ESTRATEGIAS DE MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN EL CORREGIMIENTO DE ALTAVISTA DEL MUNICIPIO DE MEDELLÍN
YONATHAN RAMÍREZ ÁLVAREZ
Informe práctica empresarial
Asesor David Aguiar Gil Ingeniero Sanitario
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA AMBIENTAL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA SANITARIA MEDELLÍN 2016
CONTENIDO INTRODUCCIÓN 1
2
OBJETIVOS .............................................................................................................. 6 1.1
OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 6
1.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................. 6
MARCO TEORICO .................................................................................................. 6 2.1
CICLONES ........................................................................................................ 8
2.2
FILTROS DE MANGAS O FILTROS DE TALEGAS .................................... 9
2.3
LAVADORES DE GASES Y MATERIAL PARTICULADO ....................... 10
2.4
RIEGO POR ASPERSIÓN .............................................................................. 11
2.5
CAÑONES DE AGUA .................................................................................... 12
2.6
SUPRESORES DE POLVO ............................................................................ 12
2.7
FILTROS DE PARTICULAS DIESEL – DPF ................................................ 13
2.8
HIDROSIEMBRA ............................................................................................ 14
3
MARCO LEGAL ..................................................................................................... 15
4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................ 19
5
DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ...................................................... 22
6
METODOLOGÍA .................................................................................................... 23
7
MEDIDAS DE PREVENCIÓN, CONTROL Y MITIGACIÓN ............................ 25 2
7.1
FUENTES FIJAS ............................................................................................. 26
7.1.1
Multiciclones.. ........................................................................................... 29
7.1.2
Filtros de Mangas. ..................................................................................... 29
7.1.3
Lavadores de gases. ................................................................................... 29
7.2
FUENTES ÁREA ............................................................................................. 31
7.2.1
Tolvas o silos de almacenamiento............................................................. 37
7.2.2
Bodegas y hangares. .................................................................................. 37
7.2.3
Empaquetado. ............................................................................................ 37
7.3
FUENTES DISPERSAS .................................................................................. 39
7.3.1
Sistemas de aspersión. ............................................................................... 44
7.3.2
Cubrimiento con lonas. ............................................................................. 45
7.3.3
Humectación con agua. ............................................................................. 45
7.4
FUENTES LINEALES .................................................................................... 47
7.4.1
Riego de Vías. ........................................................................................... 51
7.4.2
Cambio de material de rodadura. .............................................................. 51
7.4.3
Cerramiento de bandas transportadoras. ................................................... 51
7.4.4
Pavimentación de vías. .............................................................................. 52
7.5
FUENTES MÓVILES ...................................................................................... 54
7.5.1
Cubrimiento de carga. ............................................................................... 55
7.5.2
Operativos en vías. .................................................................................... 56 3
7.5.3
Lavado de llantas....................................................................................... 56
7.5.4
Sistemas de control en tubos de escape..................................................... 56
7.6
OTRAS MEDIDAS .......................................................................................... 59
8
RESULTADOS ....................................................................................................... 61
9
CONCLUSIONES ................................................................................................... 62
10 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 62
4
INTRODUCCIÓN El crecimiento de la población en los centros urbanos, el aumento de explotaciones mineras y el acrecentamiento de ciertas actividades económicas en el departamento de Antioquia, ha generado daños no solo al suelo y las fuentes hídricas, sino también al aire, por lo cual la contaminación de la atmósfera en este departamento ha ido incrementado considerablemente en los últimos años. El corregimiento Altavista del municipio de Medellín históricamente ha presentado grandes problemas relacionados con la contaminación atmosférica, esto debido a que en esa zona del Valle de Aburrá se encuentra asentada la industria ladrillera y de extracción de material que suple la demanda del sector constructivo del área metropolitana.
La Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia CORANTIOQUIA, como autoridad ambiental que tiene jurisdicción en el corregimiento Altavista, debe vigilar y controlar las emisiones que se realicen en la zona y clasificar la zona como área – fuente de contaminación, según la excedencia de la norma de calidad del aire, de acuerdo con la cantidad y características de las emisiones, el grado de concentración de los contaminantes en el aire y las mediciones históricas con que cuente; adicionalmente, debe proponer estrategias que busquen reducir las concentraciones de los contaminantes presentes en la atmósfera.
Con base en lo Anterior, CORANTIOQUIA ha contratado al Laboratorio del Grupo de Ingeniería y Gestión Ambiental –Laboratorio GIGA- adscrito a la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, para realizar desde el año 2014 monitoreo de material partículado PM10 en el corregimiento de Altavista, hacer la clasificación de área – fuente y proponer estrategias de descontaminación de la atmósfera con el fin de mejorar la calidad del aire y proteger la salud de los habitantes de esta zona del Valle de Aburrá.
5
1
1.1
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Proponer estrategias orientadas al mejoramiento de la calidad del aire en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín.
1.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar las principales fuentes de contaminación atmosférica presentes en el corregimiento de Altavista.
Plantear estrategias de prevención y control de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas, fuentes móviles, fuentes dispersas y fuentes lineales en el corregimiento de Altavista
2
MARCO TEORICO
La contaminación atmosférica se define como la presencia de material indeseado en la atmósfera, en cantidades y tiempos considerables que pueden ocasionar efectos nocivos en la salud humana, la vegetación, las edificaciones y el medio ambiente en general, así como generar olores desagradables y afectar la forma estética del aire. Muchos de los materiales que entran a la atmosfera son producidos por fuentes naturales, que para el ser humano son difíciles de controlar (1). La principal causa de contaminación atmosférica es la combustión, proceso que ha sido esencial para el desarrollo del hombre y las sociedades. Las impurezas de los combustibles y la combustión incorrecta de los mismos por efectos de la temperatura, hace que se formen productos tales como monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, cenizas finas e hidrocarburos no quemados, los cuales son contaminantes atmosféricos (2).
“Los contaminantes son fenómenos físicos o sustancias, o elementos en estado sólido, liquido o gaseoso, causantes de efectos adversos en el medio 6
ambiente, los recursos naturales renovables y la salud humana que, solos o en combinación, o como productos de reacción, se emiten al aire como resultado de actividades humanas, de causas naturales, o de una combinación de estas” (3). Los contaminantes presentes en la atmósfera se clasifican en contaminantes primarios y secundarios. Los contaminantes primarios son aquellos emitidos directamente por las fuentes, estos son el material partículado, los óxidos de nitrógeno, los óxidos de azufre, el monóxido de carbono y los compuestos orgánicos volátiles; mientras que los secundarios se forman en la atmosfera por reacciones químicas entre los contaminantes primarios y especies químicas presentes en la atmósfera, que son el ácido sulfúrico y el ozono (2,3).
Las partículas suspendidas totales (PST) están constituidas por el material partículado que incluye tanto a la fracción inhalable como a las mayores de 10 micras, que no se sedimentan en periodos cortos sino que permanecen suspendidas en el aire debido a su tamaño y densidad. Según el diámetro aerodinámico de las partículas, estas se clasifican en PM10 y PM2.5. El PM10 es el material partículado con un diámetro aerodinámico menor o igual a 10 micrómetros nominales y el PM2.5 es el material partículado con un diámetro aerodinámico menor o igual a 2,5 micrómetros nominales (3). Las partículas suspendidas causan grandes daños en los materiales, ensucian las superficies pintadas, la ropa y las cortinas cuando se asientan en ellas. Estas partículas representan un grave peligro para la salud humana, estas entran al cuerpo principalmente por las vías respiratorias, por lo que pueden causar daños directos en los órganos respiratorios. Otro de los problemas que generan las partículas suspendidas en el aire es la reducción de la visibilidad, lo cual resulta desagradable para los individuos, además de que puede producir fuertes efectos psicológicos (2).
Una manera de disminuir las concentraciones del material partículado que es emitido a la atmósfera es la implementación de controles al final del proceso, los cuales son tecnologías, métodos o técnicas que se emplean para tratar, antes de ser transmitidas al aire, las emisiones o descargas contaminantes, generadas por un proceso de producción, combustión o extracción, o por cualquiera otra actividad capaz de emitir contaminantes al aire, con el fin de mitigar, contrarrestar o anular sus efectos sobre el medio ambiente, los recursos naturales renovables y la salud humana.(4)
A partir de las mediciones históricas con las que cuente la autoridad ambiental y según la cantidad y características de las emisiones y el grado de concentración de los contaminantes en el aire, las autoridades ambientales 7
deben clasificar como áreas – fuentes de contaminación las zonas urbanas y rurales del territorio nacional. Con esta clasificación se establecen los distintos tipos de áreas, los límites de emisión de contaminantes establecidos para fuentes fijas y móviles que tengan su centro de operación o que contribuyan a la contaminación en cada una de ellas, el índice de la reducción de emisiones o descargas para dichas fuentes y el tiempo del que disponen para efectuar la respectiva reducción. (5)
El aire contaminado que se genera en los procesos y operaciones dentro de una industria, debe ser conducido a equipos que permitan hacer una limpieza de él, con el objetivo de que sea emitido a la atmosfera sin implicar un riesgo para la salud de las personas. Existe una serie de equipos que permiten hacer la limpieza de aire contaminando, algunos de estos equipos son los ciclones, los filtros de mangas o filtros de talegas y lavadores de gases y material partículado. (8, 9)
A continuación se hace una breve descripción de estos equipos y el funcionamiento de cada uno de ellos.
2.1
CICLONES
Se usan para retener partículas de mediano y gran tamaño, los costos de mantenimiento y adquisición de estos equipos son bajos y su construcción se hace con facilidad.
Un ciclón es una estructura en la cual la velocidad de una corriente de gas se transforma en un vórtice, dándose una fuerza centrífuga que lanza las partículas de gas contra las paredes del cilindro y del cono, haciendo que las partículas de mayor tamaño precipiten hasta llegar a una tolva de almacenamiento. Son usados para la remoción de material partículado con un diámetro mayor a 10 micras. (8, 10)
Existen diferentes tipos de ciclones, estos se diferencian según la forma y la resistencia aerodinámica. Según la forma los ciclones se clasifican como tangenciales y de sección axial o de aletas, estos ciclones se diferencian en la forma como ingresa el aire al equipo. Según la resistencia aerodinámica los ciclones se clasifican en ciclones de alta resistencia aerodinámica y ciclones de 8
baja resistencia aerodinámica, en este caso se diferencian por el diámetro de partículas que remueven, la caída de presión, la velocidad del gas y la capacidad. (8)
El funcionamiento de los ciclones consiste en forzar una corriente fluida, a la cual se le extraen las partículas en suspensión, a seguir una trayectoria circular, bordeando las paredes del ciclón; debido a ese movimiento circular y la falta de fuerza centrípeta suficiente, las partículas tienden a sedimentar o chocar con las paredes, el material que se aglomera desciende por las paredes del ciclón por efecto de la gravedad, depositándose en la tolva que se encuentra al final del dispositivo cónico. (10)
2.2
FILTROS DE MANGAS O FILTROS DE TALEGAS
Es uno de los métodos más usados para la separación de partículas de una corriente gaseosa. La forma como se retira el contaminante de la corriente de gas es la misma independiente del tipo de filtro que se utilice, esto consiste en hacer pasar el gas por una tela filtrante que retiene el material partículado y deja seguir el aire limpio.
El funcionamiento de estos equipos consiste en aspirar corrientes de aire cargadas de material partículado por medio de ventiladores instalados en las zonas de emisión, el aire captado se transporta a través de sistemas de conducción hasta llegar al filtro, el cual está formado por un recipiente o cámara que en su interior cuenta con materiales textiles ubicados por lo general en forma vertical, que al ser atravesados por el aire, retienen las partículas sólidas y dejan pasar el aire limpio, el cual es emitido al ambiente. (11)
La construcción de estos filtros se puede hacer con cualquier material que sea compatible con el gas y las partículas, se pueden disponer en lechos profundos, colchones o telas. Los filtros de lechos profundos y colchones tienen grandes espacios vacíos y se usan para cargas de polvo muy ligeras, estos filtros permanecen en funcionamiento durante largos periodos de tiempo; periódicamente se hace mantenimiento in situ, en intervalos de tiempo relativamente cortos. Los filtros de telas se disponen dentro de tubos cilíndricos y cuelgan en hileras múltiples proporcionando grandes áreas superficiales para el paso del gas. Cuando los filtros de tela atrapan partículas de 0,5 µm 9
alcanzan altas eficiencias, y son capaces de remover cantidades considerables de partículas de 0,01 µm de diámetro. (8)
2.3
LAVADORES DE GASES Y MATERIAL PARTICULADO
Son equipos que utilizan un líquido para limpiar una corriente de gas, la cual puede contener contaminantes tales como gases o material partículado. El funcionamiento de este tipo de sistemas se compone de tres zonas; la primera es una zona de contacto entre el gas y el líquido lavador, que por lo general es agua; la siguiente zona es de separación gas-líquido, donde el líquido en el que se encuentra atrapado el gas se separa de la corriente gaseosa; la tercera y última zona es de recuperación, donde se retira el contaminante del líquido y este último se recircula. (8)
El funcionamiento de los lavadores de gases consiste en hacer pasar por una columna vertical una corriente gaseosa, la cual entra en contacto con un solvente líquido, dándose una reacción en la que el contaminante contenido en el gas queda atrapado en el líquido, esto ocurre debido a la absorción del gas por parte del líquido, el cual es distribuido en forma de lluvia por medio de un pulverizador que se encuentra ubicado en la parte superior. La absorción del gas se da en velocidades de menor contacto, ya que a velocidad baja el tiempo de contacto es mayor y mayor es el número de moléculas que pasan a través del líquido. Cuando se tienen contaminantes altamente solubles estos pasan rápidamente del gas al líquido, obteniéndose una buena remoción. (8, 12)
El funcionamiento de un lavador de gases depende de factores como el diámetro de las partículas, los mecanismos de colección, las dimensiones de elemento colector, el flujo del gas y el flujo del lavador. Además de esto la absorción del gas se puede ver afectada por el pH del líquido lavador. (12)
Existen diferentes tipos de lavadores para la remoción de material partículado, entre los más relevantes se encuentran: los lavadores Venturi que son de alta capacidad, remueven partículas hasta de 0,5 µm de diámetro y cuentan con una caída de presión alta; los lavadores centrífugos que son similares al ciclón, ya que el gas entra tangencialmente por la parte inferior y asciende en forma de vórtice; y la torre rociadora donde el líquido cae por gravedad en contraflujo al gas que se desea limpiar. (8) 10
En procesos en los cuales se presenta un levantamiento considerable de polvo y partículas, el uso de sistemas de aspersión termina siendo una muy buena alternativa para reducir la contaminación atmosférica. A continuación se describe el funcionamiento de estos sistemas.
2.4
RIEGO POR ASPERSIÓN
Este método implica la generación de una lluvia que sea intensa y uniforme, aplicada sobre el área que se desea mojar. Los aspersores son elementos de riego encargados de distribuir en agua en forma de lluvia sobre la superficie del suelo, estos elementos cuentan con una o más boquillas que se encuentran ajustadas a un cuerpo central, por el cual sale el agua a presión. El aspersor presenta un movimiento que se debe a la presión del agua que sale, esta se dispersa en forma de gotas mojando una superficie más o menos circular, el alcance depende de la presión del agua y del tipo de aspersor. (13)
Un solo aspersor no distribuye uniformemente el agua sobre la superficie regada, por lo que los aspersores se disponen lo más próximos posible de tal forma que se produzca un solape entre ellos. La aplicación del agua en un aspersor consiste en un chorro de agua que va a gran velocidad, el cual se dispersa en el aire en un conjunto de gotas, las cuales se distribuyen en el terreno. La uniformidad en la aplicación del agua depende principalmente de la forma como se reparta el agua del aspersor y como se dispongan los aspersores en el campo. Un factor que afecta en gran medida la repartición uniforme del agua es el viento. (13)
Existen diferentes tipos de aspersores, los cuales se agrupan dependiendo de distintos aspecto. Hay aspersores giratorios los cuales se clasifican según la velocidad de giro, el mecanismo de giro, la presión de trabajo, el número de boquillas, el área mojada y el ángulo de lanzamiento del chorro. Los aspersores no giratorios son clasificados según el medio de pulverización, tales como los aspersores de varias boquillas con diferente ángulo, pulverizadores giratorios, aspersores móviles sobre el terreno y deflectores frente al chorro. (13)
Hay diferentes tipos de máquinas que permiten realizar riego por aspersión entre las cuales se encuentran los pivotes, los ramales de avance frontal, los 11
cañones de riego, entre otras. En este caso se hace una breve descripción de los cañones de riego, que pueden ser aplicados más fácilmente en el control de los contaminantes emitidos a la atmosfera. (13)
2.5
CAÑONES DE AGUA
Sistema de riego superficial el cual generalmente está constituido por un equipo móvil o semiestacionario, que cuenta con una tubería que puede ser enrollada y un aspersor gigante que permite la emisión de agua pulverizada. Los cañones de riego son aspersores de impacto de gran tamaño, las presiones a las que trabajan son muy altas, mojando grandes superficies de terreno. Pueden ser adaptados a diferentes alturas, según lo requiera el área a regar. (14)
Estos equipos de aspersión pueden regar bandas de más de 100 medros de ancho y hasta de 500 metros de largo. Este tipo de riego tiene la ventaja de que se requiere poca inversión con relación a la superficie regada, sin embargo la presión de trabajo que se requiere es alta. Otra ventaja que tiene este sistema de aspersión es que imita el agua de lluvia, por lo cual, la calidad de la entrega y el ahorro de agua son muy superiores comparados con otros equipos de aspersión. Son sistemas que se pueden ver muy afectados por el viento, debido a lo alto y largo que puede ser el chorro de agua. (14)
2.6
SUPRESORES DE POLVO
La generación de polvo es uno de los principales problemas que se presenta en proyectos donde se lleva a cabo la extracción de materiales, este no solo pone en riesgo la salud de las personas, sino que también produce daños en equipos y estructuras que se encuentren expuestos. Para abatir la generación de polvo existen diferentes prácticas, entre las cuales se encuentra el uso de supresores de polvo, estos abaten el polvo a través de modificaciones en las propiedades físicas de la superficie. (15)
Cuando se lleva a cabo la aplicación de un supresor de polvo, el material del suelo y las partículas se aglomeran, volviéndose más pesadas, lo que hace que se evite polución a causa de estas. Algunos supresores lo que hacen es formar 12
una película superficial, necesitándose grandes cantidades de producto. Otros por el contrario, logran formar capas con propiedades asfálticas, las cuales son seguras y resistentes. (15)
La forma más eficiente de aplicar los supresores de polvo es por medio de barras aspersoras, que cuentan con inyectores o boquillas diseñadas especialmente para un cubrimiento eficiente del camino. Existen diferentes tipos de supresores de polvo, entre estos están: el agua que es una solución de corto plazo y opera a partir de la aglomeración de partículas; las sales y cloruros que son altamente usados y suprimen polvo a partir de la atracción de la humedad del ambiente; los polímeros sintéticos que por sus propiedades adhesivas promueven la ligazón de las partículas del suelo; los productos orgánicos no bituminosos que actúan como cementante, haciendo que las partículas del suelo queden ligadas entre sí; los productos bituminosos que aglomeran partículas finas, formando una superficie que mantiene las partículas de suelo en su lugar; y los productos electroquímicos, que generalmente se derivan de petróleo sulfonatado y productos altamente iónicos. (15)
2.7
FILTROS DE PARTICULAS DIESEL – DPF
Las emisiones de Diésel contienen especies químicas, partículas toxicas y carcinogénicas, dentro de las cuales se encuentran las nano partículas, las cuales se consideran como las más peligrosas para la salud. Los Filtros de Partículas Diésel – DPF son sistemas de post-tratamiento de gases de escape, que permiten la reducción de las emisiones de partículas generadas por los motores diésel por medio de filtración física. Generalmente emplean un cuerpo filtrante de cerámica de cordierita, de carburo de silicio o metálico, que atrapa físicamente las partículas de los gases de escape. Su estructura es parecida a un panal de abejas y sus conductos poseen entradas que se encuentran bloqueadas alternadamente, lo cual obliga a los gases a fluir a través de las paredes de los canales, haciendo que en estas se deposite el material partículado. (16)
Los materiales que son atrapados en el filtro se componen generalmente de partículas de hollín con hidrocarburos adsorbidos y cenizas que provienen del lubricante. Existen dos mecanismos de remoción de partículas, el primero a través de la combustión con oxígeno y el segundo por oxidación con dióxido de 13
nitrógeno. Se pueden clasificar en filtros pasivos o activos, y de flujo total o parcial (16)
Este dispositivo de flujo se diseña para impedir el paso de sustancias que tengan un tamaño superior al de sus poros. Estos filtros remueven, contienen y convierten el material partículado en CO2, mediante combustión pasiva o activa. Adicional a esto las partículas se pueden retener por procesos físicos de intercepción, difusión e impacto. El cilindro de estos filtros contiene canales dispuestos en dirección axial y en paralelo, que son separados por delgadas paredes porosas. Los canales se encuentran abiertos por un lado y cerrados por el otro, por lo que los gases son forzados a fluir a través de las paredes. El material partículado queda atrapado en las paredes y el gas limpio pasa a través de los poros. (16)
2.8
HIDROSIEMBRA
La hidrosiembra es considerada una de las herramientas más eficientes para el control y prevención de la erosión y sedimentación en taludes, cortes de camino, rellenos sanitarios y demás intervenciones que son generadas por la construcción y desarrollo de diferentes obras civiles. (17)
Mediante este método se mezclan semillas, agua, fertilizantes, hormonas, fibras y mulch, para ser colocados directamente sobre el suelo por medio de un equipo mecánico conocido como hidrosembradora. El mulch es usado como cubierta protectora del suelo y puede ser compost parcialmente descompuesto, viruta de madera, cascarilla de arroz, restos de corteza, entre otros. (17)
Son múltiples los beneficios obtenidos con la hidrosiembra, entre los cuales están: el control eficiente de la erosión, mayor germinación y mejor cobertura, efectividad en la supervivencia de las plantas, distribución uniforme de semillas, de fertilizantes y de mulch, es versátil, debido a que se siembra fácilmente en zonas donde se tienen terrenos irregulares, terrenos en pendiente o bermas, en zanjas y franjas angostas. (17)
14
3
MARCO LEGAL
El gobierno nacional por medio de los ministerios encargados del manejo y conservación del ambiente ha establecido una serie de decretos y resoluciones que buscan dar solución a temas relacionados con la contaminación del aire, entre los cuales se encuentran:
Decreto 948 del 5 de junio de 1995 expedido por el Ministerio del Medio Ambiente, por el cual se reglamentan, parcialmente, la ley 23 de 1973, los artículos 33, 73, 74, 75 y 76 del Decreto – Ley 2811 de 1994; los artículos 41, 42, 43, 44, 45, 48 y 49 de la ley 9 de 1979; y la Ley 99 de 1993, en relación con la prevención y control de la contaminación atmosférica y la protección de la calidad del aire. Este Decreto tiene por objeto definir el marco de las acciones y los mecanismos administrativos de que disponen las autoridades ambientales para mejorar y preservar la calidad del aire, evitar y reducir el deterioro del medio ambiente, los recursos naturales renovables y la salud humana ocasionados por la emisión de contaminantes químicos y físicos al aire; a fin de mejorar la calidad de vida de la población y procurar su bienestar bajo el principio del desarrollo sostenible.
Decreto 979 del 3 de abril de 2006 expedido por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, por el cual se modifican los artículos 7, 10, 93, 94 y 108 del Decreto 948 de 1995. Este decreto establece la metodología para hacer la clasificación de áreas- fuente de contaminación.
Las áreas fuentes de contaminación se clasifican en cuatro clases: Clase I – Áreas de contaminación alta: Áreas donde la concentración de los contaminantes excede el setenta y cinco por ciento (75%) de los casos de la norma anual. Deben tomarse medidas de contingencia, suspender el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por diez (10) años. Clase II – Áreas de contaminación media: Áreas donde la concentración de los contaminantes excede entre el cincuenta por ciento (50%) y el setenta y cinco por ciento (75%) de los casos de la norma anual. Deben tomarse medidas de contingencia, suspender el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y 15
adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por cinco (5) años.
Clase III – Áreas de contaminación moderada: Áreas donde la concentración de los contaminantes excede entre el veinticinco por ciento (25%) y el cincuenta por ciento (50%) de los casos de la norma anual. Deben tomarse medidas orientadas al control de los niveles de contaminación y adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por tres (3) años.
Clase IV – Áreas de contaminación marginal: Áreas donde la concentración de los contaminantes excede entre el diez por ciento (10%) y el veinticinco por ciento (25%) de los casos de la norma anual. Deben tomarse medidas orientadas al control de los niveles de contaminación que permitan disminuir la concentración de contaminantes o por lo menos mantenerlas constantes.
Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, por la cual se establece la Norma de Calidad del Aire o Nivel de Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones de referencia (25 °C y 760 mmHg), con el propósito de garantizar un ambiente sano y minimizar los riesgos sobre la salud humana que puedan ser causados por la concentración de contaminantes en el aire ambiente.
Resolución 610 del 24 de marzo de 2010 expedida por el actual Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible – MADS - por la cual se modifica la Resolución 601 del 4 de abril de 2006. En la Tabla 1 se presentan los niveles máximos permisibles para los contaminantes criterio definidos por la normatividad mencionada anteriormente.
16
Tabla 1. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio
Contaminante Unidad
PST
PM10
PM2,5
SO2
NO2
O3
CO
Límite máximo permisible Res. 610/2010
Tiempo de exposición
100
Anual
300
24 horas
50
Anual
100
24 horas
25
Anual
50
24 horas
80
Anual
250
24 horas
750
3 horas
100
Anual
150
24 horas
200
1 hora
80
8 horas
120
1 hora
10 000
8 horas
40 000
1 hora
µg/m3
µg/m3
µg/m3
µg/m3
µg/m3
µg/m3
µg/m3
*tomado de la resolución 610 del 24 de marzo de 2010
Resolución 909 del 5 de junio de 2008 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas y se adoptan los procedimientos de medición de emisiones para fuentes fijas y reglamenta los convenios de reconversión a tecnologías limpias.
En el caso de las industrias que se dedican a la fabricación de productos de cerámica refractaria, no refractaria y de arcilla, la Resolución 909 de 2008 establece en el Capítulo X, Artículo 30, los estándares de emisión admisibles de contaminantes al aire para las industrias existentes, a condiciones de 17
referencia (25°C, 760 mm Hg) con oxígeno de referencia del 18%, los cuales se presentan en la Tabla 2.
Tabla 2. Estándares de emisión admisibles de contaminantes al aire para las industrias existentes de fabricación de productos de cerámica refractaria, no refractaria y de arcilla, a condiciones de referencia (25 ºC, 760 mm Hg) con oxígeno de referencia del 18%
Combustible
Estándares de emisión admisibles (mg/m3) MP
SO2
NO2
Sólido
250
550
550
Líquido
250
550
550
Gaseoso
No Aplica
No Aplica
550
Protocolo para el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire, expedido por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, el cual se compone de dos manuales que guían el proceso de diseño y operación de los Sistemas de vigilancia de la Calidad del Aire (SVCA). Dichos manuales contienen los lineamientos y conceptos para el diseño de un SVCA, y explican los procedimientos para la operación de un SVCA. Código Nacional de Tránsito, por el cual se asignan funciones al Instituto Nacional de Transporte, se adicionan las relacionadas al tránsito terrestre automotor en todo el país y se conceden facultades extraordinarias para reformar el Código Nacional de Transito Terrestre, establece en el Artículo 14 que los organismos de transporte y tránsito, con operativos efectivos, velaran porque el parque automotor que se moviliza por su jurisdicción cumpla con los requisitos exigidos por las normas vigentes. Además el Código Nacional de Transito contempla que los vehículos que sean monitoreados en vía y no cumplan con la emisión de gases serán inmovilizados.
18
4
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia CORANTIOQUIA, es un organismo gubernamental encargado de la ejecución de las políticas, planes, programas y proyectos relacionados con el medio ambiente y los recursos naturales renovables, así como dar cumplimiento a las disposiciones legales vigentes sobre su disposición, manejo y aprovechamiento, conforme a las regulaciones, pautas y directrices establecidas en la Resolución 601 de 2006 expedida por el MAVDT y la Resolución 610 de 2010 expedida por el MADS.
CORANTIOQUIA como autoridad ambiental ha realizado desde el año 2008 monitoreo de la calidad del aire en el corregimiento Altavista del municipio de Medellín, por medio de una estación fija de monitoreo de partículas PM10 ubicada en la terraza de la casa de gobierno del corregimiento (ver Foto 1 y Foto 2), lo cual ha permitido identificar un deterioro considerable en la calidad del aire en el corregimiento, esto se ha visto reflejado en las altas concentraciones de material partículado PM10 registradas en las diferentes campañas de monitoreo realizadas por esta corporación.
Foto 1. Ubicación de la estación de calidad del aire en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín.
19
Foto 2. Estación de calidad del aire ubicada en el corregimiento Altavista del municipio de Medellín.
Desde el año 2014 CORANTIOQUIA contrató por medio del contrato CN 140763 al Laboratorio del Grupo de Ingeniería y Gestión Ambiental –Laboratorio GIGA, el cual pertenece a la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia, para realizar monitoreo de la calidad del aire en el corregimiento Altavista, mediante estos monitoreos se ha visto que las concentraciones de material partículado PM10 continúan siendo altas y tienden a ir aumentando, alejándose cada vez más de los niveles máximos permisibles establecidos por la Resolución 610 de marzo 24 de 2010 del hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS).
En la Gráfica 1 se muestra la variación que ha presentado la concentración de material partículado PM10 en el corregimiento de Altavista a partir del año 2009, donde se observa que durante todos los años en los que se ha monitoreado la calidad del aire en el corregimiento las concentraciones han superado considerablemente los niveles máximos permisibles anuales establecidos en la legislación colombiana, especialmente a partir del año 2011 donde el nivel máximo permisible anual para PM10 paso de 60 µg/m 3 a 50 µg/m3.
20
Gráfica 1. Variación anual de la concentración de PM10 en el corregimiento de Altavista.
La toma de muestra de los contaminantes en el ambiente se desarrolla de acuerdo con los métodos establecidos en el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire del MAVDT (6) y los protocolos establecidos por la Environmental Protection Agency – EPA de los Estados Unidos. (7)
Con base en lo establecido por el artículo 108 del decreto 979 de 2006 expedido por el MAVDT, CORANTIOQUIA como autoridad ambiental ha venido haciendo desde el año 2008 la clasificación de área-fuente de contaminación en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín, esto teniendo en cuenta los datos históricos de las concentraciones de material partículado PM10 registradas en el corregimiento, obteniendo como resultado una clasificación Clase I – Áreas de contaminación alta, por lo cual es necesario que la corporación diseñe y adopte un programa de descontaminación del aire, donde se tomen medidas de prevención y control con las cuales se busque reducir las concentraciones de material partículado PM10 , protegiendo así la salud del ambiente y de las personas que habitan la zona de estudio.
En la Tabla 3 se presenta la clasificación de áreas-fuente de contaminación realizada por CORANTIOQUIA en el corregimiento de Altavista durante el periodo de tiempo comprendido entre los años 2009 y 2015, en la cual se menciona el porcentaje de concentraciones de PM10 que excedieron los niveles máximos permisibles anuales, que para los años 2009 y 2010 fue de 60 µg/m3 y del 2011 en adelante fue de 50 µg/m3 , además se muestra como ha sido la tendencia de esta clasificación durante el mismo periodo de tiempo.
21
Tabla 3. Clasificación del área-fuente de contaminación en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín.
Ítem
Áreas-fuente de contaminación para el contaminante criterio PM10
Año
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Clasificación
Media
Moderada
Alta
Alta
Alta
Alta
Alta
Clase
II (dos)
III (tres)
I (uno)
I (uno)
I (uno)
I (uno)
I (uno)
Porcentaje de excedencias
59,8%
43,3%
89,0%
78,0%
80,7%
83,0%
84,0%
Tendencia
-----
Bajo
Aumento
Se mantuvo
Se mantuvo
Se mantuvo
Se mantuvo
Deben tomarse medidas de contingencia, suspender el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por cinco (5) años Deben tomarse medidas orientadas al control de los niveles de contaminación y adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por tres (3) años. Deben tomarse medidas de contingencia, suspender el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y adoptar programas para reducir la contaminación que pueden extenderse hasta por diez (10) años.
5
DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
El corregimiento Altavista se encuentra situado al suroccidente del municipio de Medellín, limita al norte con el corregimiento de San Cristóbal y el área urbana de Medellín, al occidente con el corregimiento de San Antonio de Prado, al sur con el municipio de Itagüí y al oriente con la zona urbana de Medellín. Cuenta con una extensión de tierra de 27,41 km 2 y una población de 31948 habitantes (8). El corregimiento presenta una geografía con un relieve quebrado de cañones intramontañosos, conformado por un sistema de valles longitudinales, paralelos y rectilíneos. Los pisos térmicos que se encuentran en el corregimiento son templado y frio, debido a que comprende alturas entre los 1600 y 2400 m.s.n.m. y temperaturas de 12 a 21°C. Históricamente la economía en el corregimiento ha girado en torno a la industria ladrillera y la extracción de materiales de construcción, identificándose una gran cantidad de industrias, entre las cuales sobresalen: Ladrillera Altavista, Tejar Santa Cecilia, ladrilleros Asociados, Ladrillera el Noral, Cantera Santa Rita, Ladrillera El 22
Diamante, Ladrillera Delta S.A.S, Alfarera Buenavista y Ladrillera Las Mercedes S.A. La Ilustración 1 representa la ubicación de las zonas de interés en el corregimiento Altavista del municipio de Medellín.
Ilustración 1. Zonas de interés en el corregimiento Altavista del municipio de Medellín.
Población Estación Calidad del aire
6
Fuentes de Contaminación
METODOLOGÍA
Para la determinación de las concentraciones de material partículado PM10 en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín, se cuenta con una estación de calidad del aire dotada de un equipo muestreador de bajo volumen (Low-Vol PM10) Met One BAM 1020, el cual realiza mediciones automáticas y registra los niveles de concentración de partículas en el aire, utilizando el principio de atenuación de rayos beta. Este equipo succiona a través de una cinta de filtro de cuarzo una cantidad determinada de aire, a razón de 16,7 L/minuto, al interior de una caseta o coraza de protección, durante un período de muestreo continuo horario. El punto de monitoreo también cuenta con una estación meteorológica Davis Vantage Vue, con la cual se registran las condiciones ambientales de la zona de estudio, con el fin de conocer como 23
varían las concentraciones de material partículado PM10 con respecto a la temperatura, la precipitación y la velocidad del viento. La Foto 3 muestra los equipos utilizados para el estudio de la calidad del aire en el corregimiento de Altavista. Foto 3. Equipos utilizados
b. Estación Meteorológica Davis Vantage a. Muestreador de bajo volumen Met One Vue BAM1020 PM10
Periódicamente el Laboratorio GIGA de la Universidad de Antioquia realizaba mantenimiento preventivo y calibración del equipo monitor de partículas PM10, adicional a esto, cada mes se hacía la descarga de las concentraciones de PM10 registradas por el analizador, con el fin de realizar un análisis de los datos registrados y producir un informe técnico con el cual se daba a conocer a CORANTIOQUIA el estado de la calidad del aire en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín
Para planear, diseñar y proponer estrategias de mejoramiento de la calidad del aire en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín, inicialmente fue necesario hacer la identificación de las principales fuentes de emisión de contaminantes en la zona, para esto el Laboratorio. GIGA de la Universidad de Antioquia hizo una revisión de los expedientes de cada una de las ladrilleras y canteras que se encuentran ubicadas en el corregimiento, los cuales están radicados en el centro de documentación de la dirección territorial Aburrá Norte en la sede principal de CORANTIOQUIA. Con esta revisión se logró identificar 24
la ubicación geográfica de cada una de las ladrilleras, el sistema de combustión con el que cuentan, el combustible que utilizan en sus procesos, la producción que tienen durante el mes, la cantidad de contaminantes que son emitidos a la atmósfera y las condiciones en que estos se emiten.
Una vez terminada la revisión de expedientes por parte del Laboratorio. GIGA, se realizaron durante el mes de enero del año 2016 visitas por parte de CORANTOQUIA y el Laboratorio GIGA, con el propósito de comparar los datos extraídos durante la revisión de los expedientes con lo que sucede en realidad en cada una de las industrias ubicadas en el corregimiento de Altavista, además de esto, se identificaron en cada una de las ladrilleras y canteras cuales son las principales fuentes de contaminación atmosférica, siendo posible definir las fuentes fijas, fuentes de áreas, fuentes dispersas, fuentes lineales y fuentes móviles que aportan contaminantes al ambiente, para así establecer un programa con el cual se busque disminuir las concentraciones de contaminantes emitidos a la atmosfera.
7
MEDIDAS DE PREVENCIÓN, CONTROL Y MITIGACIÓN
Luego de hacer la identificación de las diferentes fuentes de contaminación presentes en el corregimiento de Altavista, se procede con el planteamiento de medidas de prevención, control y mitigación de la contaminación atmosférica, las cuales básicamente consisten en la instalación de dispositivos e implementación de procedimientos que están orientados al cumplimiento de los estándares de calidad del aire establecidos por la normatividad colombiana.
Es importante mencionar que si en la zona de estudio se tuviera un inventario de emisiones, se podría identificar cual sería el aporte de cada una de las medidas implementadas en la reducción de la contaminación atmosférica, además, este inventario sería muy útil para la planificación de sistemas de gestión y sistemas de vigilancia de la calidad del aire, tal como lo establece el manual de diseño de sistemas de vigilancia de la calidad del aire, contenido en el protocolo para el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire del MAVDT. (6)
25
A continuación se hace mención de las diferentes fuentes de contaminación identificadas en las ladrilleras y canteras ubicadas en el corregimiento de Altavista, y se proponen las medidas de control que permitan reducir las concentraciones de los contaminantes emitidos por estas, con el fin de mejorar la calidad del aire de la zona de estudio.
7.1
FUENTES FIJAS
Se evidenció que todas las empresas visitadas cuentan con sistemas de combustión que trabajan a partir de la utilización de combustibles en estado sólido, ya sea carbón mineral o cisco de café, donde ninguna de ellas cuenta con un sistema de control que permita reducir las concentraciones de los contaminantes que son emitidos debido a la quema de dichos combustibles.
La Foto 4 permite observar los ventiladores de los ductos de salida de los hornos de cocción y las camas de secado de ladrillos de la Ladrillera Altavista, donde se utiliza como combustible carbón mineral pulverizado. Claramente se observa la falta de sistemas de control que reduzcan la concentración de los contaminantes emitidos al aire.
Foto 4. Fuentes fijas Ladrillera Altavista
a. Ducto de salida horno de cocción
26
b.
Ductos de salida cámaras de secado
La ¡Error! La autoreferencia al marcador no es válida. muestra el sistema de salida de los contaminantes generados durante la cocción de ladrillos producidos por el Tejar Santa Cecilia. Es importante mencionar que en el caso del Tejar Santa Cecilia el ducto de salida del horno de cocción presenta fugas las cuales no son controladas por parte de la empresa, esto hace que la emisión de los contaminantes al ambiente no sea la adecuada. En este caso no solo se recomienda la implementación de sistemas de control, sino también la corrección de las fugas identificadas.
Foto 5. Fuentes fijas Tejar Santa Cecilia
27
La ¡Error! La autoreferencia al marcador no es válida. representa las fuentes fijas identificadas en la ladrillera Ladrilleros Asociados, se observa que aparte de no contar con sistemas de control en el ducto de salida, el volumen de contaminantes emitidos a la atmosfera es considerable, lo que hace que esta industria sea vista como una gran fuente contaminante en el corregimiento de Altavista. Foto 6. Fuentes fijas Ladrilleros Asociados
a. Ducto de Salida horno de cocción ambiente
28
b. Emisión de los contaminantes al
La Foto 7 hace referencia a la empresa Ladrillera El Noral S.A, se puede observar que esta industria cuenta con varias cámaras de secado las cuales tienen ductos de salida independientes, en este caso no solo se recomienda la implementación de sistemas de control, sino también hacer una conexión de los ductos de salida de cada una de las cámaras para que la emisión se realice por un solo ducto.
Foto 7. Ductos de salida hornos de cocción Ladrillera el Noral S.A.
Para este tipo de fuentes de contaminación se propone la implementación de dispositivos de control tales como: multiciclones, filtros de mangas y lavadores de gases. Estos dispositivos son ubicados después de los ventiladores de extracción y antes de los ductos de salida.
7.1.1 Multiciclones. Son equipos que se componen por ciclones de pequeños diámetros, y se utilizan para el tratamiento de material partículado en calderas que utilizan combustibles sólidos.
29
7.1.2 Filtros de Mangas. Equipos muy eficientes en la separación solidogas, al hacer pasar una corriente gaseosa a través de un tejido, estos equipos permiten la eliminación de partículas sólidas. La eficiencia de separación de estos equipos depende de factores tales como granulometría, resistencia eléctrica y cohesión de las partículas.
7.1.3 Lavadores de gases. Los contaminantes son separados del flujo gaseoso cuando entran en contacto con un líquido, ya sea por empaque húmedo, aspersión, burbujeo u operaciones equivalentes. Son utilizados para la eliminación de polvos, nieblas, vapores y olores, también para la neutralización de gases tóxicos. Dependiendo del tipo de contaminante que se desea eliminar se puede utilizar como liquido lavador agua, aceite, una solución alcalina o agua ozonizada. (9
La Tabla 4 relaciona los sistemas de control propuestos para las fuentes fijas, con los contaminantes que pueden remover y las eficiencias de remoción que se alcanza con cada uno de ellos.
Tabla 4 sistemas de control para fuentes fijas.
Sistema de control
Contaminante que remueve
Eficiencia de remoción
Multiciclones
Material partículado
90% partículas <5 µm (9) 83% partículas <10 µm (9) 70% partículas <20 µm (9)
Filtros de mangas
Material partículado
99% (9)
Lavadores de gases
Material partículado y SO2
50 %– 80 % para material partículado (9) 90% para SO2 (9)
La 30
Figura 1 representa los sistemas de control que se propone utilizar para reducir las concentraciones de los contaminantes emitidos por las fuentes fijas identificadas en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín.
Figura 1. Sistemas de control propuestos para fuentes fijas.
a. Multiciclones
b. Filtro de mangas
31
c. Lavador de gases
7.2
FUENTES ÁREA
En las visitas realizadas se observa que todas las ladrilleras cuentan con puntos de acopio de materias primas y combustibles usados en la operación de hornos y cámaras de secado, acopio de ladrillos terminados y zonas de almacenamiento de escombros, donde por lo general se presentan altas emisiones de material partículado principalmente por la acción del viento.
La Foto 8 permite observar las fuentes área identificadas en la Ladrillera Altavista, se evidencia que la zona de almacenamiento de materia prima se encuentra descubierta, al igual que las tolvas utilizadas para el almacenamiento y la distribución del material a las siguientes etapas del proceso productivo. También se puede ver que la zona de almacenamiento de ladrillos terminados y escombros se encuentra a la intemperie, lo que permite que se presenten emisiones de material partículado debido a la erosión eólica.
Foto 8. Fuentes área Ladrillera Altavista
32
a. Almacenamiento de materias primas
b. Almacenamiento de ladrillos terminados y escombros
La Foto 9 muestra las fuentes área que se identificaron en el Tejar Santa Cecilia, las cuales se deben al almacenamiento de escombros y combustibles como carbón y cisco de café, la zona de almacenamiento de escombros se encuentra totalmente expuesta, lo cual permite que por acción del viento se presenten altas emisiones de material partículado; en la zona de almacenamiento de combustibles a pesar de estar bajo techo, también se da la emisión de material partículado por efectos del viento.
Foto 9. Fuentes área Tejas Santa Cecilia
33
a. Almacenamiento de escombros
b. Almacenamiento de combustibles
La Foto 10 corresponde a la empresa Ladrilleros Asociados, las fuentes área identificadas son la zona de almacenamiento de combustibles y la zona de almacenamiento y separación de materias primas, como se puede observar ambas zonas se encuentran bajo techo, sin embargo no se evita la emisión de contaminantes, debido a que el viento puede ingresar a estas zonas y generar erosión sobre los materiales.
Foto 10. Fuentes área Ladrilleros Asociados
34
a. Almacenamiento de combustibles
b. Almacenamiento de materias primas
La Foto 11 hace referencia a las fuentes área presentes en la Ladrillera El Noral S.A., se evidencio que estas fuentes se deben al almacenamiento de ladrillo terminado y el almacenamiento de madera la cual es utilizada como combustible. El ladrillo terminado se encuentra almacenado en un lugar que está protegido con un techo, sin embargo pueden ingresar corrientes de viento que generan el desplazamiento del polvo que este contiene, presentándose emisión de material partículado. En el caso de la madera, este material está a la intemperie y por lo general se encuentra seco, acumulando grandes cantidades de polvo, debido a la acción del viento ese polvo es removido, y también se da emisión de material partículado. 35
Foto 11. Fuentes área Ladrillera El Noral S.A.
a. Almacenamiento de ladrillo terminado
b. Almacenamiento de combustibles (madera)
En la Foto 12 se presentan las fuentes áreas encontradas en la Cantera Santa Rita S.A., la zona de almacenamiento de escombros está ubicada dentro de la planta de producción de ladrillo, en un lugar donde está expuesta a corrientes de viento, generándose de esta manera el levantamiento de polvo. El almacenamiento de ladrillo se hace en una zona aledaña a la planta de producción, lugar donde se hace el despacho del mismo, esta zona se encuentra descubierta lo cual permite que se esparza el polvo allí presente debido a la acción del viento.
36
Foto 12. Fuentes área Cantera Santa Rita S.A.
a. Almacenamiento de escombros
b. Almacenamiento de ladrillos
Para este tipo de fuentes de contaminación se proponen medidas que permitan evitar el contacto del viento con los materiales, ya que este es el principal factor que influye en la emisión de partículas contaminantes. A continuación se hace mención de las medidas propuestas.
37
7.2.1 Tolvas o silos de almacenamiento. Se recomienda hacer el almacenamiento de materias primas y combustibles en tolvas y silos que cuentes con un cerramiento completo de la zona contenedor. (Ver Ilustración 2 e Ilustración 3)
7.2.2 Bodegas y hangares. Para llevar a cabo el almacenamiento del ladrillo terminado y el almacenamiento de escombros, se propone la construcción de bodegas y/o hangares que se encuentren completamente cerrados, es decir que la única zona descubierta sea la que permita el acceso, y tratar de que esta se encuentre en una dirección contraria a la del viento para impedir el ingreso del mismo. (Ver Ilustración 4 e Ilustración 5)
7.2.3 Empaquetado. Es recomendable que una vez el ladrillo sea terminado este se apile y sea empaquetado o cubierto con materiales plásticos, con el fin de impedir el contacto del mismo con el viento. (Ver Ilustración 6)
Ilustración 2. Silos de Almacenamiento
Ilustración 3. Tolvas de Almacenamiento
38
Ilustración 4. Bodegas cerradas para almacenar ladrillo
Ilustración 5. Hangares para el almacenamiento de ladrillos y escombros
Ilustración 6. Empaquetado de ladrillo
39
En la Tabla 5 se relacionan las diferentes medidas propuestas para as fuentes área con los contaminantes que se controlan y eficiencia de remoción de cada una de ellas.
Tabla 5. Relación de las medidas propuestas para fuentes área con el contaminante que controla y la eficiencia de remoción.
Medida de control
Contaminante que controla
Eficiencia de remoción
Tolvas o silos de almacenamiento
Material partículado
100% (18)
Material partículado
77% - 80% (18)
Material partículado
100% (18)
Bodegas y hangares Empaquetado
7.3
FUENTES DISPERSAS
Las fuentes dispersas identificadas en las diferentes ladrilleras visitadas en el corregimiento de Altavista están asociadas a los siguientes procesos desarrollados en cada una de ellas: extracción de material de cantera, transporte de combustibles, transporte de escombros, despacho de ladrillos y limpieza de zonas de despacho.
La Foto 13 hace referencia a la empresa Ladrilleros Asociados, donde la principal fuente dispersa de contaminación se identificó en la zona donde se 40
hace el despacho de ladrillos, esto se debe a que todo el tiempo se está moviendo el producto terminado, ya sea desde el área de producción a la zona de despacho, o en el cargue de los camiones que se encargan de distribuirlo.
Foto 13. Fuente dispersa en la zona de despacho de ladrillos en Ladrilleros Asociados
La Foto 14 muestra las fuentes dispersas que fueron identificadas en la Ladrillera Altavista, en esta se observa que las zonas donde se presenta una emisión dispersa de material partículado son principalmente la zona donde se almacena el ladrillo que sale de las cámaras de secado y la zona de cargue del producto terminado, ya que en estos dos lugares hay movimiento constante de ladrillo, levantándose una cantidad de polvo considerable. Adicionalmente en estas zonas se hace un barrido periódico sin ningún tipo de humectación.
Foto 14. Fuentes dispersas Ladrillera Altavista
41
a. Zona de despacho de ladrillos
b. Cargue de ladrillo terminado
La Foto 15 se refiere a las fuentes de emisión dispersas encontradas en el Tejar Santa Cecilia, allí se lleva a cabo extracción de material de cantera el cual es utilizado para la fabricación de ladrillo, en esta zona la emisión de material partículado es considerable debido al movimiento constante de tierra y materiales como roca y arena. Otra zona en donde se presenta emisión de partículas al ambiente es la zona donde se hace el despacho del producto terminado, ya que esta se encuentra a la intemperie y el movimiento de ladrillos se hace de manera constante.
Foto 15. Fuentes dispersas Tejar Santa Cecilia
42
a. Extracción de material de cantera
b. Despacho de ladrillo
La Foto 16 da a conocer las fuentes dispersas identificadas en la Ladrillera El Noral S.A., en esta también hay extracción de material de cantera el cual se utiliza en el proceso productivo de la empresa; el movimiento de tierra, arcilla y otros materiales removidos en la zona de extracción hace que se presenten emisiones de material partículado sin ningún tipo de control. La zona de cargue de ladrillo terminado también es un sitio donde se da emisión de partículas al aire, esto debido a que constantemente hay movimientos de ladrillos hacia los vehículos distribuidores y periódicamente se hace barrido de la zona sin ningún tipo de humectación. Foto 16. Fuentes dispersas Ladrillera El Noral S.A.
43
a. Extracción de material de Cantera
b. Despacho de ladrillo
La Foto 17 permite observar las fuentes de contaminación dispersa presentes en la Cantera Santa Rita S.A., en esta empresa la emisión de material partículado a la atmosfera se da principalmente por la extracción de materiales de cantera, esto debido a que el área de explotación con la que cuenta esta cantera es bastante amplia, y la cantidad de material extraído es considerable. Como se puede ver en el lugar no solo hay puntos de extracción de material, sino que se cuenta con varias zonas donde se lleva a cabo la trituración y procesamiento del material explotado, en dichas zonas no se cuenta con dispositivos que controlen y reduzcan los contaminantes que son emitidos al ambiente. Foto 17. Fuentes dispersas Cantera Santa Rita S.A.
44
a. Extracción de material de cantera
b. Trituración y procesamiento de material de cantera
Para las diferentes fuentes de contaminación dispersas identificadas en las industrias ladrilleras del corregimiento Altavista se proponen las medidas de control que se mencionan a continuación:
45
7.3.1 Sistemas de aspersión. Se recomienda hacer una aspersión en las zonas donde se extrae, tritura y procesa el material de cantera, para esto se recomienda la instalación de aspersores de agua o cañones de agua, que permitan emitir agua pulverizada con una presión y un tamaño de gota adecuados, que permitan obtener la mayor eficiencia posible. (Ver Ilustración 7)
7.3.2 Cubrimiento con lonas. En las zonas donde se presenta el almacenamiento de materiales de cantera, se propone hacer un cubrimiento total de los materiales almacenados, con lonas que estén fabricadas con materiales que no permitan la filtración de partículas, ya sean carpas, plásticos u otro material parecido, con el fin de que no haya dispersión de los materiales almacenados debido a la acción del viento. (Ver 7.3.3 7.3.4 Ilustración 8)
7.3.5 Humectación con agua. En las zonas destinadas para el despacho de ladrillos, que por lo general son barridas varias veces al día, se propone el uso de barredoras mecánicas, las cuales permiten humectar el lugar durante cada barrido, con el fin de que cuando este se realice no sea muy alta la cantidad de polvo que se levante y así evitar emitir material partículado a la atmosfera. (Ver Ilustración 9)
Ilustración 7. Sistemas de aspersión
a. Aspersores giratorios
46
b. Cañones de agua c. Ilustración 8. Cubrimiento con lonas
47
Ilustración 9. Barredoras Mecánicas
En la Tabla 6 se relacionan las medidas de control propuestas para las fuentes dispersas con el tipo de contaminante que se controla y la eficiencia de estas medidas en la remoción de dicho contaminante.
Tabla 6. Relación de las medidas propuestas para fuentes dispersas con el contaminante que controla y la eficiencia de remoción.
Medida de control
Contaminante que controla
Eficiencia de remoción
Sistemas de aspersión
Material partículado
94% - 97% depende del tamaño de la gota (18)
Cubrimiento con lonas
Material partículado
100% (18)
Humectación con agua
Material partículado
No tienen eficiencia
7.4
FUENTES LINEALES
Se encontró que en todas las ladrilleras las fuentes de contaminación lineales se deben al estado de las vías de acceso, las cuales en su mayoría se encuentran sin pavimentar; además, otra fuente de contaminación lineal 48
identificada en todas las ladrilleras son las bandas transportadoras usadas para el transporte de ladrillos húmedos y secos dentro de la planta.
La Foto 18 hace referencia a las fuentes lineales identificadas al interior de la empresa Ladrilleros Asociados, los sistemas internos de transporte de ladrillos son bandas transportadoras que no cuentan con ningún tipo de cubrimiento, debido a las vibraciones que se generan es estas, hay un levantamiento de polvo especialmente cuando se transporta ladrillo terminado, generándose emisiones de material partículado.
Foto 18. Bandas transportadoras Ladrilleros Asociados
la Foto 19 muestra el estado de las vías de acceso a la Ladrillera Altavista, las cuales tienen un material de rodadura con un diámetro de partícula muy pequeño, básicamente compuesto de arenas y arcillas, debido a la entrada y salida constante de vehículos de carga hay levantamiento de este material, emitiendo material partículado a la atmósfera.
49
Foto 19. Vías de acceso Ladrillera Altavista
la Foto 20 permite observar las condiciones en que se encuentra la vía de acceso al Tejar Santa Cecilia, allí el material de la vía es muy fino, lo que hace que se levante fácilmente debido al tráfico de vehículos de carga, con lo cual se da una emisión de partículas al ambiente. Es importante mencionar que en esta empresa se tiene implementado un sistema de riego de la vía, el cual se hace con agua; sin embargo, la eficiencia de este sistema no es muy significativa, ya que el riego se hace pocas veces al día, con una duración muy corta y en periodos de tiempo muy largos.
Foto 20. Vía de acceso Tejar Santa Cecilia
50
La Foto 21 se refiere a las fuentes lineales encontradas en la Ladrillera El Noral S.A., como se puede ver en esta empresa también se cuenta con un material de rodadura fino, el cual se levanta con facilidad debido al tráfico de vehículos de carga y maquinaria pesada utilizada en los procesos de extracción de material de cantera. Adicional a esto es importante mencionar que la distancia entre las oficinas administrativas y la zona de producción es de aproximadamente 1 km, por lo que el personal administrativo se transporta dentro de la empresa por medio de vehículos, aumentando así las emisiones de material partículado generado por fuentes lineales
Foto 21. Vías de acceso Ladrillera El Noral S.A.
La Foto 22 permite ver el estado y la magnitud de las vías en la Cantera Santa Rita S.A., por el tamaño de la empresa se cuanta con una cantidad considerable de vías, las cuales en su mayoría son destapadas y con material de rodadura muy fino. El tráfico de vehículos en esta empresa es relativamente alto, debido a que constantemente se está sacando material de cantera, que es distribuido en diferentes zonas del Valle de Aburrá, además de que continuamente salen camiones cargados con ladrillos y demás productos producidos por la empresa.
51
Foto 22. Vías de acceso Cantera Santa Rita S.A.
Para reducir las concentraciones de los contaminantes atmosféricos generados por las fuentes de contaminación lineales identificadas en las empresas ladrilleras visitadas en el corregimiento de Altavista, se proponen las siguientes medidas:
7.4.1 Riego de Vías. En las vías de acceso a las diferentes empresas y en las vías internas en cada una de ellas, realizar un riego periódico con supresores de polvo orgánicos bituminosos, los cuales son considerados supresores de larga duración, con alta resistencia al rodado y alta tensión de carga; al utilizar este tipo de supresores, el riego de vías se puede hacer con una frecuencia mínima de dos (2) veces al día. (Ver Ilustración 10)
7.4.2 Cambio de material de rodadura. Una forma de reducir considerablemente las concentraciones de material partículado emitido en las vías de acceso de las diferentes ladrilleras, es haciendo un cambio del material de rodadura de dichas vías, utilizando materiales con un mayor diámetro, tales como la grava o el triturado. (Ver Ilustración 11)
7.4.3 Cerramiento de bandas transportadoras. En los procesos de producción donde se transporte el ladrillo a través de bandas transportadoras, se recomienda que estas bandas se encuentren completamente cerradas, así 52
se evita la emisión de partículas, debido a las vibraciones que estas generan sobre el producto. (Ver Ilustración 12)
7.4.4 Pavimentación de vías. Para evitar la polución generada por el rodamiento de vehículos a través de las vías de acceso a las diferentes ladrilleras, una medida que se propone es la pavimentación de estas vías, ya que el pavimento no permite que haya acumulación de material fino y por consiguiente que haya emisión de partículas a la atmósfera. (Ver Ilustración 13)
Ilustración 10. Riego de vías
Ilustración 11. Cambio de material de rodadura
53
Ilustración 12. Bandas transportadoras
Ilustración 13. Pavimentación de Vías
En la Tabla 7 se presenta la relación que existe entre las medidas propuestas para las fuentes lineales, el contaminante que remueven y la eficiencia en la remoción del mismo.
54
Tabla 7. Relación de las medidas propuestas para fuentes dispersas con el contaminante que controla y la eficiencia de remoción
Medida de control
Contaminante que controla
Eficiencia de remoción
Riego de Vías
Material partículado
80% (18)
Cambio de material de rodadura
Material partículado
30% (18)
Cerramiento de bandas transportadoras
Material partículado
100% (18)
Pavimentación de vías
Material partículado
100% (18)
7.5
FUENTES MÓVILES
Las principales fuentes móviles de contaminación identificadas durante las visitas son los vehículos de carga (camiones y volquetas) usados para el transporte de materias primas, combustibles y productos terminados.
En la Foto 23 se dan a conocer las fuentes móviles que se identificaron en las empresas ladrilleras asentadas en el corregimiento Altavista, estos vehículos por lo general transportan grandes cantidades de ladillos, sin contar con algún tipo de carpado, adicional a esto andan a velocidades relativamente altas, lo que permite que se presenten emisiones de partículas debido a la acción del viento.
Además de generar contaminación por material partículado, la mayoría de estos vehículos generan emisiones de gases como el monóxido de carbono (CO), esto se debe a que muchos de estos vehículos son modelos viejos, que en ocasiones pueden llegar a superar los 20 años de operación, por lo que sus sistemas de combustión no son lo suficientemente eficientes.
55
Foto 23. Fuentes móviles identificadas en las Ladrilleras ubicadas en el corregimiento de Altavista
a. Fuentes móviles Ladrilleros Asociados
b. Fuentes móviles Cantera Santa Rita S.A.
Para este tipo de fuentes se propone establecer medidas que no solo reduzcan las concentraciones de material partículado, sino también que permitan la reducción de las concentraciones de gases como el monóxido de carbono (CO). A continuación se mencionan las diferentes medidas propuestas.
7.5.1 Cubrimiento de carga. Se propone que todos los camiones y volquetas que salgan cargados con ladrillos o material de cantera lleven carpas 56
con las cuales se haga un cubrimiento de la carga. También se propone que todos los vehículos que lleven materiales para proveer a las empresas de materia prima y combustibles cuenten con sistema que cubra la carga. (Ver Ilustración 14)
7.5.2 Operativos en vías. Se propone que CORANTIOQUIA como autoridad ambiental realice periódicamente una revisión de la emisión de gases de las fuentes de contaminación móviles, para esto es necesario que se realicen operativos en vía con una unidad móvil de revisión de gases, con el fin de hacer monitoreo y seguimiento a las fuentes móviles terrestres. (Ver Ilustración 15)
7.5.3 Lavado de llantas. Debido a que las llantas de los vehículos que ingresan a las ladrilleras recogen bastante cantidad de polvo, se propone que estas sean lavadas una vez los vehículos vayan a salir de las empresas, para llevar a cabo este lavado se deben destinar zonas exclusivas de lavado a la salida de la empresa, donde se construya un dispositivo por donde pasen los vehículos y sean lavadas las llantas, o donde un operario de la empresa realice el lavado de forma manual por medio de mangueras. (Ver Ilustración 16)
7.5.4 Sistemas de control en tubos de escape. Instalación de Filtros de Partículas Diésel en los tubos de escape de todos aquellos vehículos que sean usados por las empresas para el transporte de materias primas, combustibles y productos terminados, y que operen con Diésel, con el fin de darle un tratamiento a las gases de escape de estos vehículos, y reducir las concentraciones de partículas generadas por motores Diésel. (Ver Ilustración 17)
57
Ilustración 14. Cubrimiento de carga
Ilustración 15. Operativos en vías
58
Ilustración 16. Lavado de llantas
Ilustración 17. Sistemas de control en tubos de escape de vehículos
En la Tabla 8 se presenta la relación entre las medidas propuestas para las fuentes móviles, los contaminantes que se remueven y la eficiencia de estas medidas en la remoción de dichos contaminantes.
59
Tabla 8. Relación de las medidas propuestas para fuentes dispersas con el contaminante que controla y la eficiencia de remoción.
Medida de control
Contaminante que controla
Eficiencia de remoción
Cubrimiento de carga
Material partículado
96% (18)
Operativos en vías
Esta medida está orientada al seguimiento y no al control de las emisiones
No Aplica
Lavado de llantas
Material partículado
No tiene eficiencia
Sistemas de control en tubos de escape
Material Partículado
97% (16)
7.6
OTRAS MEDIDAS
En el corregimiento Altavista se evidencio que no solo las empresas ladrillas y de extracción de material generan contaminación al ambiente, las actividades cotidianas de los habitantes de la zona también aportan a la contaminación atmosférica, además de que existen terrenos que en algún momento fueron explotados y que en la actualidad se encuentran abandonados, los cuales pueden aportar a las concentraciones de material partículado.
La Foto 24 muestra una de las zonas en donde se presentó una explotación y que actualmente se encuentra en proceso de recuperación, sin embargo se propone que desde la autoridad ambiental se gestione un proceso de revegetalización de la zona por medio de la implementación de hidrosiembra (Ver Ilustración 18), y así ayudar a la recuperación del ecosistema establecido antes de la explotación. Adicional a esto se propone la creación de cinturones verdes (Ver Ilustración 19) con los cuales se mitigue el impacto generado por las constantes emisiones de material partículado a la atmósfera y la ampliación en cobertura de áreas verdes.
60
Foto 24. Otras zonas identificadas
Ilustración 18. Revegetalización.
61
Ilustración 19. Cinturones verdes.
En la Tabla 9 se presentan las medidas propuestas para la recuperación de otras zonas afectadas y la eficiencia que estas tienen.
Tabla 9. Medidas para la recuperación de zonas afectadas.
Medida de recuperación
Eficiencia de la medida
Revegetalización (Hidrosiembra)
67% - 70% (18)
Cinturones Verdes
25% - 40% dependiendo de la especie utilizada.(18)
8
RESULTADOS
Con este trabajo no solo se pudo llevar a cabo la elaboración de informes técnicos que permitieron dar conocer el estado de la calidad del aire en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín, en términos de material partículado PM10; sino que también fue posible hacer una clasificación de área-fuente de la zona de interés, teniendo en cuenta las mediciones históricas de las concentraciones de PM10 con las que cuenta CORANTIOQUIA, obteniendo como resultado una clasificación de área-fuente alta. Con base en esta clasificación, se elaboró un documento técnico donde se propuso a CORANTIOQUIA la implementación de las estrategias de mejoramiento de la 62
calidad del aire descritas en este documento, con el fin de reducir las concentraciones de material partículado en el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín, el cual se encuentra dentro de su jurisdicción.
9
CONCLUSIONES
De acuerdo a la metodología de clasificación de área fuente establecida por el Decreto 979 de 2006, el corregimiento de Altavista del municipio de Medellín se considera como área fuente de contaminación alta y la autoridad ambiental, que en este caso es la Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia–CORANTIOQUIA, debe de formular un programa de descontaminación del aire, el cual debe de tener una duración de hasta diez (10) años y no se deben de establecer nuevas fuentes de contaminación.
CORANTIOQUIA como autoridad ambiental, debe de exigir a cada una de las empresas establecidas en el corregimiento de Altavista, la implementación obligatoria de las medidas que se proponen dentro del programa de descontaminación del aire, para que se dé el cumplimiento de la normatividad nacional y se reduzcan las concentraciones de contaminantes que son emitidos a la atmósfera.
Hace falta más voluntad y compromiso por parte de las personas que administran y operan las diferentes ladrilleras que funcionan en el corregimiento de Altavista, ya que son estas las que permiten que los sistemas y equipos sigan funcionando, así lo hagan de una manera poco eficiente.
10
BIBLIOGRAFÍA
1. DE NEVERS, Noel. INGENIERIA DE CONTROL DE LA CONTAMINACION DEL AIRE. Traducido por José Hernán Pérez Castellanos. 1 ed. México, D.F.: McGraw-Hill, 1998. 546 p.
2. WARK, Kenneth. y WARNER, Cecil F. CONTAMINACIÓN DEL AIRE. Origen y control. 1 ed. México, D.F.: Limusa-Noriega editores, 1999. 650 p.
63
3. COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Resolución 610 (24, marzo, 2010). Bogotá, D.C.: El ministerio, 2010. 8 p.
4. COLOMBIA. MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE. Decreto 948 (5 de junio de 1995). Bogotá, D.C., junio de 1995. 5. COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Decreto 979 (3 de abril de 2006). Bogotá, D.C., abril de 2006.
6. COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Protocolo para el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire. Manual de operación de sistemas de vigilancia de la calidad del aire. Bogotá, 2010.
7. ENVIRONMENTAL PROTECCIÓN AGENCY. Guideline for reporting of daily air quality – Air Quality Index. Office of Air Quality Planning and Standards. 2006.
8. PUERTA, Jorge L. y QUINCHIA, Rigoberto. VENTILACION INDUSTRIAL Y EQUIPOS DE LIMPIEZA DE AIRE. Equipos para la limpieza de aire. 3 edición. Medellín. Litografía Multigráficas Ltda, diciembre de 2003. 496 p.
9. OELKER B, Arnulfo. Sistemas control emisiones para operación con petróleo en la RM. Thermal Engineering Ltda. Providencia 2133, Of. 207. Santiago, Chile. Junio 2011. Disponible en: http://www.thermal.cl/prontus_thermal/site/artic/20110602/asocfile/20110 602102250/articulo___sistemas_control_emisiones.pdf
10. Multiciclón. Slideshare. Yajaira Corredor. 26 de septiembre de 2013. Consultado el 20 de abril de 2016. Disponible en: http://es.slideshare.net/yajairacorredor/multiciclon
11. Filtro de mangas. IRMA projekt sistema SRL. Consultado el 20 de abril de 2016. Disponible en: http://www.irma-ps.com/spa/vrecastifilteri.html 64
12. Lavado de gases: Tratamiento con ozono por vía húmeda. Cosemar Ozono. María del Pilar Pérez Calvo. Consultado el 20 de abril de 2016. Disponible en: https://www.cosemarozono.es/pdf/servicios_35.pdf
13. Riego por aspersión. Open Course Ware, Universidad de Sevilla, 2007. Consultado el 19 de abril de 2016. Disponible en: http://ocwus.us.es/ingenieria-agroforestal/hidraulica-yriegos/temario/Tema9.Riegoporasersion/page_22.htm
14. Sistemas de Riego con cañón aspersor. Ecured, conocimiento con todos y para todos. Consultado el 19 de abril de 2016. Disponible en: http://www.ecured.cu/Sistema_de_riego_de_cañon_aspersor
15. RADA, Ramón. y CRUZ, Ricardo. Prácticas para suprimir el polvo. Minería Chilena, información confiable y oportuna. N° 384, junio de 2013. P 57 – 65. 16. Secretaria Distrital de Ambiente. Dirección de Control Ambiental. Subdirección de Calidad del Aire, Auditiva y Visual. PROGRAMA DE FILTROS DE PARTÍCULAS DIÉSEL PARA BOGOTÁ – BDPF. Bogotá, D.C., diciembre de 2014.
17. Hidrosiembra. Corporativo Mayra. Aristóteles No 77 Col. Polanco Delegación Miguel Hidalgo. Consultado el 20 de abril de 2016. Disponible en: http://corporativomayra.com/descargas/hidrosiembra.pdf
18. COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE. Laboratorio Grupo de Ingeniería y Gestión Ambiental – LabGIGA, Universidad de Antioquia. Programa de reducción de la contaminación atmosférica en la zona carbonífera del Cesar. 2013-2014.
Autor – Yonathan Ramírez Álvarez
Asesor – David Aguiar Gil
C.C. 1040038416
C.C. 15372723
65
