:1985: Emisiones de fuentes estacionarias. Determinación de la concentraciónmásica de dióxido de azufre Método del peróxido de hidrógeno/perclorato de bario/torinamásica de dióxido de azufre. Método del peróxido de hidrógeno/perclorato de bario/torina.

• UNE 7721:1996: Emisiones de fuentes estacionarias. Muestreo para la determinaciónautomática de las concentraciones de gas.

• UNE 77219:1998: Emisiones de fuentes estacionarias Medición automática de la concentraciónUNE 77219:1998: Emisiones de fuentes estacionarias. Medición automática de la concentraciónmásica de partículas. Características de funcionamiento, métodos de ensayo y especificaciones.

• UNE 77220:1998: Emisiones de fuentes estacionarias. Determinación de las emisiones en unaplanta de asbestos. Método de medición por contaje de fibras.

• UNE 77222:1997: Emisión de fuentes estacionarias. Determinación de la concentración másicade dióxido de azufre. Características de funcionamiento de los métodos automáticos de medida.

•UNE 77223:1997: Emisión de fuentes estacionarias. Determinación de la concentración y caudal

másico de material particulado en conductos de gases. Método gravi-métrico manual.

www.getcat.es/mediamb/cast/aire





valores pérmisibles de emisiones

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