Instituto Nacional de Ecología Libros INE CLASIFICACION AE 009376 LIBRO Norma oficial mexicana que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases en la industria del hierro y el acero TOMO 11111111 IIIII III IlEü r,1111i 1111110 AE 009376 INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DEEMISION A LA ATMOSFERA DE PARTICULAS Y GASES EN LA INDUSTRIA DEI, FIERRO Y EL ACERO . PREPARADO POR : CORPORACION RADIAN S .A. DE C .V. DIRECCION GENERAL DE NORMATIVIDAD AMBIENTAL ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION A LA ATMOSFERA DE MATERIAL PARTICULADO Y GASES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO INFORME FINAL preparado para: SECRETARIA DE DESARROLLO SOCIAL INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA preparado por: CORPORACION RADIAN, S .A . DE C .V. Septiembre 1993 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO R E S U M E N E J E C U T I V O La Secretaria de Desarrollo Social a través del Instituto Nacional de Ecología, está llevando a cabo el "Programa Ambiental de México" para la modernización y fortalecimiento de su capacidad de gestión ambiental asi como para el análisis e implementación de políticas ambientales en el país. En el Programa Sectorial Ambiental de México que se lleva a cabo actualmente con recursos provenientes del crédito del Banco Mundial, se incluye una subcomponente relativa a la normatividad ambiental, la cual considera entre sus objetivos fundamentales, la elaboración y expedición de Normas Oficiales Mexicanas. La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección .11 Ambiente establece en el Artículo •8 fracción VII y en el Artículo 111, que es atribución de la Secretaría de . Desarrollo Social formular las Normas Oficiales •Mexicanas que especifiquen los niveles máximos permisibles de emisión por contaminante y por fuente de contaminación. Dentro de las prioridades normativas se encuentra el establecimiento de especificaciones que incluyan los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de gases material particulado procedentes de de hierro y acero . CORPORACION . .RADIAN' S .A .'DE C .V . la operación" de, fundición . RE -1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Es necesario controlar estas emisiones, a través del establecimiento de niveles máximos permisibles con el fin de asegurar la preservación del equilibrio ecológico, la salud humana y la protección al ambiente. La Secretaria de Desarrollo Social a través de la Dirección General de Normatividad Ambiental, ha contratado los servicios de Corporación Radian S .A . de C .V ., una empresa consultora con amplia experiencia en el soporte y elaboración de normatividad ambiental internacional, con el objeto de formular la Norma Oficial Mexicana que establezca los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de material particulado y gases en la industria del hierro y el acero. A fin de sustentar la Norma Oficial Mexicana que establece los Niveles Máximos permisibles de Emisión a la Atmósfera de Material Particulado y Gases en la Industria del Hierro y el Acero, se presenta un estudio técnico en el cual se desarrolla la investigación y análisis de información científica y tecnológica preliminar asi como los estudios de análisis posterior del documento normativo. El documento final se encuentra estructurado de siguiente manera: I. II. IIT . IV. V. Introducción Desarrollo del Estudio . Primera Parte. Anteproyecto de la Norma Oficial Mexicana Desarrollo del Estudio . Segunda Parte. Conclusiones y Recomendaciones VI. Bibliografía V . Apéndices CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . RE-2 MOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO El Desarrollo del Estudio en su primera parte incluye: 1. La caracterización general de la industria en la cual se presenta la magnitud, clasificación y distribución geográfica de empresas emisoras de partículas y gases en la producción de hierro y acero en el territorio nacional, las materias primas y los tipos de procesos utilizados, y el volumen de producción industrial. 2. La caracterización ambiental de la industria en la cual se presenta el volumen, concentración y naturaleza de los contaminantes emitidos a la atmósfera, las tecnologías de control disponibles para emisiones a la atmósfera de material particulado y distintos gases, la toxicidad de los contaminantes y su magnitud en riesgos para la salud y para los ecosistemas asi como la descripción de algunos modelos de dispersión de contaminantes aplicables. 3. La evaluación de los contaminantes en las instalaciones seleccionadas para la realización de muestreos . En esta sección se definen los criterios para la selección de fuentes ; el establecimiento dé cirterios y técnicas de muestreo, el formato para reportar las pruebas de emisiones, la metodología, normatividad y aparatos de medición a utilizar, los resultados de los muestreos de las concentraciones de partículas y gases presentes en las fuentes de emisión realizados en las fuentes seleccionadas. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . RE-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 . La integración y análisis de la información sobre la normatividad internacional relacionada con la fundición de hierro y acero, presentándose un cuadro comparativo de la información analizada, asi como la normatividad nacional en materia de prevención y control de la contaminación a la atmósfera relacionada. La información anterior proporciona el soporte técnico necesario para el establecimiento de los límites de control que se determinan en el anteproyecto de Norma Oficial Mexicana. El Desarrollo del Estudio en su segunda parte consiste en el análisis posterior del documento normativo y proporciona la información necesaria para su aplicación ., detallando lo siguiente : 1. La determinación de los métodos de prueba donde se establecen los métodos de muestreo y análisis aplicables para la verificación del cumplimiento de la normatividad. 2. El grado de concordancia en el cual se comparan los criterios y valores recomendados en la normatividad internacional y la mexicana. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . RE-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3. La determinación de las condiciones para el cumplimiento y los criterios programáticos para la aplicación, en donde se incluye la determinación del tiempo, costo y tecnología necesaria para hacer aplicable la Norma Oficial Mexicana asi como el beneficio derivado de ésta. 4. El programa de consulta a los sectores públicos, privados y sociales que se vean afectados con el establecimiento y aplicación de la Norma Oficial Mexicana. El documento final que se presenta a consideración, cumple con los objetivos establecidos pues sustenta información completa de los distintos procesos de fundición de hierro y acero, las emisiones atmosféricas y sus concentraciones, la selección del equipo de control asi como los procedimientos de operación y muestreo . Bajo este contexto, la Norma Oficial Mexicana que se presenta cuenta con tin respaldo técnico suficiente. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . RE-5 INDICE GENERAL 1 . INTRODUCCION 2. DESARROLLO DEL ESTUDIO Primera Parte 3. ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA 4. DESARROLLO DEL ESTUDIO Segunda Parte 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6. BIBLIOGRAFIA 1 . Introducción NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 1 .0 INTRODIICCION La Secretaría de Desarrollo Social a través del Instituto Nacional de Ecología, está llevando a cabo el "Programa Ambiental de México" para la modernización y fortalecimiento de su capacidad de gestión ambiental y de análisis e implementación de políticas ambientales en el país. En el Programa Sectorial Ambiental de México que se lleva a cabo actualmente con recursos provenientes del crédito del Banco Mundial, se incluye una subcomponente relativa a la normatividad ambiental, la cual considera entre sus objetivos fundamentales, la elaboración y expedición de Normas Oficiales Mexicanas. La Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente establece que le corresponde a la Secretaria de Desarrollo Social la formulación de Normas Oficiales Mexicanas que especifiquen los niveles máximos permisibles de emisión por contaminante y por fuente de contaminación. La Secretaría de Desarrollo Social a través de la Dirección General de Normatividad Ambiental ha contratado los servicios de Corporación Radian S .A . de C .V ., una empresa consultora con amplia experiencia en el soporte y elaboración de normatividad ambiental, con el objeto de formular la Norma Oficial Mexicana que establezca los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de materiales particulados y gases en la industria del hierro y el acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 1-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Es necesario controlar estas emisiones, a través del establecimiento de niveles máximos permisibles con el fin de asegurar la preservación del equilibrio ecológico, la salud humana y la protección al ambiente. 1 .1 OBJETIVO Elaborar la Norma Oficial Mexicana que establezca los niveles máximos permisibles de emisión de materiales particulados y gases en la industria del hierro y el acero para los diferentes tipos de proceso existentes en el país. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 1-2 2 . Desarrollo del Estudio Primera Parte NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA DE CONTENIDO Desarrollo del Estudio Primera Parte CAPITULO 2 . CARACTERIZACION GENERAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 2 .1 ANTECEDENTES 2-1 2 .2 MATERIAS PRIMAS, PRODUCTOS Y PROCESOS 2-2 2 .2 .1 Minería de Hierro 2 .2 .2 Tipo de Explotación 2 .2 .3 Beneficio del Mineral 2 .2 .3 .1 Proceso de Medio Pesado 2 .2 .3 .2 Proceso de Pulsadores 2 .2 .3 .3 peletización 2 .2 .4 Sinterización 2 .2 .4 .1 Materias Primas 2 .2 .4 .2 Proceso 2 .2 .5 Coquización 2 .2 .6 Alto Horno - 2 .2 .6 .1 Operación 2 .2 .7 Reducción Directa 2 .2 .7 .1 Materias Primas 2 .2 .7 .2 Proceso de Reducción Directa 2 .2 .8 Horno de Cubilote 2 .2 .8 .1 Zonas del Horno de Cubilote 2 .2 .8 .2 Revestimiento del Horno de Cubilote 2 .2 .8 .3 Cama de Coque 2 .2 .8 .4 Operación del Horno de Cubilote 2 .2 .8 .5 Materia Prima del Horno de Cubilote 2 .2 .9 Aceración 2 .2 .9 .1 Convertidores 2 .2 .9 .2 Proceso B .O .F 2 .2 .9 .3 Horno de Hogar Abierto 2 .2 .9 .4 Hornos Eléctricos 2 .2 .10 Vaciado 2 .2 .11 Ferroaleaciones 2 .2 .12 Procesos de Transformación 2 .2 .12 .1 Procesos primarios 2 .2 .12 .2 Procesos secundarios CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V. 2-2 2-3 2-4 2-4 2-5 2-7 2-9 2-10 2-11 2-12 2-15 2-16 2-19 2-19 2-21 2-26 2-27 2-29 2-30 2-31 2-33 2-36 2-36 2-37 2-41 2-43 2-46 2-46 2-48 2-48 2-52 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO CAPITULO 3 . CARACTERIZACION AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 PRODUCCION DE HIERRO Y ACERO 3 .1 .1 Fabricación de hierro 3 .1 .2 Preparación del Mineral de Hierro 3 .1 .3 Sinterizado 3 .1 .3 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .3 .2 Naturaleza de las emisiones 3 .1 .4 Peletizado 3 .1 .5 Altos Hornos 3 .1 .5 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .5 .2 Naturaleza de los gases de salida 3 .1 .5 .3 Emisiones al Aire 3 .1 .5 .4 Reducción Directa del Mineral de Hierro 3 .1 .6 Fundición de Hierro Gris 3 .1 .6 .1 Cubilete 3 .1 .6 .1 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .6 .1 .2 Naturaleza de las Emisiones 3 .1 .6 .2 Hornos de Hogar Abierto 3 .1 .6 .2 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .6 .2 .2 Naturaleza de las Emisiones 3 .1 .6 .3 Convertidores 3 .1 .6 .3 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .6 .3 .2 Naturaleza de las Emisiones 3 .1 .6 .3 .3 Emisiones de humos Secundarios 3 .1 .6 .4 Convertidores de Soplado por el Fondo 3 .1 .7 Hornos Eléctricos de Fusión 3 .1 .8 Hornos de Resistencia 3 .1 .9 Hornos de Arco Directo 3 .1 .9 .1 Descripción del Proceso 3 .1 .9 .2 Naturaleza de las emisiones 3 .2 TECNOLOGIAS DE CONTROL DE LAS EMISIONES A LA ATMOSFERA EXISTENTES EN LA PLANTA PRODUCTIVA MEXICANA Y SU COMPARACION CON TRES PAISES DESARROLLADOS 3 .2 .1 Selección de los Equipos de Depuración en los procesos de fabricación del hierro, Sinterizado y alto horno 3 .2 .2 Equipo de Control en los Procesos de Peletizado y Altos Hornos 3 .2 .3 Control de las Emisiones de los Procesos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-1 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-11 3-12 3-13 3-14 3-14 3-16 3-17 3-17 3-20 3-21 3-22 1 3-22 3-23 3-23 3-23 3-24 3-29 3-31 3-33 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de Reducción Directa del Mineral de Hierro y Fundición de Hierro Gris 3 .2 .4 Control de las Emisiones de otras Operaciones dentro de la Fundición 3 .2 .5 Control de la Contaminación Atmosférica de los Procesos de los Hornos de Hogar Abierto 3 .2 .6 Equipos de Control de Emisiones de los Convertidores 3 .2 .7 Equipos de Control de Emisiones de los Hornos Eléctricos 3 .2 .8 Selección del Equipo Depurador 3 .2 .9 Sistemas de Control de Emsiones en los Procesos de Laminación 3 .2 .10 Control de Emisiones de Partículas 3 .2 .10 .1 Ciclones 3 .2 .10 .2 Filtros de Bolsa 3 .2 .10 .3 Precipitadores Electrostáticos 3 .2 .10 .4 Lavadores Húmedos de ionización 3 .2 .10 .5 Lavadores Húmedos 3 .2 .11 Equipos de monitoreo y control de contaminantes 3 .2 .11 .1 Monitoreo de Sistemas de Fundición 3 .2 .12 Monitoreo de Dispositivos de Control de Contaminación 3 .2 .13 Equipo de Monitoreo de Emisiones Continuas 3 .2 .13 .1 Sistemas de Muestreo 3 .2 .13 .2 Sistemas Extractivos 3 .2 .13 .3 Sistemas in-situ 3 .2 .14 Analizadores de Gas 3 .2 .14 .1 Analizadores, de Infrarrojo No Dispersivos 3 .2 .14 .2 Analizadores de Infrarrojo por transformadas de Fourier 3 .2 .14 .3 Analizadores Ultravioleta No Dispersivos 3 .2 .14 .4 Analizadores de quimioluminiscencia 3 .2 .14 .5 Analizadores de fotoluminiscencia 3 .2 .14 .6 Analizadores de fotografía de flama 3 .2 .14 .7 Analizadores polarográficos 3 .2 .14 .8 Analizadores electrocataliticos 3 .2 .14 .9 Transmisómetros 3 .2 .15 Sistemas de Adquisición y Registro de Información 3 .3 TOXICIDAD DE LOS CONTAMINANTES Y SU MAGNITUD EN EL RIESGO PARA LA SALUD Y PARA LOS ECOSISTEMAS CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-33 3-34 3-34 3-35 3-37 3-38 3-39 3-39 3-40 3-41 3-42 3-43 3-44 3-45 3-46 3-53 3-54 3-54 3-55 3-57 3-58 3-58 3-59 3-59 3-59 3-60 3-60 3-60 3-61 3-61 3-62 3-63 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .1 Oxidos de Azufre y Partículas en Suspensión 3 .3 .1 .1 Fuentes 3 .3 .1 .2 Concentraciones y exposiciones en el ambiente 3 .3 .1 .3 Absorción, distribución y eliminación 3 .3 .1 .4 Efectos sobre los animales de experimentación 3 .3 .1 .5 Efectos sobre el hombre 3 .3 .1 .6 Evaluación de los riesgos para la salud 3 .3 .2 Oxidos de Nitrógeno 3 .3 .2 .1 Fuentes 3 .3 .2 .2 Niveles y exposiciones en el ambiente 3 .3 .2 .3 Efectos sobre los animales de experimentación 3 .3 .2 .4 Efectos en el hombre 3 .3 .2 .5 Evaluación de los riesgos de salud 3 .3 .3 Oxidantes Fotoquímicas 3 .3 .3 .1 Fuentes 3 .3 .3 .2 Concentraciones y exposiciones ambientales 3 .3 .3 .3 Efectos en animales de experimentación 3 .3 .3 .4 Efectos en el hombre 3 .3 .3 .5 Evaluación de los riesgos para la salud 3 .3 .4 Monóxido de Carbono 3 .3 .4 .1 Fuente 3 .3 .4 .2 Concentraciones ambientales 3 .3 .4 .3 Efectos en animales de experimentación 3 .3 .4 .4 Efectos en el hombre 3 .3 .4 .5 Evaluación de los riesgos para la salud 3 .3 .5 Plomo 3 .3 .5 .1 Fuentes 3 .3.5 .2 Metabolismo 3 .3 .5 .3 Estudios experimentales sobre los efectos del plomo 3 .3 .5 .4 Estudios clínicos y epidemiológicos sobre los efectos del plomo 3 .4 MODELOS PARA LA SIMULACION DE DISPERSION DE CONTAMINANTES 3 .4 .1 Modelos de dispersión de fuente puntual y linea flotante 3 .4 .2 Caline-3 3 .4 .3 Modelo de Dispersión Climatológica 3 .4 .4 Algoritmo de Pluma Gaussiana para Calidad del Aire de Fuente Múltiples 3 .4 .5 Modelo Complejo de Fuentes Industriales CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-63 3-63 3-64 3-66 3-68 3-69 3-72 3-74 3-74 3-75 3-76 3-80 3-83 3-85 3-85 3-86 3-88 3-91 3-97 3-98 3-98 3-99 3-100 3-101 3-105 3-107 3-107 3-111 3-112 3-114 3-116 3-117 3-119 3-121 3-124 3-126 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .4 .6 Algoritmo de dispersión Gaussiana de punto múltiple con ajuste de terreno 3 .4 .7 Modelo de Fuente Individual CAPITULO 4 . EVALUACION DE LA CONTAMINACION DE LAS INSTALACIONES 4 .1 CRITERIOS Y TECNICAS DE MUESTREO 3-129 3-131 4-1 4-3 4 .1 .1 Puertos de Muestreo 4 .1 .1 .1 Ubicación del Puerto 4 .1 .1 .2 Tipos de Puerto 4 .1 .1 .3 Instalación del Puerto 4 .1 .1 .4 Número de Puertos Requerido 4 .1 .2 Plataforma de Trabajo 4 .1 .2 .1 Tamaño de la Plataforma 4 .1 .2 .2 Acceso a la Plataforma 4-3 4-3 4-3 4-3 4-4 4-4 4-4 4-4 4 .1 .2 .3 Carga en la Plataforma 4 .1 .3 Abastecimiento de Energía 4 .1 .3 .1 Plataforma 4 .1 .3 .2 Base de la Plataforma 4-4 4-5 4-5 4-5 4 .2 FORMATO PARA REPORTAR LAS PRUEBAS DE EMISIONES 4-5 4 .3 METODOLOGIA Y APARATOS DE MEDICION A UTILIZAR 4-8 4 .3 .1 Medición de la tasa del flujo volumétrico y la velocidad del gas en la chimenea 4 .3 .2 Medición de Partículas 4 .3 .3 Equipo de Muestreo 4 .3 .4 Equipo de Análisis de Muestra 4-8 4-9 4-10 4-11 4 .4 CRITERIOS Y TECNICAS DE MUESTREO 4-11 4 .5 RESULTADOS DE MUESTREO DE LA EPA 4-13 4 .6 RESULTADOS DE MUESTREOS REALIZADOS EN MEXICO 4-13 4 .6 .1 Empresas Participantes en el Muestreo 4-14 4 .6 .2 Desarrollo de los Muestreos 4-14 4 .6 .2 .1 Métodos y Procedimientos de Muestreo—4-15 4 .6 .2 .2 Equipo utilizado 4-15 4 .6 .3 Alto Horno 4-17 4 .6 .3 .1 Datos del Horno 4-17 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .6 .3 .2 Datos de operación 4 .6 .3 .3 Resultados del Muestreo 4 .6 .4 Convertidor II (B .O .F .) 4 .6 .4 .1 Datos del Horno 4 .6 .4 .2 Datos de Operación 4 .6 .4 .3 Datos del Sistema de Control 4 .6 .4 .4 Resultados del Muestreo 4 .6 .5 Cubilote 4 .6 .5 .1 Datos de Operación 4 .6 .5 .2 Datos del Sistema de Control 4 .6 .5 .3 Resultados del Muestreo 4 .6 .6 Horno de Arco Eléctrico 4 .6 .6 .1 Datos del Horno 4 .6 .6 .2 Datos de Operación 4 .6 .6 .3 Datos del Sistema de Control 4 .6 .6 .4 Resultados del Muestreo CAPITULO 5 . INTEGRACION DE LA INFORMACION DE LA NORMATIVIDAD INTERNACIONAL EN MATERIA DE GASES Y pARTICULAS PROVENIENTE DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .1 RESUMEN DE LAS NORMAS INTERNACIONALES ACERCA DE LAS EMISIONES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO 5 .1 .1 República Federal Alemana 5 .1 .1 .1 Plantas para la obtención de hierro 5 .1 .1 .2 Plantas para la producción de acero con convertidores, hornos de arco eléctrico y plantas de fundición al vacío 5 .1 .1 .2 .1 Plantas de fundición de acero y hierro colado 5 .1 .1 .2 .2 Planta de electrofundido de escorias 5 .1 .2 Japón 5 .1 .2 .1 Estándar de emisión para dióxidos de azufre 5 .1 .2 .2 Estándar de emisión para óxidos de nitrógeno 5 .1 .2 .3 Estándar de emisión de hollín y polvos 5 .1 .2 .4 Estándar de emisión de polvos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V. 4-17 4-17 4-24 4-24 4-24 4-24 4-31 4-31 4-31 4-31 4-31 4-38 4-38 4-39 4-39 4-39 5-1 5-1 5-1 5-2 5-2 5-2 5-4 5-4 5-6 5-7 5-8 5-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Estándar de emisión de partículas . . . .5-9 .1 .2 .5 5-10 5 .1 .2 .6 Sustancias peligrosas 5-11 5 .1 .3 Estados Unidos 5 5 .1 .3 .1 5 .1 .3 .2 Hornos de Arco Eléctrico Convertidores BOF 5-11 5-12 5 .2 COMPARACION DE ESTANDARES DE PARTICULAS Y GASES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5-14 5 .3 NORMATIVIDAD NACIONAL EN MATERIA DE PREVENCION Y CONTROL DE LA CONTAMINACION A LA ATMOSFERA 5-14 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO INDICE DE TABLAS Y FIGURAS TABLA 3-1 PROCESOS DE METALES FERROSOS TABLA 3-2 FACTORES DE EMISION DE PARTICULAS Y EMISIONES GASEOSAS TABLA 3-3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO Y ACERO TABLA 3-4 CLASIFICACION GENERAL PARA LAS PRINCIPALES FUENTES DE CONTAMINACION TABLA 3-5 TIPOS DE TERMOPARES TABLA 3-6 PARAMETROS DE OPERACION E INSTRUMENTOS DE MONITOREO PARA DISPOSTIVOS DE CONTROL DE CONTAMINACION TABLA 3-7 TECNICAS ANALITICAS PARA MEDICIONES DE CONSTITUYENTES DE EMISIONES TABLA 4-1 RESULTADOS DEL MUESTREO EN EL ALTO HORNO TABLA 4-2 RESULTADOS DEL MUESTREO EN EL CONVERTIDOR B .O .F. TABLA 4-3 RESULTADOS DEL MUESTREO EN EL CUBILOTE TABLA 4-4 RESULTADOS DEL MUESTREO EN EL HORNO DE ARCO ELECTRICO FIGURA 2-1 DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA DE BENEFICIO DE MINERAL DE HIERRO FIGURA 2-2 DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA PELITIZADORA FIGURA 2-3 DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA DE ALTO HORNO FIGURA 2-4 DIAGRAMA DE PROCESO HYL CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO FIGURA 2-5 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCION DEL ACERO FIGURA 2-6 ACERACION POR CONVERTIDOR BOF FIGURA 2-7 DIAGRAMA DE FLUJO DE ACERACION EN HORNO DE HOGAR ABIERTO FIGURA 2-8 DIAGRAMA DE FLUJO DE LAMINACION DE BARRAS Y PERFILES FIGURA 2-9 DIAGRAMA DE FLUJO DE LAMINACION EN CALIENTE DE PRODUCTOS PLANOS FIGURA 3-1 PROCESOS DE PRODUCCION DE HIERRO Y ACERO FIGURA 3-2 SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES EN CUBILOTES FIGURA 3-3 HORNOS DE ACERACION DE ARCO ELECTRICO FIGURA 3-4 SISTEMA bEPURADOR DE GASES DEL ALTO HORNO FIGURA 3-5 CONVERTIDORES PARA ACERACION : (a) CONVERTIDOR L .D. (b) CONVERTIDOR Q-BOP FIGURA 3-6 CAPTACION DE HUMOS DEL HORNO DE ARCO ELECTRICO (a) METODO DIRECTO (b) METODO COMBINADO FIGURA 3-7 SISTEMA DE EXTRACCION PARA HORNOS DE ARCO ELECTRICO FIGURA 3-8 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA DE MONITOREO CONTINUO FIGURA 4-1 EMISION DE PARTICULAS DE LOS TALLERES DE HORNO DE ARCO ELECTRICO (gr/scdf) FIGURA 4-2 EMISION DE PARTICULAS (lb/hr) DE LOS TALLERES DE HORNO DE ARCO ELECTRICO FIGURA 4-3 EMISIONES DE MONOXIDO DE CARBONO DE HORNO DE ARCO ELECTRICO CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 2 .0 CARACTERIZACION GENERAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO .Y EL ACERO 2 .1 ANTECEDENTES Esta sección presenta una relación de la industria 'de fabricación de hierro y acero en el territorio nacional a través de listados emitidos por diferentes dependencias (Apéndices I-VIII) a fin de establecer la magnitud, clasificación, distribución geográfica, tipos de procesos utilizados, materias primas y volumen de producción de dicha industria. En el Apéndice I se presenta el listado de las once principales industrias de hierro y acero en el país localizadas en los estados de Coahuila, Colima, Michoacán, Nuevo León, Veracruz, Jalisco, Yucatán y San Luis Potosí. El Apéndice II muestra las principales industrias localizadas en el Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM). La microindustria del hierro y del acero localizada en la ZMCM y registrada en la Cámara Nacional de la Industria de la Transformación (CANACINTRA) se lista en el Apéndice III. El Apéndice IV presenta un listado del resto de la microindustria en el país registrada ante la misma Cámara . La Sección 2 .2 de este capítulo presenta las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO materias primas, una descripción detallada de los procesos utilizados y los productos obtenidos en la elaboración de hierro y acero. En el Apéndice V se listan las industrias nacionales agrupadas por indice de producto, según su registro ante la Cámara Nacional de la Industria de hierro y acero (CANACERO). En el Apéndice VI se muestran cuadros estadísticos sobre volúmenes dé producción y exportación nacionales y comparaciones con Latinoamérica y el resto del mundo. El Apéndice VII señala las industrias productoras agrupadas según el Consejo Coordinador de CANACERO a que pertenecen y presenta una lista por orden alfabético de todas las industrias de hierro y acero registradas ante la CANACERO en el año de 1992. En el Apéndice VIII se presenta un listado de las Plantas de Fundición del Valle de México registradas dentro del Sistema Nacional de Fuentes Fijas de la SEDUE). 2 .2 MATERIAS PRIMAS, PRODUCTOS Y PROCESOS 2 .2 .1 MINERIA DE HIERRO El hierro, a escala industrial, se obtiene a partir de sus minerales los cuales, al igual que los combustibles requeridos, contienen impurezas no deseadas . Aunque el hierro se encuentra presente en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO un número muy amplio de alrededor de 200 minerales distintos, los depósitos que presentan una importancia comercial resultan relativamente escasos, porque su valor depende de los siguientes factores: a) El contenido de fierro, que de preferencia debe ser elevado. b) El depósito de mineral debe estar localizado de manera favorable con respecto a medios de comunicación y transporte. c) En caso de ser relativamente pobre en Fe, o de contener impurezas no deseadas, el proceso de beneficio debe posibilitar la eliminación de los componentes indeseables y la producción económicamente factible de un concentrado adecuado para su aglomeración ya sea por sinterización por peletización. De acuerdo a su composición química, los minerales de hierro más comúnmente utilizados se clasifican en tres grandes grupos : óxidos, carbonatos y sulfuros . En México, prácticamente se utilizan exclusivamente los óxidos. 2 .2 .2 Tipo de Explotación Generalmente, el mineral de hierro se extrae a través del procedimiento de Tajo Abierto, que consiste en desgajar el yacimiento en su superficie CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO empleando para esto explosivos y formando bancos o niveles sucesivos de explotación. El mineral se transporta desde los bancos hasta la sección de triturado, en donde el mineral se tritura y se separa según sus dimensiones, hasta obtener un material uniforme, generalmente menor de 50 .8 mm, (2"), y enviándolo a una pila de mineral. 2 .2 .3 Beneficio del Mineral El concepto de beneficio comprende todos los métodos utilizados para mejorar las características físicas y químicas del mineral de hierro que será utilizado como carga en los hornos . Debido a las diferencias de estructura y contenido de mineral en los diferentes depósitos, los procesos de beneficio varían considerablemente . Para el beneficio del mineral se utilizan tres procesos: 2 .2 .3 .1 Proceso de Medio Pesado Este proceso se utiliza para material cuyo diámetro se encuentra dentro de un rango de 7 .93 a 50 .8 mm y se basa en el principio de "flotación o sedimentación" de los sólidos contenidos en un liquido, según la relación de densidades relativas . Cuando se cuenta con dos secciones de medio pesado, el proceso se realiza en las siguientes etapas: El mineral entre 7 .93 mm y 50 .8 mm se CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO mezcla con magnetita y agua, formando una pulpa que se conduce a los tambores separadores, los cuales cuentan de una serie de aletas perforadas que levantan el mineral precipitado y lo depositan en un canalón de arrastre, mientras que el mineral que flota y forma las "colas" se arrastra a través de la boca del tambor y sale por la corriente del medio pesado. Ambas corrientes, la de productos concentrados y la de colas, se descargan a sus respectivas cribas sacudidoras, donde se recupera la mayor parte del medio pesado que regresa al circuito. Los dos productos pasan a una segunda sección de cribas donde se lavan con agua a presión para recuperar la magnetita que no se alcanzó a separar en el primer cribado y se clasifican y separan mediante cribas, de acuerdo a especificaciones. 2 .2 .3 .2 Proceso de Pulsadores Este proceso se aplica para material cuyo diámetro se encuentra dentro de un rango de 7 .93 mm a 9 .5 mm. El producto de más de 7 .93 mm que representa un 25% a 30% de la carga total CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA"DEL HIERRO Y EL ACERO alimentada a la carga de beneficio, se somete al proceso de pulsadores que cuenta con los siguientes pasos: Se recibe el material y se clasifica mediante una criba vibratoria donde el mineral pierde parte del agua . El producto desaguado pasa a una tolva cónica que lo lleva mediante un alimentador Jeffrey, a un transportador que lo entrega a los pulsadores de la sección de finos. Los pulsadores son de tipo diafragma, en los que la concentración del material se lleva a cabo mediante una forma especial de sedimentación que consiste en una distribución de partículas en capas de diferentes densidades, separadas convenientemente . Los pulsadores son depósitos de sección transversal piramidal, que poseen placas perforadas que forman la cama inclinada . Los movimientos sucesivos de pulsaciones de agua hacen que los precipitados desciendan hasta alcanzar el rebosadero. El material que se reduce de tamaño en el transcurso del proceso, se manda a desperdicio y el restante se manda al apilado de mineral fino . En esta forma se logran recuperaciones del orden de 78% en peso y de 96% en contenido de metal en cada una de las secciones. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En la figura 2-1 se muestra el diagrama de flujo del proceso de beneficio de mineral de hierro. 2 .2 .3 .3 Peletización Este proceso se aplica para material con diámetros menores a 9 .5 mm y con alto azufre. Con el fin de aprovechar el mineral con dichas carateristicas, al cuál no se le puede aplicar el beneficio por los métodos anteriores, se desarrolló el método de beneficio por flotación y peletización. El proceso de flotación se encuentra dividido en tres fases principales. Alimentación: Se recibe el material pulverulento y el material de alto azufre es recibido . El de alto azufre se tritura hasta alcanzar un diámetro menor de 19 mm y se apilan por separado formando dos pilas, una de material pulverulento y otra de alto azufre. Molienda y Concentración: El mineral de alto azufre entra a un molino de bolas primario, perteneciente a un circuito cerrado con tres ciclones, donde la parte espesa retorna al molino y el producto fino genera concentrados de más de 65% de hierro . La fracción no magnética pasa a dos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-7 J 23 a Planta de 1'Irns No . 2 50 I 55 24 I'Inü -3nZ8 " a cmbaroucy e "-a -3!8" S1 -1 1 54 - 30 16 2: 59 `' a3 r Trozo -1 1/4"+3/8 a cmbaraue 2 1/r 12 5 6 5 3 .8 -5/l6 -2'e5 - 5'16 V f2 ti a nl '100010 nI ~ 3u ll . t+11r2" - ® I0 .. 11 n exeedernc 29 13 3 .i . (X)r) trsru . - ° 12 3b 35 38 1$ 42 m Y 15 ludo jalero 18 -1 .5 fl, 5 m I) ~ a Perforadora Rotaria_ 2 1 Pala Mecinica Esp . 5 Tons. 3 3 Camiones Cap . 25 Tons. 4 1 Cn'ba 8'6" x 8'7" Abertura 115". S 7 Alimentadores Jeffrey 300 TPFL 6 2 Cribas Deister S' x 8'. 7 1 Quebradora la . A-C 36" x SS- . $ 1 Transport ador No. 1. 9 1 Ceba fija S'S" x 4'4- Abertura r. 10 1 Cnba Vibratoria Nklgua 5 ' x r. 11 1 Quebradora 2a. A.C. tr x 60". 12 1 Transportador No . L 13 1 P4a de Mineral Todo-uno de V. 14 1 Transportador No. 3. 1S 1 Deantador 100' de diámetro. 16 1 Transportador No. 21. 17 1 Pila Mineral Pulverulento de - Vs". 18 1 Criba fija Desaguadora. 19 1 Clasificador de S4' de concentrados. 20 1 Clasificador de 54" . de colas. 21 1 Tranaporsador No. 8. 22 1 Tai ra de Desperdicio cap . SO Toas. 11 i -5r16"-h5 m 23 1 Transportador No . 15. 24 1 Transportador No. 14. 2S 1 Transportador No. 1S. 26 1 Transportador No. 29. 27 2 Cribas Ty-Rock de 6' x 14'. 28 1 Clasificador de 78". 29 1 Transportador No . 9. 30 1 Transportador No . 10. 31 1 Tolva de Foses cap . 300 Tons. 32 1 Alimentador Suntron 90 TPH. 33 2 Pulsadores Primarios 5' x 16'. 34 2 Pulsadores Secundarios 5' X 11": 3S 2 Tambores Separadores 10' x 10'. 36 2 Galas Desaguador de Mira- A.0 6' X 6'. 37 2 Cribas Desaguados roca A .C. 6' x 6'. 38 2 Cribas lavadoras Mineral S' X 16'. 39 2 Gibas lavadoras roca &C S' x 16'. 40 1 Tren Portador Adiciona] Na 27. 41 1 Tren Portador Adicional No . 2S. 42 1 Transportador No . 26. 43 1 Transportador No. 4. 44 1 Transportador No . 5. 45 2 Cribas V b atorlas de 3' x 6'. 46 1 Transportador No. 6. 47 1 Transportador No . 7. 48 1 Carro de ferroariL 49 1 Tolva Embarque cap . 120 Torts50 1 Torva Mineral TfE ap . 1,000 Tons. Sl 1 Transportador No. 30. S2 1 Tren Portador No . 22. 53 1 Transportdor No. 25. 54 1 Transportador No . 12. S5 1 Transportador No. 24. 56 1 Transportador No . 11. S7 1 Quebradora 3a. A.0 5" X 84". 58 2 Cribas Link-belt 6' x 14'. 59 1 Cn'aa Filtro de S' x 6'. A.—Trozo Roen de especifiaclbn mayor de 1 Va ". S.—Trozo normal entre 1Ya" y 54". . Trozo dsko entre y y Va . C D .—Frnos de 5/16 ' + 65 M. FIGURA 2-1 . DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA DE BENEFICIO DE MINERAL DE HIERRO NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO etapas integradas de deslame, la primera por una batería de tres ciclones y la segunda por otra batería de 16 ciclones de diámetros inferiores . En seguida, la pulpa obtenida con un 44% de sólidos en suspensión pasa a un espesador que alimenta el proceso de flotación con un producto con un 65% de sólidos . Este proceso cuenta con dos acondicionadores dispuestos en serie, donde se adicionan ácido sulfúrico y oléico . La pulpa acondicionada con 29 .4% de sólidos entra a cuatro celdas primarias, donde se obtienen colas finales y un concentrado sucio que entra a tres celdas limpiadoras, iguales a las anteriores, de donde sale un concentrado limpio final y concentrados limpios que retornan a la flotación primaria. El mineral pulverulento menor de 9 .5 mm se coloca en un molino de bolas, cuya descarga se une con el concentrado de flotación y con el magnético del mineral de alto azufre para alimentar una batería de tres ciclones en circuito cerrado y producir así un material grueso que regresa a remolienda, además de un producto de finos, que es adecuado para la elaboración de pélets y se almacena en el espesador de concentrados. Peletización: La pulpa obtenida con un 50% de mineral pulverulento y otro 50% de mineral de alto azufre, entra a un distribuidor que alimenta CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO por igual a dos filtros que descargan en dos básculas de banda, abasteciendo a los mezcladores, donde se añade bentonita o cal hidratada como aglutinante para que finalmente se alimenten los dos discos peletizadores . Los pélets obtenidos son transportados a un sistema de cribado común, donde se desechan los tamaños menores de 6 .35 mm y mayores a 15 .8 mm y posteriormente se desintegran para pasar al tanque espesador. Los pélets se cargan sobre una banda continua que viaja a través de una zona de secado a 370 °C y depués a una zona de precalentado a 1300 °C . Los pélets precalentados pasan a un horno rotatorio para endurecimiento a 1300 °C, después pasan a un enfriador anular y finalmente se descargan a menos de 210 °C de temperatura . Los pélets cocidos se remueven de la parrilla y se apilan mediante un transportador de banda para almacenamiento. La Figura 2-2 muestra el diagrama de flujo de una planta peletizadora. 2 .2 .4 SINTERIZACION Por medio de este proceso se aprovechan los finos producidos en las minas, el polvillo de los colectores de los altos hornos, el polvo de los decantadores de las lavadoras de gas del alto horno, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-9 a Lill 1)e Plants de Concenrrarlón Distribuidor Compresor Tolva de bentonita ' A limentador. a3inx: ntudur de disco bascuue ü rcdhazo de dlscosi filtros pelets + S/3" Por camiones Pl á nta de ' nee na llama deConcentra- rra .ión cion Ventilador ntiládor regulador de Temperatura. patio de ventl!ldo de enfriamiento -~~~v pelets -s cocidos 0descargador alma_. cefiamfenro . FIGURA 2-2 . DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA PELETIZADORA NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO las escamas de los sistemas de desoxidación de los molinos y algunas escorias, mejorando el rendimiento general de la materia prima en el proceso de elaboración de arrabio o hierro de primera fusión. 2 .2 .4 .1 Materias Primas Las materias primas principales necesarias para la formación del siguientes: sinter, son las - Mineral de Hierro Se puede dividir en: - Finos de Minerales de Hierro .- resultan de los procesos de molienda y concentración en minas. Recuperados .- están formados por la escoria de los hornos Siemens-Martin, polvo desprendido durante el proceso de reducción en un alto horno, finos de sinter que se producen en la misma planta y durante el transporte del mismo hacia el alto horno y rebabas de acero. Coque .- se utiliza como combustible con el objeto de elevar la temperatura de la mezcla hasta alcanzar la fusión de las partículas y así iniciar la aglomeración. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Fundentes .- se utilizan para separar fierro de sus impurezas en forma escoria y se agregan en el proceso sinterización . Durante el proceso el de de se forman dos tipos de escoria, las cuales se unen a los óxidos de hierro, proporcionándoles mayor adhesión mecánica a las partículas y aumentando así la calidad del sinter . Los fundentes que se utilizan son la dolomita y la caliza. 2 .2 .4 .2 Proceso El proceso de Sinterización consiste en la colocación sobre una parrilla de la mezcla homogénea de minerales finos, combustibles, fundentes y los finos de retorno producidos durante el cribado del sinter dentro de la planta . La capa superficial de las partículas finas se aglomera por transferencia de calor y fusión incipiente de la masa . El calor se genera al quemarse el combustible sólido mezclado con los fundentes y el mineral fino por aglomerar. La combustión se inicia quemando el combustible expuesto en la superficie, por lo que se origina una zona estrecha de alta temperatura que se mueve a través de la capa. Dentro de esta zona, la superficie de las partículas llegan a la temperatura de fusión y la ganga forma una escoria semi-líquida . La unión se efectúa por medio de la fusión, favoreciendo el crecimiento del grano y la formación de escoria. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-11 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO combustible y los fundentes generan gases que ocasionan que el material resulte poroso y el El aire que entra, enfría y solidifica los bordes posteriores de la zona de combustión . El producto consiste en una masa de mineral unido a una matriz de escoria. Durante el proceso, el aire de inducción es precalentado por el sinter a una temperatura superior a la de la zona de combustión y fusión ; el calor de los gases de combustión y el exceso de aire se ceden a la parte inferior de la zona de fusión. Por este mecanismo, se genera una distribución de temperaturas a través de la capa, formándose una 1 serie de zonas de características físicoquímicas diferentes, las cuales son: * Zona de Sinter * * * Zona de combustión y fusión Zona de calcinación Zona de precalentamiento y secado * Zona húmeda 2 .2 .5 COQUIZACION En la coquizadora el carbón pasa a una banda transportadora que lo conduce al patio de carbón, ahí se tritura, se clasifica y se separan las partes metálicas y después se le transporta a una tolva donde se almacenan varios tipos de carbón dependiendo de su procedencia, para después mezclarlos en la proporción deseada almacenando la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-12 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO YEL ACERO mezcla en una torre situada sobre los hornos de coque . La operación con hornos de coque se divide en tres fases principales: Carga de carbón. La operación se realiza en una máquina cargadora que posee tolvas para la toma de carbón de la torre de mezcla, pesándolo con el fin de tener un control de la carga de cada horno . Una vez llena la máquina, se desplaza por una via en la parte superior de los hornos, hasta el que se encuentra vacía, llenándolos por gravedad. Finalizada la operación, la máquina retorna a la torre para adquirir más carbón, los orificios del horno se tapan y se acciona el sistema extractor de aire. Coquización. Como el carbón se carga en el horno caliente, el material en contacto directo con las paredes se calienta rápidamente . Cuando se alcanza el punto de fusión, una capa delgada de carbón se funde . Se llevan a cabo reacciones de destilación destructiva que suceden rápidamente en la capa plástica con una gran producción de productos volátiles . Las reacciones continúan y CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-13 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO la temperatura aumenta rápidamente, la plasticidad decrece y finalmente la capa plástica se solidifica . El coque formado después de la solidificación contiene una cantidad considerable de materia volátil, al mantenerse la temperatura, las reacciones de destilación continúan con emisiones de gas y alquitrán . El tiempo que se necesita para la transformación del carbón en coque es aproximadamente de 18 hrs . Los gases que se desprenden se colectan y se envían a la planta de subproductos para su tratamiento posterior. Descarga del Coque. Para la descarga de los hornos, se necesita la ayuda de tres máquinas auxiliares: máquina deshornadora, máquina guía y carro de apagado . La máquina deshornadora quita la puerta del "lado máquina" e impulsa el coque por medio de un vástago empujador que recorre el largo del horno más lo ancho del carro guía. La máquina guía quita la puerta del lado contrario "lado coque" y coloca una extensión de las paredes del horno . Al empujar el coque la máquina deshornadora cae en la caja del carro de apagado, que lo transporta a una torre en donde se rocía con agua, coque apagado se descarga en una rampa donde se evapora parte de la humedad . Después se transporta a la planta el de trituración y clasificación . Finalmente el coque se acarrea por medio de una banda a los CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-14 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO altos hornos. De acuerdo al tipo de calentamiento empleado en los hornos de coquización existen varios diseños, entre ellos se encuentran el Koppers, Koppers-Becker, Wilpute y SelmetSolvay. 2 .2 .6 ALTO HORNO El método más importante en todo el mundo para beneficiar las menas de hierro es la reducción de los minerales por medio de coque en el alto horno. Prácticamente todo el mineral de hierro minado en t México, es alimentado a los altos hornos para producir arrabio. El alto horno es un reactor termoquímico que trabaja a contracorriente a través del contacto de los gases reductores que ascienden, con la carga metálica que desciende . Las materias primas utilizadas son mineral, coque y caliza ; los productos que se generan son : hierro en lingotes, escoria y gases. Para producir una tonelada de arrabio en el crisol de un alto horno se requieren alrededor de 1,600 kgs de materiales ferrosos, entre 430 y 700 kgs de coque y cerca de 250 a 400 kgs de dolomita y caliza. En la parte superior del crisol se requiere CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO inyectar entre 2,000 y 3,000 kgs de aire precalentado mezclado normalmente con aceite atomizado, gas natural, gas de coque, carbón pulverizado u oxigeno. Un alto horno de 4,500 toneladas diarias consume aproximadamente: Materiales Ferrosos 7,200 Tons/dia Caliza y dolomita 1,800 Tons/día 2,800 Tons/día 9,000 Tons/día Coque Aire para el soplo El papel de los materiales ferrosos es suministrar fierro, que representa cerca del 93 .5% del arrabio, este se obtiene a partir del sinter, los pélets y los minerales más utilizados son la hematita, magnetita y limonita. Los fundentes (caliza y dolomita) se emplean objeto de formar una escoria fluida, junto el con con las cenizas del coque y la ganga de la carga ferrosa, que tenga un bajo punto de solidificación y una composición química tal que facilite al máximo la disminución del azufre en el arrabio. 2 .2 .6 .1 Operación Consiste en cargar la mena, coque y fundente por el tragante del horno ; las menas suelen ser óxido férrico o ferrosoférrico. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-16 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO El coque tiene dos funciones: 1.- Producir el calor necesario para efectuar las reacciones reductoras en la fusión de la carga. 2.- Proporcionar el carbono que se emplea para desprender el oxígeno contenido en los óxidos de hierro. La corriente de aire acelera la combustión del coque produciendo dióxido de carbono que reduce el resto del mineral . Por su parte, el fundente forma escoria líquida que absorbe y separa gran parte de los elementos indeseables que se encuentran presentes. El mineral de hierro que entra por el tragante reacciona con los gases calientes y en su descenso, el mineral pierde una gran parte de oxigeno cediéndolo a los gases ascendentes. Cuando se alcanza una temperatura de 800 °C, el hierro ha tomado una forma metálica esponjosa y está revestido e impregnado con carbón depositado. Al aumentar la temperatura, la caliza comienza a perder CO 2 y la cal llega a la zona de fusión ; la adición de carbón al hierro esponjoso disminuye el punto de fusión y el hierro se funde . El hierro escurre y gotea desde la zona de fusión y atraviesa la columna CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-17 LINGOTERA ACERIAS COKE !ARRABIO ESCORIA ci: CASA DE CHIMENEA COLECTOR DE POLVOS MINERAL ES FUNDENTES AIRE ATMOSFERICO TURBO CALDERA NERAD< AIRE FRIO FIGURA 2-3 . DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA DE ALTO HORNO NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de coque, del cual absorbe más carbono . De igual manera, la cal se combina con la escoria fusible que también escurre hacia el crisol. El hierro y la escoria fluyen a través de la carga hasta llegar al crisol, en donde se separan por diferencia de peso quedando el hierro en el fondo y la escoria en la superficie . Posteriormente se sangra el horno a intervalos por las piqueras (orificios de colada) las cuales se encuentran en la parte inferior del mismo . Una vez separado el hierro y la escoria se cierran las piqueras. El funcionamiento del alto horno es continuo, ya que las materias primas se cargan de modo constante por el tragante, al tiempo que se está sangrando periódicamente. En la figura 2-3 se muestra el diagrama de flujo de una planta de alto horno. La operación de alto horno comprende: - CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . Puesta en marcha Encendido Carga Colada o sangría (picada) Descoriado, colada o sangría de escoria. Taponado mediante la máquina taponadora o cañon de lodo, con 2-18 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO bolsas de barro. Obstrucción de hierro o encampanamiento: - Embancamientos y formación de lodos y - de bóvedas Campaña del horno o tiempo de operación hasta su recuperación. temporal o Parada del horno, definitiva Apagado del horno Dinamitado del horno para romper embancamientos y obstrucciones 2 .2 .7 dificiles Formación de "salamandras" Revestido o reparación del horno. REDUCCION DIRECTA Reducción directa es todo proceso de reducción de los óxidos de hierro, distinto del aplicado en el alto horno. Cuando se efectúa la eliminación del oxígeno de los óxidos de hierro sin llegar a la fusión, el producto obtenido conserva la forma original del mineral, pero con una mayor porosidad . Por ésta condición recibe el nombre de hierro esponja. 2 .2 .7 .1 Materias Primas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Los materiales características son: utilizados y sus Mineral de Hierro Según la granulación del metal, los finos pueden tener aplicación en reactores de lecho fluidizado y los trozos mayores, los pélets y las briquetas, en retortas y en hornos de cuba . Si el producto se destina a hornos de arco eléctrico, el mineral deberá ser lo más puro posible, es decir, debe contener una cantidad muy pequeña de ganga, particularmente de sílice . Cuando el producto se requiere para empleo en altos hornos o en hornos eléctricos de reducción, la pureza del mineral de origen puede reducirse notablemente, sobre todo porque las cantidades admitidas de escoria en estas aplicaciones son más elevadas. Reductor Sólido. Las características más importantes que determinan el empleo de un carbón a la reducción son: Fusibilidad de las cenizas Composición de las cenizas Reactividad CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-20 NOM EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO - Materias volátiles Contenido de azufre Contenido de cenizas Reductor Gaseoso. Los gases reductores son : hidrógeno, monóxido de carbono o una mezcla de ambos y proceden del craqueo del gas natural o de otros hidrocarburos, líquidos o gaseosos, o de la gasificación o destilación del carbón. Cualquiera que sea el gas reductor, debe estar lo más libre posible de elementos oxidantes, agua y bióxido de carbono porque debilitan el poder reductor. 2 .2 .7 .2 Procesos de Reducción Directa Los procesos se dividen en procesos a base de reductor sólido (carbón) y procesos a base de reductor gaseoso (gas proáedente del craqueo del gas natural o de otros hidrocarburos líquidos o gaseosos o de la gasificación o destilación del carbón). También se dividen según la clase de reactor que emplean, en procesos de lecho fluidizado, retorta, horno de cuba y horno rotatorio. Los procesos a base de reductor sólido son: CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-21 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO - Echeverría N .P. L-SN - Krupp Los procesos a base de reductor gaseoso son : - Proceso HYL Este proceso es un desarrollo de Hojalata y Lámina S .A . de Monterrey México . El proceso se efectúa a través de una reducción del mineral de hierro en trozo o pélets en retortas mediante gas natural reformado con vapor y un catalizador. La industria siderúrgica mexicana, a través de los años, realizó estudios de investigación para perfeccionar el proceso HYL con el fin de obtener un proceso optimizado continuo de lecho móvil en el cual todas las etapas de reducción se llevaran a cabo en un sólo reactor denominándolo proceso HYL III. El punto de partida consistió en el proceso HYL I . Este proceso, utiliza cuatro reactores de lecho fijo para efectuar de manera semicontinua la reducción de los óxidos de hierro. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-22 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Estos reactores operan de manera cíclica y cada uno de ellos pasa por las diferentes etapas de reducción . En un momento dado, uno de los reactores está en maniobras de carga y descarga, otro se encuentra en la etapa de precalentamiento y reducción inicial del mineral, un tercero efectúa la reducción final y el cuarto enfría el producto . Aproximadamente cada tres horas, los reactores cambian de etapa y así el reactor que inicialmente se encontraba operando pasa a precalentamiento, el de precalentamiento pasa a reducción final y el de reducción pasa a enfriamiento y así sucesivamente. El cambio de etapa en los reactores se hace mediante un sistema de cabezales al cual todos están los reactores interconectados. En 1979, se da a conocer el proceso HYL II, resultado de la optimización continua del proceso HYLI . Este proceso continúa utilizando reactores de lecho fijo con variantes como la recirculación de gases en las etapas de reducción y el uso de calentadores de alta temperatura en lugar de la cámara de combustión . Este proceso fue una transición entre el HYL I y el HYL III . El proceso HYL III tuvo una rápida comercialización lo que ocasionó que no se construyera planta alguna del CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-23 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO proceso HYL II. El proceso HYL III implica un menor consumo de energía, menor inversión inicial y menor costo de operación. En este proceso, el reactor está dividido en tres zonas : reducción en la parte superior, enfriamiento en la parte inferior y una zona intermedia entre estas dos que busca evitar el mezclado de los gases de ambas zonas. El mineral frío se alimenta mediante mecanismos de sellado y fluye a contracorriente con un gas reductor caliente que se alimenta en la parte media del reactor que es la parte inferior de la zona de reducción . En la parte superior de esta zona, se efectúa el precalentamiento del mineral con el gas reductor gastado y en la parte inferior se efectúan las reacciones de reducción. El material sólido reducido y caliente pasa a la zona intermedia y después a la zona de enfriamiento mediante la acción de un gas que fluye a contracorriente. El producto frío se descarga a través de mecanismos de sellado inferiores. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-24 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En la zona de reducción se alimenta un gas reductor caliente que sube y sale del reactor ; el gas se enfría y una parte se recircula alimentando al calentador de gas junto con un gas de repuesto que viene del reformador, cerrando así el circuito de reducción . La parte del gas que no es recirculado se purga para controlar la presión del sistema y el poder reductor de los gases. En la figura 2-4 se muestra el diagrama del proceso HyL . Proceso Midrex Es un proceso continuo a través del cual, la reducción del mineral de hierro en trozos o en pélets se efectúa en un horno de cuba que se carga por arriba dividido en varios alimentadores. Proceso Purofer Este proceso emplea un horno de cuba, mineral en trozos o pélets y gas natural reformado . Se descarga hierro esponja a unos 800 °C en recipientes cerrados. Proceso ARMCO En este proceso en el cual el gas caliente reformado en estufas con trozos de alúmina se lleva a la temperatura CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-25 RE T ORNOAlCALENTADOR DE GASIA TR Úf SM~ p ppN ~~pC R MINERAL O SECCION DE RETOR,.a.ACION DE GAS -] VA r REACTOR 4 a REACTOR REACTOR Ul REACTOR IV (A) & Z < C- ^- CALEN TA 1 ~ r„ ~=vCAIENTADOI . t DE GAS DE GAS ` Z a Z ( ALE N TA DOR DE GAS l .r <ALENTADO!` DE GAS TRANSPORTADOR DE HIERRONlA -- SECCION DE AIRE PROCESO L AGUA CALENTADOR OE AIRE E{OTON—151 —g- EGCTGCiON FIGURA 2-4 . DIAGRAMA DE PROCESO HYL COM6USTIp LE ~ NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO adecuada para su inyección en el horno de cuba, a través de adición de gas frío que proviene del mezclador de gas natural. Proceso HIB Es un proceso continuo de lecho fluidizado, para tratar finos de mineral de hierro con un gas reductor que puede ser hidrógeno o una mezcla de hidrógeno con monóxido de carbono. Proceso FIOR Es un proceso que emplea lecho fluidizado en varios reactores y que está diseñado para la producción de briquetas altamente metalizadas. 2 .2 .8 HORNO DE CUBILOTE El cubilote es un tipo de horno de torre vertical, que consiste en una coraza cilíndrica de acero revestida con materiales refractarios y equipada con una caja de viento y toberas para la admisión de aire . En el nivel superior tiene una puerta de carga para la introducción de los materiales de fusión y de combustible. Debido a que el arrabio obtenido en la fundición del alto horno, no se puede utilizar directamente para llenado de moldes porque no posee las características mecánicas y tecnológicas necesarias, los lingotes de arrabio se funden CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-26 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO nuevamente, mezclándolos con elementos aptos para corregir sus deficiencias . Para lograr esto se recurre al horno de cubilote por su producción económica y fácil mantenimiento. Una de las características notables de tal horno de torre vertical es que los gases que ascienden entran en contacto íntimo con los matriales de fusión que descienden y tiene lugar un cambio de calor directo y eficiente de los gases calientes a los materiales de fusión. 2 .2 .8 .1 Zonas del Horno de Cubilote El horno de cubilote está dividido en cuatro zonas : zona de fusión, crisol o solera, zona de carga y zona superior de la puerta de carga . Zona de fusión Esta zona se extiende desde arriba de las toberas hasta la parte superior del cubilote, a lo largo de una distancia que depende de una altura de cama de coque y de la velocidad del aire de soplado . Las condiciones más críticas se encuentran en la parte superior de las toberas en donde se oxida el hierro y otros elementos y, donde el ataque de la escoria es más destructivo . La alta temperatura generada en esta zona incrementa la acción química y la erosión mecánica, además, la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-27 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO penetración de aire soplado en el coque tanto en la parte frontal arriba del nivel de las toberas afecta el ataque al material refractario. El material refractario se puede agrietar cuando se tira el fondo del cubilote . El aire frío, al pasar rápidamente por la superficie del refractario extremadamente caliente, establece una condición de severo choque térmico que se ve incrementada por la introducción de chorros de agua fría para enfriar las paredes del horno rápidamente. Crisol o Solera La temperatura en esta zona oscila entre 150 a 200 °C, siendo más baja que la de la zona de fusión . Los efectos de la abrasión y temperatura no son severos debido a que el revestimiento está solamente en contacto con el metal fundido, escoria y coque. El disgregamiento del crisol solamente ocurre cuando se tira el fondo, pero este no es tan severo como en las zonas superiores del cubilote. Zona de Carga El revestimiento del cubilote en esta zona está sometido a una abrasión muy CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-28 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO severa, tanto por el impacto de la operación de carga como por la fricción de la carga sólida en su movimiento descendente . La temperatura y el ataque de la escoria no influyen en el revestimiento de la zona de carga. Zona Superior de la Puerta de Carga En la parte superior de la puerta de carga, las condiciones no son severas, siendo la función del revestimiento meramente la de proteger la coraza del calor de los gases que suben por la chimenea . De ahí que se recomienda un recubrimiento más ligero y económico si se considera conveniente. 2 .2 .8 .2 Revestimiento del Horno de Cubilote Con el objeto de que el horno de cubilote pueda contener el calor y los productos fundidos, deberá estar provisto de un revestimiento refractario conveniente . La calidad y la uniformidad son necesarias en este revestimiento, para proteger los componentes estructurales del horno, para asegurar un trabajo de dimensiones consistentes y para favorecer un descenso suave de la carga con una mínima contaminación del hierro fundido. Los materiales empleados para _el revestimiento original del horno de cubilote CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-29 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO con escoria ácida son : ladrillos de arcilla refractaria, revestimientos monolíticos (mezclas de arcilla refractaria y de grog pedaceria de material refractario cocido, en proporciones convenientes mezclados con agua y apizonados), revestimientos de uso severo (ladrillo de sílice y alúmina) . Para la zona de fusión, en ocasiones se utiliza loseta (dovela) de roca de sílice. Cuando se emplea escoria básica se recomienda utilizar recubrimientos con ladrillo de magnesita o de dolomita, al menos 4 .57 cm arriba de las toberas en cubilotes pequeños y 12 .5 cm para los de gran tamaño. Generalmente, puede emplearse una sola clase de refractario de arcilla para revestir el cubilote desde el fondo hasta la puerta de carga, siempre que el tipo seleccionado pueda cumplir con los requerimientos más severos de la zona de fusión. 2 .2 .8 .3 Cama de Coque La cama de coque debe ser de tamaño uniforme para permitir el paso del aire libremente y efectuar un encendido rápido y uniforme de ella . Las piezas grandes de coque tienden a formar canales para el paso del aire, se queme con e impedir que la cama uniformidad . Por el contrario, las piezas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-30 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO pequeñas tienen mayor superficie y se queman más rápido . Por lo tanto la cama de coque debe ser escogida a mano, puesto que su colocación y quemado son esencialmente operaciones manuales, aún cuando se disponga de dispositivos mecánicos de carga. Se considera que el tamaño ideal del coque debe ser de un doceavo del diámetro efectivo del cubilote. 2 .2 .8 .4 Operación del Horno de Cubilote Los métodos de encendido consisten en el empleo de leña de madera, quemadores o lámparas de gas o petróleo, encendido eléctrico y, encendido del coque fuera del cubilote . Cuando se enciende la cama de coque con madera, se coloca el combustible cuidadosamente sobre el lecho de arena para que pueda absorber el impacto de 1á leña adicional y del coque al momento de la carga. Secuencia de carga Generalmente el acero se coloca encima del coque y de la caliza, seguido de la chatarra de fábrica y el lingote . Las adiciones de aleación se colocan por lo general junto con la caliza. Se recomienda que no existan huecos en la carga. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-31 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO La cantidad de caliza y fundentes debe ser suficiente para mantener la escoria fluyendo libremente . Generalmente se emplea un 20 a 30% del peso del coque en caliza además de añadir 1 kg de sosa por tonelada para aumentar la fluidez de la escoria y ayudar a mantener el caldo limpio y caliente. El escoriado es uno de los factores más importantes para mantener la operación bajo un control estricto. El color y la viscosidad son indicativos de la calidad del hierro que se está haciendo. Una escoria de color claro indica exceso de fundente y posiblemente de coque ; una escoria de color negro indica el peligro de condiciones de oxidación excesiva por el uso de escaso fundente o por deficiencia de coque . Una escoria normal tendrá un color verde oscuro que indica condiciones adecuadas de operación. Desarrollo de la Fusión Para arrancar el horno de cubilote se introducen en él trozos de leña seca y posteriormente el carbón, dejando abierta la boca de colada, el escoriador y las ventanillas de la caja de viento. Una vez_ encendida la leña, cuando la combustión llega a la altura de las toberas, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-32 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO se cierran el escoriador y las ventanillas, enviando el aire gradualmente. Mientras la combustión se regula, se puede efectuar la primera carga de lingotes y rezagos, en trozos homogéneos, seguida a intervalos de 15 minutos de trozos de carbón, fundente y metal alternadas hasta llenar el cubilote. Si el horno de cubilote funciona regularmente, a los diez minutos aproximadamente aparecen las primeras gotas de fundición por la boca de la salida que se ha dejado abierta y que se cierra con un tapón de arcilla en ese instante. Las escorias se separan del metal y en el momento en el que el crisol se encuentra a su máxima capacidad, estas comienzan a salir por el escoriador. Una vez lleno el crisol, el encargado retira el tapón de arcilla de la boca de colada y recoge la fundición del hierro en las "cucharas" para llevarlo a los moldes. 2 .2 .8 .5 Materia Prima del Horno de Cubilote Los componentes importantes en la mayoría de las mezclas del cubilote son la pedacería de hierro y acero . Existen muchas razones, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-33 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO metalúrgicas y económicas, para el empleo de estos materiales. La pedaceria en el horno de cubilote se clasifica en: - Chatarra de fábrica o colada Pedacería de hierro colado comprada Pedaceria de Acero Dentro de esta clasificación se incluyen el bebedero, coladas y cargadoras que intervienen en la producción de las fundiciones, así como piezas defectuosas que pudieran ser producidas. El rendimiento de piezas buenas en una fundición depende del tipo de piezas y de la alimentación empleda . Este puede variar desde un 50% hasta un 90% del metal¡ fundido . El resto del hierro fundido se regresa al cubilote como pedaceria, para ser empleado como parte de la carga . ▪ Chatarra de fábrica o colada La chatarra de fábrica forma una clase de material deseable de fusión . En la mayoría de los casos, toda la pedaceria producida en una fundición dada se vuelve a fundir y la_cantidad de chatarra que se puede obtener variará con el CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-34 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO rendimiento de piezas útiles producidas. Pedaceria de hierro colado comprada La pedacería de hierro colado comprada, está formada por piezas de hierro que han cumplido su vida útil, es decir partes de maquinaria, equipo de calefacción, vehículos, etc ., que por lo general se encuentra contaminada con otros materiales como ejes de acero, materiales no ferrosos, aleaciones de cobre y de aluminio y etc. Pedaceria de acero Esta pedacería es ampliamente utilizada en la fundición y acererías como material de fusión . Al igual que el hierro colado, el acero se produce con diferente composición química de acuerdo con el empleo que se le va a dar . La pedacería de acero es, por lo general, material nuevo con características conocidas, subproducto de algún proceso de fabricación . Esta pedacería se puede obtener en grandes centros de producción y se adquiere a un sobreprecio debido a que se conocen sus características químicas ya su limpieza. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-35 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 2 .2 .9 ACERACION Los procesos para producir acero primario, o procesos de afino o aceración son: * * Convertidor Horno de reverbero o de hogar abierto (Siemens-Martin) * Hornos eléctricos de arco o de inducción En casi todos los procesos de aceración se utiliza Chatarra . La chatarra es la pedaceria de acero o hierro destinada para fundición . Se clasifica en refractarios ácidos, básicos y neutros. En la figura 2-5 se presenta el diagrama de flujo de la producción de acero. 2 .2 .9 .1 Convertidores El proceso consiste en la afinación de arrabio liquido en recipientes de forma de pera llamados convertidores, mediante soplo de aire, de oxigeno o de mezclas de ambos a través del metal o superficialmente en forma lateral, o verticalmente por arriba . También se usan mezclas de vapor de agua y oxígeno y de anhídrido carbónico y oxígeno como medios de soplo . De acuerdo con estos sistemas de inyección los convertidores se clasifican en : ' l) de soplo por el fondo, 2) de soplo lateral y 3) de soplo CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-36 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO por arriba. Los procesos de aceración que se realizan en los convertidores son ácidos o básicos según la naturaleza de su revestimiento refractario . El proceso ácido es conocido generalmente como "Bessemer" y el básico como "Thomas", "B .O .F ." o "L .D ." . Actualmente, a escala comercial sólo se utiliza el básico. Durante el proceso se distinguen los períodos siguientes: 1) 2) 3) 4) Carga de arrabio y chatarra 5) 6) Descoriado o extracción de la escoria Interrupción de la ebullición, bloqueo con Fusión de la carga sólida Ebullición con minerales y oxidación Ebullición con caliza o cal desoxidantes 7) 8) 9) 10) Desoxidación o afinación final Prueba de la temperatura del acero en forma práctica Colada Vaciada En la figura 2-5 se muestra el diagrama de la producción de acero. 2 .2 .9 .2 Proceso B .O .F. La carga metálica para realizar una colada CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-37 FIGURA 2-5 . DIAGRAMADE FLUJO DEL PROCESO DE PRODUCCION DEL ACERO S/NttRIZAC10N PEIETIZAC101I SINTER aRUESOS •IPEIETE AIRE ALTO HORNO GAS RIAOE~ttRp COICCTOR*NbQ, ~xIGF 1+0 Cl ACE RACION ELAVA00RES~ CONVEtTCOR S O E . S[MENS MAAiM ♦ 0 2 ~ COTTRELL [SCORIA At PATIO 1 CJ.LOERAS KANTA DE ► yTRZA ♦ MAOVMA iNGOTEAA CINTA PTOAtERIA DE ACERO A ACERACION PARA iUi~ CINTA EN ROMOS PlANCMA MOLINOS PARA TUFO PALANOIAIIA Al AMNION •ROOUCTOS FASAICACION TOCHOS V PALA.NOUILLA TUFO SOLO Y2 ' - A TUSO SOLO 4 .M ALAMIRE GALVANIZADO ALAMFRE OE PUAS ALAMNIE CONEERCEAL V ESPECIAL AAAII A CLANO V c+wA LAM tN TR10 ypy~ ypy~ CJWÁIÉS S R SOICM PLANCHA ESTTRICTLRLALES DE S'A RO VEAS JLENER ROACER * OE ACERO A ACERACCN USIRTA TANQUES EESTi RUCTURAS TORRES RpllO NTVA . 1~ AAY NA ENNEWIA ,JAI ATA LAMINA GALV&NIZAOA g NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de acero en un convertidor con oxígeno, en un tiempo que varia entre 45 y 55 minutos, está formada por aproximadamente 75% de arrabio líquido y 25% de chatarra, así como de cantidades menores de mineral de hierro usado principalmente como refrigerante. Para refinarla, se procede a oxidar las impurezas indeseables en el arrabio y la chatarra, haciendo incidir sobre la superficie. líquida del metal contenido en el convertidor uno o varios chorros de oxigeno a alta velocidad . Se emplea para ello una lanza tubular enfriada por agua, con movimiento vertical ascendente y descendente que se introduce a través de la boca del convertidor para ser centrada sobre la superficie expuesta del baño metálico . Las adiciones de fundentes, tales como la cal, el espato fluor, la cal dolomítica y la cascarilla de laminación se agregan oportunamente en cantidades adecuadas por la boca del convertidor. La operación se inicia volcando dentro del convertidor inclinado, el contenido de la caja para la chatarra, tras lo cual el convertidor gira para que la chatarra caiga y se deposite en el fondo . En seguida el convertidor vuelve a inclinarse para que la grúa que transporta el arrabio líquido en la olla de transferencia vacíe su contenido hacia el interior. El convertidor retorna inmediatamente a su CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-38 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO posición vertical, la lanza de oxigeno desciende e inyecta un soplo de oxígeno a alta presión directamente en la boca del mismo por medio de un tubo refrigerado por agua que se encuentra instalado sobre el convertidor . El oxígeno asi inyectado forma un cráter y por las reacciones que allí una temperatura de Las variaciones de una efervescencia se llevan a cabo se alcanza alrededor de 3,000 grados. esta temperatura ocasionan que conjuntamente con el desprendimiento de monóxido de carbono, ocasionan una aceleración en la refinación. En este punto se inicia la adición de fundentes al baño desde las tolvas de carga. Los disparos de metal y escoria que suceden en la zona de choque del oxígeno, están formados por hierro, óxidos de hierro y por los óxidos de las impurezas del arrabio, al agregar la cal, se forma un líquido espumoso para generar una escoria fluida y altamente reactiva que favorece la buena desulfuración y desfosforación del metal. Cuando ha finalizado el soplo, la lanza se retira y el convertidor se inclina en sentido opuesto al de la piquera para acero, para poder obtener una muestra del acero para análisis químico y determinación de la temperatura. Después de asegurar que la temperatura y CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-39 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL SIERRO Y EL ACERO la composición química son adecuadas se hace girar la piquera y se procede a colar el acero. El proceso dura alrededor de 16 a 20 minutos y la colada dura 45 minutos aproximadamente . Los gases que se producen en el proceso se colectan en una chimenea que se encuentra exactamente sobre la boca del convertidor, donde pasan a través de un depurador y son conducidos ya limpios a la atmósfera . El acero resultante de este proceso se vacía en una olla en donde se adicionan las ferroaleaciones dependiendo del tipo de acero que e desee obtener . El convertidor se inclina hasta colar todo el acero en la olla de vaciado y en otra olla se vacía la escoria la cual se lleva a los carros transportadores. Este proceso se considera superior a los demás y por ello se utiliza para producir aceros para embutido profundo y extraprofundo. En la figura 2-6 se muestra el diagrama de flujo del proceso de producción de acero por medio de convertidor B .O .F. Existen otros procesos de convertidores al oxígeno como el O .B .M . el cuál, inyecta gas natural o propano junto con el oxígeno, o el proceso L .W .S . que inyecta hidrocarburos líquidos junto con el oxigeno . Existen además procesos como el O .G . desarrollado en Japón, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-40 cá~ I. Convertidor. 2. Lanza de oxígeno 3. Carro transportador de arrabio. 4. Báscula de arrabio. 5. 011as de arrabio. 6. Grúa para carga de arrabio. 7. Patio de chatarra. 8. Grúa del patio de chatarra. 9. Cajas para chatarra . . 10. Grúa para carga de chatarra. 11. Báscula para chatarra. . I2 . Tolvas subterráneas para adiciones. 13. Transportador de banda . ii/~•í^ 14. iTo(vas de consumo diario de adiciones. 15. Tolva dosificadora. 16. Tolva de carga. 17. Cajas para ferroaleaciones. 18. 011as de acero. 19. Carro transportador para acero. 20. Grúa de colada. 21. 011as de escoria. 22 . . Carro transportador de escoria. 23. Grúa de patio para escoria. 24. Sistema depurador de gases. 25. Máquina de colada continua. FIGURA 2-6 . ACERACION POR CONVERTIDOR BOF NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO que recupera los gases del B .O .F . Cuando se desea producir aceros con un alto contenido de Cromo y Níquel y un bajo contenido de carbono se desarrollo el proceso A .O .D ., en donde se sopla una mezcla de oxigeno y argón a través de una carga liquida que ya contiene la aleación de cromo y níquel. 2 .2 .9 .3 Horno de Hogar Abierto. A pesar de que los hornos de hogar abierto tienden a desaparecer por el aumento del uso del convertidor o por los hornos de arco eléctrico, todavía quedan algunas compañías en el pals que emplean este proceso. El horno de hogar abierto es un espacio largo recubierto por material refractario, tanto en paredes y techo con puertos en cada extremo para la admisión de combustible y de aire de combustión precalentado . El proceso consiste en la afinación del arrabio y la fusión de la chatarra en hornos de reverbero para la producción de acero, oxidando las impurezas mediante mineral de hierro o por inyección de oxigeno. El calentamiento de estos hornos se efectúa mediante combustibles gaseosos o líquidos, naturales o artificiales, inyectados a presión por medio de inyectores (quemadores) y pulverizadores con aire o vapor. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-41 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Para lograr la temperatura requerida, el aire de combustión se introduce caliente, utilizando los gases de salida, en regeneradores o cámaras de regeneración. Estos hornos pueden ser fijos o basculantes . El proceso de aceración mostrado en la figura 2-7 puede ser básico o ácido, según sean los requierimientos de eliminación de fósforo y azufre . Como en la gran mayoría de los casos se hace necesaria dicha eliminación, el proceso más usado es el básico y el producto así obtenido se denomina acero básico . Los hornos de corazón abierto varían de capacidad s de 50 a 500 toneladas y en cuanto a materiales de carga de 80 por ciento de arrabio con 20% de chatarra fria a 15% de lingotes de hierro con un 8 .5% de chatarra fría . La carga metálica se funde junto con materiales productores de escoria, tales como la caliza y el sílice y se refina mediante la adición de óxidos de fierro o de oxigeno a través lanzas . Las impurezas resultantes pasan dentro de la escoria, o en el caso del carbono dentro del gas residual como monóxido de carbono el cual se quema a bióxido de carbono . El oxigeno de alta pureza se emplea en dos formas: 1.- Enriquecimiento del aire de combustión y, 2.- Inyección mediante la lanza dentro del baño fundido. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-42 I[llOItCAC101I1 ANL CAIGAQ0I1 PAIA uttltll[f IOUDO/ CMATA/IA CVIDCITC/ 'taxi.* DI OIIGIMO COIA00 Ot IIIGOTI/ FIGURA 2-7. DIAGRAMA DE FLUJO DE ACERACION EN HORNO DE HOGAR ABIERTO MOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO La primera no produce un cambio substancial en la naturaleza y nivel de las emisiones particuladas, pero el segundo produce una gran cantidad de humos rojizos para lo que se requiere de un equipo de depuración. 2 .2 .9 .4 HORNOS ELECTRICOS Existen 4 tipos de hornos eléctricos: Horno de resistencia i Los hornos de resistencia para fundir acero utilizan barras horizontales de grafito como resistencia, siendo de forma rectangular los más pequeños de hasta una tonelada de cupo y cilíndrica los mayores de hasta 2 a 3 toneladas de capacidad. En estos hornos, las emisiones son captadas mediante campanas colocadas en la parte superior del horno por lo que no requiere del movimiento de grandes volúmenes de aire, haciendo bastante accesible este tipo de instalaciones. Horno de arco directo e indirecto El principio básico de funcionamiento es la utilización controlada del calor producido por un arco eléctrico esto puede ser por medio de electrodos o electrodos y CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-43 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO el material a fundir. Debido a esto se dividen en calefacción por arco directo y calefacción por arco indirecto, dependiento de como se aproveche el calor producido por el arco al saltar entre electrodos o si, además del calor producido por este se utiliza también el calor que se produce por el paso de una corriente eléctrica a través de la carga. Estos hornos utilizan unicamente en ,la actualidad electrodos de grafito o electrodos de carbón amorfo . El horno consta de la cuba con su bóveda desplazable ; los brazos portaelectrodos llevan en sus extremos las mordazas que sujetan los electrodos y tienen un movimiento vertical de ascenso y descenso mandado por la regulación a través de los grupos motor-reductor ; los cables conducen la corriente a los electrodos. La principal ventaja de este horno es su facilidad de adaptación a condiciones diversas. Sus partes esenciales son : Casco de lámina, bóveda, portaelectrodos, mordazas, mecanismo de- volteo, puertas de carga, canal de colada, equipo eléctrico y en el CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-44 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO interior del horno se encuentra : solera, crisol, paredes, electródos y revestimiento refractario. Horno de inducción El horno de inducción es un horno eléctrico en el que se utiliza el calor generado por corrientes inducidas en el seno del material a fundir al someterlo a una variación de flujo de un campo magnético alternativo creado por una !bobina que rodea el metal. Estos hornos se dividen en hornos de baja, media y alta frecuencia, dependiendo de la frecuencia (ciclos por segundo) de la corriente utilizada . El diseño y construcción de los hornos modernos de inducción es igual que l el de un horno eléctrico con la diferencia del diseño de la subestación eléctrica según la frecuencia de la corriente a utilizar. Estos hornos se utilizan principalmente en los casos en donde se exige una gran pureza en los productos fundidos, como es el caso de aceros inoxidables, refractarios de alta calidad y aleación, etc. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-45 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 2 .2 .10 Vaciado proceso de vaciado consiste en colar el acero líquido del horno a una olla en forma de cubeta, construida de acero y revestida con material refractario . La olla en su parte inferior cuenta con una boquilla que tiene un orificio en el cual se ajusta un tapón de grafito que abre y cierra para hacer el vaciado. El Existen dos métodos de vaciado : el sistema de lingoteado y la colada continua . El segundo es un método que ofrece la ventaja de poder obtener secciones menores que las de los lingotes, que pueden equivaler a semiacabados, o bien acabados. El proceso de colada continua consiste vaciar el acero liquido de la olla a distribuidor que regula el volumen, la presión y velocidad del acero a la entrada de los moldes . vez que el acero se encuentra en los moldes se solidificando y posteriormente se extrae. 2 .2 .11 en un la Una va Ferroaleaciones Con el objeto de agregar los elementos de aleación a los aceros, se preparan de antemano ferroaleaciones que contienen un alto porcentaje de hierro y del elemento en cuestión en hornos de arco eléctrico especiales para introducirlo en la fabricación del hierro o el acero . __Las ferroaleaciones deben ser frágiles para que puedan CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-46 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO ser trituradas al tamaño apropiado para usarlas en baños fundidos. Las ferroaleaciones se producen en hornos de arco eléctricos especiales donde se carga el mineral del metal específico de la ferroaleación a producir, el mineral de hierro, el carbón y los fundentes, en las proporciones convenientes . En algunas ocasiones se utiliza otro reductor (Aluminio principalmente) con el objeto de disminuir el contenido de carbono que puede ser perjudicial en la fabricación de ciertos tipos de aceros aleados, obteniéndose ferroaleaciones con bajo contenido de carbono. Las ferroaleaciones más usuales en los procesos siderúrgicos son las siguientes: - Ferromanganeso - Ferrosilicio Ferromolibdeno - Ferrocromo Ferrotugsteno Ferrozirconio Ferrotitanio Ferrovanadio - - Ferroboro Ferrofósforo Ferrovolframio Además se utilizan como desoxidantes - Aluminio Silicio-manganeso-aluminio Silicio-calcio mecanismo por el cual actúan las ferroaleaciones en el baño fundido consiste en la El CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-47 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO formación de uniones químicas con los elementos indeseados, eliminandose en los productos de la reacción en forma de escoria o permaneciendo en el producto final en un estado apropiado, disueltos en el hierro o unidos con el carbono en forma de carburos. 2 .2 .12 PROCESOS DE TRANSFORMACION Estos procesos tienen por objeto dar tratamiento final a los productos siderúrgicos primarios : hierro o acero líquidos o en lingotes. Los procesos de transformación primarios dan al metal forma semiacabada y los secundarios dan la forma final que tendrán para ser utilizados. 2 .2 .12 .1 Procesos primarios: Laminación Este proceso tiene por objeto adelgazar y estirar el acero caliente o frío, pasándolo entre rodillos . Dichos rodillos se encuentran montados sobre bastidores a los cuales se les conoce con el nombre de castillos, el conjunto de castillos se denomina tren de laminación. Todos los rodillos giran y el acero pasa a través de ellos . La laminación puede ser en frío o en caliente (Figura 2-8)- CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-48 namu 0. RKMr ramrto d ToclqS MdnD l7.srr .Sl.OV d Toctw ~ • • • Morino D.soasl•oor K .nWn Luton.' ' M(aro u...rsr Maro pr . KeO .Oo 0• V.p.t k~s,r•~~ Pr .rt1 E w ..cvrN+ A .xnec•n Car. d EnnanrroTouo. 6 Fos a. Rooaiort .m.rW pa•Lspar. ~ lrpWa Oa C'•pt. a• . ~a AaraPOnBa J1 ~~~~ M•p.n. Escn1 .•6or. Moro D.soar•aor WI ~ ~ Tuts n 1 4•á66 - Eg fHfIlEafili Cant Entosmulo Os Palapl.• •••• Wino Kabul. 1 Cas•1os (161 Maro D.sb.slad-1221 Ma .0 Cu-on. a. C•sob ( l2) ftYiiiil n orno 0. R•etrtamrto 0. P•'r1014 Tyr• VBa- 6 lrrn'rrna• Mana Cor , .o 0.5 c.WIo6 (la ) A Ptat•• 0o I. Duman Sur rano 0• rKrrilrnrb W ' Prrqur Moir* Corrruo 6 , Combs (16) pra Palana}•Y l wu a Maro U414u-A N (13 Casual) 5 MM. Cotonou S Cas.bs (16) A A A Maro K .O.0a-116 C•s.bs) C .o. d En•n .mrto A Aan.t.n1 OEf ti(pti Maro Morgan per . . Alo Oros FIGURA 2-8 . DIAGRAMA DE FLUJO DE LAMINACION DE BARRAS Y PERFILES A Rat. Son Won Barra y Pert*. Conwur.s NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Laminación en tira caliente Los lingotes pasan por un horno de precalentamiento, el cual puede ser calentado por medio de gas natural o de otro tipo, con petróleo u otros combustibles líquidos, que se introducen por medio de inyectores o quemadores en los que se utiliza aire o vapor como medio de arrastre . Este precalentamiento se efectúa en recuperadores, aprovechando los gases de combustión que salen del horno (figura 2-9). Una vez que el lingote se ha acondicionado, se descascara por medio de una descascaradora mecánica o con chorros de agua a alta presión, los cuales desprenden la cáscara que se desbasta en un tren de doble dúo, es decir un tren de cuatro rodillos. Después, puede cortarse en varias partes y desbastarse en varios castillos desbastadores continuos, pasando inmediatamente al molino continuo que consiste en 5 castillos de doble dúo . Después de este proceso la tira se enrolla automáticamente a la salida . Las velocidades de laminación, así como de transporte son altas para evitar el enfriamiento del metal y tener una gran capacidad de producción. Laminación en frío La laminación en frío proveniente de la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-49 Ty.r . Mos. Twin 9 a TrYnNr .rx, . `-` Horno L.Nrtl nk Rocr .r'.rt.uYN-un cM.,es con Ertµ4xwr moho* 1• .,NSd Ty.r . VoW1or. Molino Tarnclom Tv. de 1 FIGURA 2-9 . DIAGRAMA DE FLUJO DE LAMINACION EN CALIENTE DE PRODUCTOS PLANOS . Tyw . Tr.ry.~.rs.l PWxna par. EmOqr. NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO laminación en caliente, tiene por objeto obtener una superficie lisa, reducir el espesor y lograr propiedades físicas controladas, con o sin un tratamiento térmico posterior . El producto terminado se utiliza para producir hojalata, carrocerías automóviles así como una gran variedad artículos industriales y domésticos . En proceso de laminación en frío, el rollo de de el de cinta o lámina, laminada en caliente se seca, se aceita y se enrrollada nuevamente. Forja Producción de piezas metálicas acabadas a través de golpe o presión, existen procesos de forja en frío y en caliente. Forja en caliente Se hace con el metal a alta temperatura, cuya magnitud depende de la clase de éste. Para realizar el forjado( en caliente se emplean distintos tipos de hornos ; fraguas fijas y portátiles alimentadas por lo general con carbón mineral o coque, hornos calentados por gas, combustibles líquidos, o carbón. Forja en frío La deformación se obtiene estando el metal a temperatura ambiente . Ambas pueden realizarse a mano o mediante maquinaria. La forja a mano se hace en caliente formando la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-50 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO deforación del metal con herramientas de mano ; entre las que se encuentran yunques, martillos, marros, cinceles etc . La forja a máquina puede realizarse tanto en frío como en caliente mediante máquinas accionadas mécanica, neumática o hidráulicamente. Las materias primas para la forja son lingotes, tochos, barras, biletes o palanquillas, laminas soleras etc . Los productos se conocen como piezas forjadas, pudiendo tener una gran variedad de formas y tamaños; ejemplos de este tipo de piezas son los cigüeñales, herramientas de mano (martillos, hachas, llaves de tuercas etc). Fundición Consiste en una serie de operaciones para la obtención de piezas moldeadas de metal, incluye el moldeo, hechura de corazones, fusión, vaciado en moldes, desmoldeo, tratamiento térmico y acabado o terminado. Los moldes pueden ser de arena, arcilla u otros materiales refractarios con aglutinantes o permanentes, generalmente metálicos . Para recubrir la superficie interior de los moldes se usan pinturas compuestas de materiales refractarios molidos y aglutinantes. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-51 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En la fundición a presión (die casting), el molde metálico se llena inyectando el metal líquido a presión. Una vez desmoldeada la pieza pasa por los siguientes procesos: - El corte de coladas, bebederos y alimentadores, el cual se realiza mediante un soplete oxiacetilenico oxibutánico, en ocasiones con disco o sierras. El tratamiento térmico - La limpieza mediante arena o perdigón metálico proyectados contra la pieza. - La rebaba o rebarbeo, que se realiza con esmeriles fijos, colgantes o manuales, eléctricos o neumáticos y con cinceles neumáticos. - La soldadura de partes defectuosas mediante equipos de soldadura autógenos o eléctricos. - La inspección y pruebas 2 .2 .12 .2 Procesos secundarios Los procesos secundarios más importantes son: CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-52 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Estirado El estirado es un proceso en el cual se produce una deformación plástica al metal, adelgazándolo, mediante diversos procedimientos los cuales pueden ser fríos o calientes. Este proceso se utiliza para barras de acero con objeto de obtener tolerancias dimensionales más pequeñas y endurecer el material por deformación. Esto se logra en un proceso en frío al pasarlas por un dado que tiene un orificio de menor diámetro que el diámetro original de las barras. Trefilado Es la operación de estirado en frío de alambre, forzándolo a pasar a través de uno o varios dados que van disminuyendo progresivamente su sección. Para efectuar el estirado del alambre es necesario obligar al material a pasar a través de un orificio que puede estar en una placa de acero o en un dado . El alambre se jala mediante una fuerza axial provocándose en esta forma una reducción en la sección transversal. Tratamientos térmicos A) Tratamiento térmico Es el calentamiento seguido de un enfriamiento que se aplica a metales y aleaciones para darles CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-53 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO ciertas propiedades físicas y químicas . Si el metal se somete a un calentamiento con el simple propósito de calentar, ésto no es considerado un tratamiento térmico. B) Tratamiento térmico de precipitación Es el proceso de envejecimiento artificial en el cual, uno de los constituyentes de la aleación, se precipita de la solución sólida sobresaturada. C) Tratamiento térmico de soluciones sólidas Es el proceso de calentamiento de una aleación a una temperatura adecuada por un tiempo suficiente para permitir que uno, o más de los componentes de la aleación se fundan y posteriormente enfriar rapidamente para hacer que estos componentes permanezcan disueltos en la solución sólida. D) Recubrimiento superficiales Este tratamiento se da para proteger el metal contra la oxidación y corrosión, los productos de acero, pueden ser recubiertos con una capa delgada de otro material, siendo las principales: - Galvanizado Depósito superficial de zinc para proteger la superficie del acero de la corrosión por contacto con el aire. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-54 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Estañado por inmersión Depósito superficial de estaño sobre una pieza, lámina o alambre por inmersión en un baño de estaño fundido entre 250 °C y 260 °C, que para protegerlo de la oxidación deberá estar cubierto de carbón vegetal, con este recubrimiento se protege al acero de la oxidación atmosférica así como de algunos ácidos orgánicos. - Electrodepósito Este proceso es realizado por medio de electrólisis la cual consiste en producir cambios químicos` en un electrolito (sustancia que contiene iones que pueden emigrar bajo la aplicación de un potencial eléctrico), por el paso de una corriente eléctrica a través de él . En la solución salina el metal se deposita en el cátodo, que en este caso es la pieza de acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2-55 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .0 CARACTERIZACION AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 PRODUCCION DE HIERRO Y ACERO La fabricación de hierro y acero se complementa utilizando diversos procesos interrelacionados . Las operaciones más importantes son : (1) Fabricación de hierro, (2) Preparación del mineral de hierro, (3) Sinterizado, (4) Peletizado, (5) Producción de acero, (6) Preparación de productos semiterminados, (7) Preparación de productos terminados, (8) Suministro de calor y electricidad y (9) Manejo y transporte de materia prima, intermedia y xesiduos. La descripción detallada de estos procesos se presenta en el capitulo 2 del presente documento ; sin embargo, nuevamente se presentará una breve descripción para relacionar los procesos con su caracterización ambiental (Figura 3 .1). 3 .1 .1 Fabricación de Hierro En la actualidad, los procesos para la fabricación de hierro en la República Mexicana se basan en una serie de operaciones que involucran la reducción del mineral de hierro en un alto horno para producir hierro con un contenido de carbono entre el 3 y el 4 %, seguido por la refinación conjuntamente con algo de chatarra para la obtención de acero primario . Una alternativa poco empleada consiste en la reducción directa mediante el sistema CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-1 a Carga Humos Coquir.ación Humos Enfriamiento Humos y polvos --j COQUERIAS Subproductos SF1 2 apilado Polvo Prcparacion de minerales Sintenzado HORNOS ALTOS Hornos propia mente dichos Hornos de acero ACERIAS l J LA'`11ti?,CION Hornos de recalentar Trenes de laminación Tragante Polvo Recuperación de gases Polvo Foso de escorias Polvo y SO 2 Nave de colada Polvo Humos, polvos y SO 2 S0, Polvo --lInstal aciones au \lliar e s 7 Instalaciones AUXILIARES Polvos y SO 2 Fundiciones de hierro, acero Polvc, Transporte Humos Calderas Polos, humos y SO 2 Figura 3 .1 Procesos de Producción de Hierro y Acero NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO H y L de mineral rico en hierro o de pellets para la obtención de hierro esponja empleado posteriormente en los hornos de arco eléctrico. 3 .1 .2 Preparación del Mineral de Hierro Tal como se extraen de la mina, los minerales no pueden emplearse directamente en el proceso y las operaciones de acondicionamiento a las que se someten, tales como el cribado, trituración, concentración y mezcla que se realizan en gran parte al aire libre, dan lugar a la formación de polvos de óxido de hierro, que según su tamaño pueden desplazarse a distancias apreciables, sobre todo si las condiciones atmosféricas favorecen su dispersión. Hasta hace unos 40 años, la preparación del mineral de hierro antes de su carga al alto horno fué mínima . Involucraba la separación de los "finos" del mineral para evitar el embancámiento del horno con la consecuente reducción de la producción . La práctica moderna requiere de una graduación en el tamaño entre los 10 - 50 mm, aglomerándolo mediante el proceso de sinterizado para obtener la ,granulometria adecuada que permitirá su carga al alto horno juntamente con el mineral de hierro, el coque y los fundentes. Las operaciones preliminares de descarga, _apilamiento, quebrado, selección y manejo general del mineral de hierro generan emisiones sustanciales CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO tanto de polvos como de partículas de mayor diámetro . Para el control de las emisiones de material particulado en las etapas de descarga y apilamiento, por lo general se emplean rociadores de agua . En los procesos de quebrado, selección y operaciones de manejo general como los transportadores de banda, el control de las emisiones de material particulado se realiza mediante la colocación de campanas o el aislamiento con la respectiva extracción del polvo. 3 .1 .3 Sinterizado Las condiciones de trabajo del alto horno no permiten que la carga contenga finos en proporciones superiores a un máximo concreto, ya que de lo contrario producirán trastornos graves en la operación del horno . El sinterizado es -el pretratamiento mas importante para el trabajo en el alto horno ya que no solamente facilita su operación, sino que permite la utilización de materiales finamente divididos (mineral, coque y sinter) que de otra forma tendrían que ser descartados . De esta forma, tanto los finos del mineral de origen como los producidos en el transporte, manipulación y cribado pueden utilizarse una vez aglomerados . A estos finos se añaden los obtenidos en el tragante del horno (polvos de retorno). proceso de sinterizado permite de alguna manera mejorar químicamente los materiales mediante El CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO la eliminación de volátiles entre los que se encuentran algo de azufre y, mediante la reducción parcial de los óxidos de hierro, logrando con esto una mejora en la operación del alto horno. 3 .1 .3 .1 Descripción del Proceso. El proceso de sinterizado consiste en mezclar los finos de mineral con los de coque y a continuación, extender esta mezcla sobre bandas móviles adecuadas (pailas) de 3 a 5 metros de ancho por 50 a 100 metros de longitud efectiva, en capas con un espesor inferior a 15 mm, que se mueven de forma continua sobre una serie de cajas de viento conectadas a un sistema de desfogue . En un tambor rotatorio se prepara la mezcla de finos de mineral de hierro y sinter (menores de 6 .5mm) con 6% de polvo de coque, humedad y algunas veces algo de caliza. Posteriormente se descargan a la entrada de la banda para hacer una cama, que durante su avance por la zona caliente arderá por la combustión del coque de la mezcla después de un encendido de cebado . Para mantener esta combustión, el aire se aspira con unos ventiladores potentes, temperatura se eleva hasta parcial de los finos y aglomeración . La longitud mientras que la provocar la fusión la consiguiente de la banda está calculada de forma tal que, al final de la misma, la sinterización es un hecho y la torta cae sobre una cámara cerrada, donde se quiebra CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO y se criba para, porteriormente pasar a los enfriadores rotativos y de ahí enviarla al alto horno . Algunas empresas prefieren el enfriamiento sobre la marcha antes del proceso de quebrado y cribado. 3 .1 .3 .2 Naturaleza de las Emisiones. Las plantas de sinterizado constituyen una de las fuentes más importantes de contaminación del aire . Por un lado, existen las emisiones de polvo que representan un porcentaje importante de las totales de la planta, pues por tratarse su manipulación, cribado y de finos, 4 almacenamiento originan partículas muy finas que el viento arrastra y dispersa . Además en la combustión se registran emisiones de dióxido de azufre en proporción variable debido al contenido de azufre tanto del combustible como del coque. Además de estas emisiones que se registran en toda la instalación, los humos de la planta, que se evacúan por la chimenea también contribuyen a la contaminación del aire. Resumiendo, las principales formas de contaminación generadas en la planta de sinterizado son los polvos y gases ; el volumen de puede alcanzar los 6,000 Nm 3 /ton sinterizado. Las emisiones de polvos se originan en los CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO puntos de distribución de los finos del mineral, en los preparadores de la mezcla, durante el extendido de la misma, en las pailas y en los enfriadores. Los gases emitidos durante el sinterizado se caracterizan por su contenido de dióxido de azufre obtenido en la combustión de los elementos combustibles del lecho . Las concentraciones más frecuentes, que dependen de la composición de la carga, varían entre 500 y 1500 mg/m3 . 3 .1 .4 Peletizado La aglomeración de finos del mineral de hierro mediante el peletizado es una práctica que se ha incrementado resultando ser una alternativa_ al sinterizado y existen plantas con producción arriba de los cuatro millones de toneladas de pelets por año . Este proceso e~ muy útil para concentrados de mineral de hierro muy finos, que pueden resultar incosteables para el sinterizado . Puede operarse en diversas formas, tales como los hornos verticales, horizontales, etc. Descripción del Proceso. Se prepara una mezcla formada por mineral quebrado con uno por ciento de Bentonita y 8 a 10 % de humedad . Esta mezcla se alimenta dentro de tambores inclinados para producir pelets CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO verdes de 9 a 16 mm de diámetro . Los pélets verdes se cargan sobre una banda continua que viaja a través de una zona de secado a 370'C y después a una zona de precalentado a 1300'C. Los pelets precalentados se pasan por un horno rotatorio para éndurecimiento a 1300 ' C, después pasan por un enfriador anular y finalmente se descargan a menos de 210 ' C . Los problemas de contaminación del aire son semejantes a aquellos del proceso de sinterizado y las técnicas de control adoptadas son semejantes. 3 .1 .5 Altos Hornos t Entre las distintas fuentes de contaminación del aire atribuibles a la producción de arrabio, la principal es el material que se alimenta al alto horno y que consiste fundamentalmente en una carga metálica (mineral, sinterizado, pélets), cal, que se añade como aditivo para la formación de escorias, el coque y el combustible. 3 .1 .5 .1 Descripción del Proceso. El horno tiene una cubierta de acero, en forma de dos conos truncados unidos en sus bases y recubiertos internamente por refractario . El mineral de hierro, sinter, pelets, coque y caliza'se cargan por la parte superior del horno a través del tragante mediante un sistema de conos dobles diseñados CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO para minimizar las fugas de gases de desecho. Se sopla aire a través de las toberas dentro del horno, produciendo monóxido de carbono el cual reacciona con la carga calentada para formar hierro fundido al alto carbono, escoria y gases de salida . El hierro fundido y la escoria colectados dentro del corazón son descargados periódicamente por las piqueras. Los gases del alto horno pasan a través de sistemas depuradores . El proceso es continuo y, conforme pasa la carga hacia abajo del horno, se va reponiendo en volumen. 3 .1 .5 .2 Naturaleza de los Gases de Salida. Los gases de salida del alto horno contienen aproximadamente el 28% de monóxido de carbono con partículas de mineral de hierro, sinter y coque en cantidades de alrededor de 15 a 30 mg/m3, dependiendo de la naturaleza de la carga y de las condiciones de operación . Por ejemplo, el uso de presiones elevadas reduce considerablemente el contenido de partículas de los gases de salida . La gama para el tamaño de las partículas varia de los 100 micras hacia menores que 10 micras . La temperatura de los gases de salida es de 150 a 200°C . En muchas de las plantas integradas estos gases se emplean para precalentar las estufas de aire para el alto horno. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 .5 .3 Emisiones al Aire. Las operaciones irregulares de los altos hornos pueden, ocasionalmente, dar lugar a emisiones directas a la atmósfera . Así, la caída repentina o desliz de la carga puede producir fluctuaciones violentas de presión dentro del horno y en el sistema de depuración. Cuando esto ocurre, las válvulas de liberación de presión permiten la .salida del gas del alto horno hacia la atmósfera, evitando así la explosión y daño a las instalaciones . Los polvos estan formados por pequeñas partículas de lps sustancias empleadas como materia prima y se producen en los siguientes puntos: A) Carga del material en las tolvas o silos. B) Cribado o almacenamiento en los dosificadores y preparación de los lechos de fusión. C) Transporte y almacenamiento del coque en las Tolvas dosificadoras. D) Carga de las materias primas en el skip. Vertido de los skip en el horno. E) Polvos emitidos por separadores de depuración de los gases del alto horno. Aunque estos polvos primarios suelen. asentarse en el mismo cuerpo del horno o en las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO zonas inmediatas, en determinadas circunstancias climatológicas, dichos polvos se esparcen por vientos persistentes. La supresión de estas emisiones no suele ser total y la concentración en determinadas zonas de varias instalaciones de este tipo es susceptible de afectar no sólo al rendimiento y eficacia de los operadores, sino también a su salud . La contaminación del aire no es solo achacable a los polvos y, ocasionalmente, a la fuga, de gases (que por estar constituidos fundamentalmente por CO,, son muy nocivos), sino también a las nieblas del foso de escoria . La escoria se granula a pie de horno dando lugar a la producción de una niebla-fina de vapor, que es especialmente molesta en lugares como el norte del pals donde afecta el invierno. 3 .1 .5 .4 Reducción Directa del Mineral de Hierro Mundialmente, existen cinco proceso de reducción directa con aplicación comercial: HyL, Midrex, SL/SN, Lurgi y Krupp que fabrican hierro esponja . De éstos, el proceso mexicano HyL, desarrollado por Hojalata y Lámina S .A ., de Monterrey N .L ., es el único empleado en México . La reducción del mineral de hierro en trozos o pélets se efectúa en retortas mediante gas natural reformado con vapor y un CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO catalizador (níquel) . El mineral permanece estático en el reactor recibiendo gas secundario caliente en primer término, esto es, gas que ya efectuó una operación de reducción, en otro reactor . Luego recibe el gas reductor primario caliente y, finalmente, el gas reductor frío para enfriar el producto antes de descargar la retorta y evitar reoxidación inmediata del fierro esponja al ponerse en contacto con la atmósfera . El gas reductor consumido durante el proceso de reducción se enfría y se mezcla con más gas en un reformador para producir gas reductor fresco . Las ventajas del proceso son su naturaleza continua, bajo consumo de energía y bajas necesidades de operación . El producto contiene cerca del 93% de hierro y 1 a 2 por ciento de carbono . La contaminación del aire está confinada a la generación de polvos en varios puntos en los que se instalan sistemas colectores de bolsas. 3 .1 .6 Fundición de Hierro Gris •3 .1 .6 .1 Cubilote El cubilote es la fuente más importante de producción de hierro gris . Al igual que otros procesos de producción de hierro, presenta problemasespeciales decontaminación del-aire. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-11 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 .6 .1 .1 Descripción del Proceso En muchos aspectos, el cubilote es semejante a un alto horno pequeño . Por lo general, es un cilindro vertical sencillo recubierto internamente por refractario . Cerca de la base tiene entradas de aire para combustión y salidas para escoria y colada. Cerca de la parte superior tiene la puerta de carga para materia prima y sobre esto, un capuchón húmedo con una extensión del cilindro para la descarga de los gases a la atmósfera. En el fondo del cubilote se carga primeramente una cama de coque con una altura de 1 a 2 metros . Una vez que ha sido encendido y está activo, se colocan capas alternadas de metal (hierro colado y chatarra de acero) así como de coque y de fundente (normalmente caliza) hasta llenar el cubilote a la altura de la puerta de carga . El aire de combustión que entra a través de las toberas quema el coque y funde la carga metálica, conforme desciende la carga, se agregan capas alternadas a través de la puerta superior . Por la piquera se obtiene fierro fundido con contenidos del 2 .3 al 3 .5 % de carbono . Los hornos de cubilote operan con un promedio de producción de 2 a 10 toneladas por hora . - CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-12 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 .6 .1 .2 Naturaleza dé las Emisiones 1 . Humos producidos por aceite, grasa, pintura, etc ., adheridos a la chatarra, madera, etc. 2 . Polvos y arenisca provenientes de los materiales cargados y de sus impurezas . El 15% de los sólidos emitidos son menores a 10 micras y arriba del 50% mayores de 50 micras . Las emisiones normales para un horno de cubilote son de alrededor de 7 a 11 kilogramos por tonelada de metal iproducido. 3 . Los humos metalúrgicos, que consisten en gran parte de óxidos metálicos, escorias, cenizas, etc. 4. El dióxido de azufre emitido depende del tipo de doque . Las cantidades emitidas, necesarias para la estimación de la altura de chimenea, dependen de la cantidad de azufre absorbido por el metal y del dióxido de azufre retenido por el lavador de gases . En los casos donde se utiliza coque con contenidos del 0 .7% de azufre, el 50% se absorbe en el metal y del 30 al 50% restante se absorbe por el capuchón húmedo, empleado en la mayoría de los cubilotes mexicanos. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-13 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO El gas de chimenea, que contiene del 10 al 20% de monóxido de carbono se quema por lo general en el ducto de salida . En los casos en los que la combustión no puede mantenerse o que el gas es pobre, se extiende la altura de la chimenea de descarga (Figura 3 .2). La producción de acero, a partir de hierro al carbon o de una mezcla de alto carbonochatarra, es fundamentalmente con el fin de eliminar diversos porcentajes de impurezas por la medio de una oxidación . El oxigeno requerido puede ser administrado como óxido de fierro, aire o como oxigeno de alta pureza. 3 .1 .6 .2 Hornos de Hogar Abierto. A pesar de que cada día, los hornos de hogar abierto tienden a desaparecer, debido a su sustitución por conyertidores o por hornos de arco eléctrico, todavía quedan algunas compañías en el pals que emplean este proceso. 3 .1 .6 .2 .1 Descripción del Proceso. Esencialmente, el horno de hogar abierto es un espacio largo recubierto con refractario, tanto en paredes y techo con puertos en cada extremo para la admisión de combustible y de aire de combustión precalentado . Consiste en la afinación del arrabio y la fusión de la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-14 Extensión Chimenea Agua Cámara de Combustión e (f Lavador de alta J+ce Eficiencia 1 Agua y polvo Recuperador Sobreflujo Ventilador Al tanque sedimentador Figura 3 .2 Sistemas de control de emisiones en cubilotes NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO chatarra en hornos de reverbero para la producción de acero, oxidando las impurezas mediante mineral de hierro o por inyección de oxigeno. El calentamiento de estos hornos se efectúa mediante combustibles gaseosos o líquidos, naturales o artificiales, inyectados a presión por medio de inyectores (quemadores) y pulverizadores con aire o vapor. Para lograr la temperatura requerida, el aire de la combustión se introduce caliente, utilizando los gases de salida, en regeneradores o cámaras de regeneración. Estos hornos pueden ser fijos o basculantes . El proceso de aceración puede ser básico o ácido, según se requiera eliminar fósforo y azufre . Como en la gran mayoría de los casos se hace necesaria dicha eliminación. El proceso más usado es el básico y el producto obtenido se denomina acero básico . Los hornos de corazón abierto varían en su capacidad, de 50 a 500 toneladas, y eh cuanto a materiales de carga de 80% de arrabio con 20% de chatarra fría a 15% de lingotes de hierro, con un 8 .5% de chatarra fría . La carga metálica se funde junto con materiales productores de escoria, tales como la caliza, sílice y otros y se refina mediante la adición de óxidos de fierro o de oxígeno con lanzas . Las impurezas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO resultantes pasan dentro de la escoria, o en el caso del carbono dentro del gas residual como monóxido de carbono, el cual se quema, resultando bióxido de carbono . El oxigeno de alta pureza se emplea en dos formas: 1. 2. Enriquecimiento del aire de combustión; Inyección mediante la lanza dentro del baño fundido. La primera no produce un cambio sustancial en la naturaleza y el nivel de las emisiones de partículas . El segundo produce una gran cantidad de humos rojizos para lo que se t necesita un equipo de depuración. 3 .1 .6 .2 .2 Naturaleza de las Emisiones. En la práctica normal, sin inyección de oxigeno, la emisión de polvos promedio es de 0 .2 a 0 .6 g/m3 , donde el 50% de la granulometría es mayor a 5 micrones . Con la inyección de oxigeno, a una velocidad de 40m3 por tonelada durante 4 horas, la cantidad de partículas promedio ascidnde a 8 g/m 3 con picos por encima de 16 g/m 3 durante el período de lanceado . Estas partículas están constituidas principalmente por óxidos de hierro, con tamaños de 0 .1 a 1 . micrones, con tamaño promedio de 0 .2 a 0 .3 micrones . Este tamaño tan pequeño de las partículas, aunado al gran CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-16 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO volumen de gases emitidos a alta temperatura determina que su captación sea difícil y relativamente cara . La concentración de los humos en el gas residual está influenciada por diversos factores entre los que se incluyen la cantidad de aire en exceso . La composición de los gases residuales varia de acuerdo con el combustible usado, siendo los más importantes el vapor de agua que puede variar entre un 2 y un 25% y el dióxido de azufre entre 1 y 2 gramos por metro cúbico. 3 .1 .6 .3 Convertidores. 3 .1 .6 .3 .1 Descripción del Proceso. El proceso consiste en la afinación de arrabio liquido en recipientes de forma de pera llamados convertidores,-mediante soplo de aire, de oxígeno o de mezclas de ambos a través del metal o superficialmente en forma lateral, o verticalmente por arriba . También se usan mezclas de vapor de agua y de oxígeno y de anhídrido carbónico y oxigeno como medios de soplo . De acuerdo con estos sistemas de inyección, los convertidores se clasifican en: 1. 2. De soplo por el fondo De soplo lateral CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-17 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3. De soplo por arriba En los dos primeros casos, los orificios usados para introducir el aire común o enriquecido se llaman toberas y en el tercero, que se limita al uso del oxigeno, se emplea un tubo refrigerado que entra por la boca denominado lanza. Los procesos de• aceración llevados a efecto en los convertidores son ácidos o básicos según la naturaleza de su revestimiento refractario . En los ácidos el material refractario es de magnesita o de dolomita y la escoria es básica a base de cal. El proceso ácido es conocido generalmente con el nombre de Bessemer y el básico con el nombre de Thomas, B .O .F . o L .D . Actualmente se utiliza en escala comercial sólo el último. Durante el proceso se distinguen los períodos siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Carga del arrabio y chatarra Fusión de la carga sólida Ebullición con minerales y oxidación Ebullición con caliza o cal El desescoriado o extracción de la escoria Interrupción de la ebullición o bloqueo con desoxidantes Desoxidación o afinación final Prueba de la temperatura del acero en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-18 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9. forma práctica Colada y desoxidación con ferroaleaciones 10. y aluminio Vaciado del acero a lingoteras o moldes. Aunque los hornos de hogar abierto y los convertidores Bessemer que estuvieron basados en la refinación con mezclas de óxido férricoaire respectivamente han dado lugar a emisiones atmosféricas de consideración, la introducción del oxigeno de alta pureza a precios económicos no solo ha cambiado el patrón de producción de acero en los pasados 25 años sino que ha agregado una nueva dimensión al problema de la contaminación . Bajo el nombre genérico de fabricación de acero mediante óxigeno (proceso BOF) se desarrollaron nuevos procesos que involucran sopladores de oxigeno de los que el más popular en México es el proceso que emplea el convertidor LD. Cuando se inyecta el oxígeno dentro del hierro fundido, la refinación se acelera existiendo una mayor producción de acero junto con la emisión de polvos de color rojizo, lo que se ha convertido en uno de los problemas de contaminación ambiental con los costos de control más elevados . Los sistemas depuradores requeridos para lograr la casi invisibilidad de las plumas requieren _de una muy elevada eficiencia del órden de los 99 .5% . Las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO temperaturas elevadas de los gases de salida, su naturaleza inflamable y lo fino de la emisión (0 .05 a 1 .0 micrones) provocan unas condiciones de operación difíciles para la unidad de depuración. 3 .1 .6 .3 .2 Naturaleza de las Emisiones Durante el periodo de soplado del oxígeno, el gas que emana por la boca del convertidor proviene principalmente de la oxidación del carbono y, asumiendo la no entrada de aire u otra fuente de oxigeno, ésta se compone de 90% de monóxido de carbono y de 10% de dióxido de carbono a unos 1650°C, con un volumen normal de menos de dos veces el del oxigeno soplado . La emisión particulada está formada principalmente por óxido de fierro finamente dividido con algo de arenisca o polvo de los materiales cargados o de la chatarra . La concentración puede llegar a 100 g/metro cúbico con el 85% debajo de la micra de diámetro siendo la gama promedio de valores entre 0 .05 y 0 .20 micrones . Existe evidencia de que el tamaño y composición de las partículas colectadas están afectadas por la naturaleza del proceso de depuración, por ejemplo, si el gas del' convertidor se quema o no antes de la captación de la emisión. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-20 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .1 .6 .3 .3 Emisiones de Humos Secundarios Adicionalmente a los humos generados durante el soplado del oxígeno, que son colectados por la campana primaria y el sistema de depuración, existen los humos y polvos provenientes durante las operaciones de carga del metal caliente, de la chatarra, del muestreo y observaciones de la carga . Estas emisiones, junto con los humos provenientes del soplado de oxigeno, pueden escapar a la captura de la campana primaria y se conocen como emisiones de humos secundarios, cuya emisión es del orden de 300 a 400 gramos por tonelada de acero y corresponden del 2 al 2 .5% del total de los humos generados . Los sistemas de control aceptados son a base de campanas locales adyacentes a la principal, una para cada área de operación con dos campanas laterales pequeñas, conectadas a un ducto común que se dirige hacia el sistema depurador, generalmente constituido por una casa de bolsas . Se ha encontrado que aún en los sistemas cuidadosamente diseñados, hay fugas de los humos en el proceso de carga del horno por lo que hay instalaciones que cuentan con una campana de captación sobre el área de la grua. Algunas de las operaciones asociadas con el sistema BOP generan humos y polvos . Entré CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-21 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO estas se encuentran la transferencia de metal caliente, la desulfurización y escoriado y el manejo de fundentes . Para el control de estas emisiones se emplean, tanto en el Reino Unido como en España y los Estados Unidos de América, campanas secundarias que descargan al sistema colector general . Esto implica un gran consumo de energía a menos que se controle el flujo de gases mediante compuertas en los ductos de las campanas. Convertidores de Soplado por el rondo . (Q- 3 .1 .6 .4 i BOP) Tanto los problemas de emisión como los de control de éstas son semejantes al proceso anteriormente descrito. 3 .1 .7 Hornos Eléctricos de Fusión Estos se clasifican en: I. II. III. IV. Hornos de Resistencia Hornos de Arco Eléctrico Hornos de Arco Directo Hornos de Inducción a) De Baja Frecuencia b) De Alta Frecuencia CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-22 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO'Y EL ACERO 3 .1 .8 Hornos de Resistencia Los hornos de resistencia para fundir acero usan barras horizontales de grafito como resistencia, siendo de forma rectangular los pequeños de hasta una tonelada de cupo y cilíndrica los mayores de hasta 2 a 3 toneladas de capacidad. En estos las emisiones son captadas mediante campanas colocadas en la parte superior del horno, lo que no requiere del movimiento de grandes volúmenes de aire, haciendo bastante accesibles este tipo de instalaciones. 3 .1 .9 Hornos de Arco Directo Estos hornos son los más utilizados para la producción de Acero y utilizan electrodos verticales de grafito, de carbón amorfo o de pasta de carbón, en número de dos, si los hornos son monofásicos o bifásicos, lo cual queda limitado generalmente a los pequeños de menos de 500 kilogramos de capacidad, y de tres o seis electrodos en los trifásicos (Figura 3 .3). 3 .1 .9 .1 Descripción del proceso En estos hornos el arco salta entre los CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-23 TABLA 3 .2 FACTORES DE EMISION DE PARTICULAS Y EMISIONES GASEOSAS Nombre del proceso PART PM 10 SOx NOx VOC CO PLOMO UNIDADES *Todos los Factores en libras por unidad FUNDICIONES DE HIERRO GRIS 3321 - Hornos de arco eléctrico - Operaciones de anillado - Inoculación - Manejo de cargas - Vaciado/colada - Enfriamiento de coladas - Sacudido de la colada - Volteado de la colada - Limpieza/esmerilado - Manejo de limpieza - Esmerilado por arena - Horno de corazones - Horno de corazones - Secador de arena - Silo para la arena - Tolvas/Elevadores - Cribas de arena - Acabado de coladas - Máquina de cubiertas para corazones Máquinas para corazones/otras 12 .7 4 .0 0 .6 2 .8 1 .4 3 .2 17 .0 (c) -0 .65 (c) 2 .71 0 .01 (c) 11 .4 -3 .2 0 .36 2 .8 1 .4 2 .24 0 .25 -1 .7 -0 .54 2 .22 0 .0045 --0 .0 0 .02 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .32 0 .33 0 .0 0 .01 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .5 0 .05 0 .17 0 .1 0 .005 0 .0 _ 0 .14 0 .0 1 .2 1 .2 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0008 0 .0008 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .32 1 .6 G .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .5 0 .004 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0008 Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena procesadas Toneladas de arena procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de metal procesadas Galones de aceite para corazones usados Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de fundición limpiadas Toneladas de corazones producidas 0 .32 0 .5 0 .0008 Toneladas de corazones producidas 0 .32 1 .0 19 .0 -0 .0 Nombre del PART PM10 proceso * T o d o s Io FFRRfAlFOCICIN-1{1)RUO ARIFRTÚ SOX F__ a c t o r e s ~OX VOC e 'n l i b r a s .CO PLOMO UNIDAD p or u NOTAS nidad Coque de Alto Horno 16 .0 Ferrosilicato : Coque de Alto Horno - Casa de Bolsa ... - Otros No Clasificados XXX 2 .8 XXX XXX XXX 0 .02 0 .1 1 .4 XXX XXX --- Toneladas Producidas -•mg( ToneladasProducldas Toneladas Producidas 0 .11 Toneladas Producidas FERROALEACION-HORNO SEMICUBIERTO, - Ferromanganeso : Horno de Arco Eléctrico Horno de Arco Eléctrico Otras Aleaclones/ Especificas Ferrocromo Silicón : Horno de Arco Eléctrico • Ferrocromo Silicón : Horno de Arco ' Eléctrico ►- 12 .0 7 .56 Toneladas Producidas 8 .2 --- Toneladas Producidas 8 .2 --- Toneladas Producidas PRODUCCION DE ACERO-COQUE DE ALTO HORNO Carga de Mineral - Carga de Aglomerado 110 .0 (e) 40 .0 (c) 41 .8 15 .2 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 1750 .0 (c) 0 .091 Toneladas de Hierro Producidas 0 .0 0 .033 Toneladas de Hierro Producidas 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 Toneladas Procesadas 4 .8 Toneladas Producidas 0 .0 Toneladas Producidas 0 .0 0 .0 PRODUCCION DE ACERO-ESCORIAS DEhALTQHORN.Q, - Sedimento alto Sedimento Bajo Trituración e igualación de Escorias Movimiento y Vaciado de Escorias 0 .026 (c) 0 .0080 (c) --- Toneladas Procesadas PRODUCCION DE ACERO- SINTERIZADO Pna ae Materia Prima Brisado de Coque Caliza, finos de Mineral Materia Prima Transferencia/Manejo Toneladas de Escoria Transferidas Toneladas de Escoria Transferidas PRODUCCION DE ACERO-SINTERIZADO Caja de Viento Descarga final Pulverizado de Sinter Cribado Caliente Enfriador Cribado trio 11 .1 6 .8 3 .0 (c) 1 .67 1 .02 0 .45 2 .5 (c) 0 .3 1 .4 (c) 0 .0 0 .0 0 .0 --- 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .14 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 44 .0 Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Nomore dei proceso PART PM10 SOx NOx VOC CO ' T o d o s I o s F a c t o r e s en l i b r a s p or PLOMO UNIDAD u INOTAS n i d a d PRODUCCION DE HIERRO Horno Abierto Chimenea Horno de Arco Eléctrico : Aleación de Hierro 21 .1 17 .5 1 .4 11 .3 6 .55 0 .7 Carga : Horno de Arco Eléctrico Contactor hembra : Horno de Arco Eléctrico Horno de Arco 50 .0 Eléctrico : Carbón Hierro .' Baño Químico para Limpiar Metales Foso de Recalentamiento --Molidos - Hornos Básico de Oxigeno : Taller. de Cubierta Abierta Hornos Básicos de Oxigeno: Taller de Cubierta Cerrada Metal Caliente (Hierro) Transferido) a Horno de Acero Carga BDF 29 .0 0 .17 0 .1 0 .35 18 .0 0 .14 Toneladas Producidas 0 .22 Toneladas Producidas 0 .001 Toneladas Producidas 0 .002 Toneladas Producidas 0 .7 0 .1 0 .3S 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .02 Toneladas Producidas 18 .0 0 .0 – 0 .0 0 .001 139 .0 0 .2 Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas 13 .1 0 .001 139 .0 0 .2 Toneladas Producidas 0 .19 0 .09 0 .001 Toneladas Producidas 0 .6 0 .3 •-- 0 .001 Toneladas Producidas 0 .92 0 .4 0 .02 0 .002 Toneladas Producidas Toneladas Producidas 0 .0 28 .5 13 .1 28 .5 0 .08 PRODUCCION DE HIERRO • Contactor Hembra : BOF - 'Carga : Horno Abierto 0 .001 Contactor Hembra : Horno Abierto Metal Caliente --Desulfurización . Vaciado (Descarga de Hierro) 0 .07 ..~w~ 1 nminnnIA . . C .I .. 0 .002 Toneladas Producidas 0 .0 0 .002 Toneladas Producidas Toneladas Producidas 0 .0 Toneladas Producidas 0 .002 Toneladas Producidas 0 .8 0 .08 0 .0 0 .01 0 .1 0 .004 Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas Toneladas Producidas 0 .05 Escoria Horno para Hierro: Contactor hembra y vaciado Proceso de Escoria de Horno para Hierro Laminación Caliente Arrojar Horno de Recalentamiento Hornos de Tratamientos de Calor : Recocido Toneladas Producidas Tonelada&Procesadas 0 .03 Fundición Continua Vaciado (Carga de Hierro) 0 .002 0 .22 0 .0 0 .81 0 .36 0 .1 0 .1 0 .0 0 .a 0 .0 . .. 0 .0 n ex T . . ..wlnA .e r7rnllllrlfll 4 Nombre del proceso - ; • II PART PM10 'Todos los Pulverizado de Sinter (Código 0 .8 (c) combinado incluye 16,16,17, 18) 0 .12 'Transportador de Sinter EstaciónO .17 (c) de Transferencia 0 .013 ;• •tw SOx NOx VOC CO Factores en libras por 0 .05 PLOMO UNIDAD u Toneladaslproducidas 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 Toneladas Transferidas Sinterizadas 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 Toneladas de Mineral T ransferidas DE ALTO HORNO - Mineral descargado, Pellets, 0 .0024 (c) Calizadentro de coque de altos hornos - Pilas de Materia. Prima-Mineral, Pellets, (:atiza,. Coque , Sinter - Carga de Materiales Transferencia/maneJo Hornos de Calentamiento para - fundición - Casa de Bolsa 0 .6 - Derrame de Horno de Fundición 87 .0 - Descarga de Terrón de Mineral .0003 (c) 4 .8 Toneladas Procesadas 0 .0 Toneladas Procesadas 0 .01 0 .31 3 .0 0 .03 2 .8 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 33 .0 Toneladas Procesadas Toneladas Procesadas Número de Derrames Toneladas de Mineral Transferido PRODUCCION DE ACERO-EMISIONES DE HOLLIN, CAMINOS Caminos de Terraseria : LDV 1 .8 1 .0 0 .0 0.0 0 .0 0 .0 Millas Recorridas_ por Vehiculo Caminos de Terraseria . MDV 7 .3 4 .1 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 14 .0 7 .6 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 Millas Recorridas por Vehiculo Millas Recorridas por Vehículo 0 .0 0 .0 0 .0 - Caminos de Terraseria HCV PRODUCCION DE ACERO-EMISIONES DE HOLLIN, CAMINOS -Todos los Caminos Pavimentados 0 .78 - Tipos de Vehiculos 0 .44 0 .0 Millas Recorridas por Vehiculo PRODUCCION DE ACERO-MANEJO DE MATERIAL DIVERSO -Descarga de polvo de chimenea Descarga de Minerales Combinados NOTAS n i d a d ___ Toneladas de Material Transferido Toneladas de Material Transferido Nombre del proceso PART PM 10 SOx NOx VOC CO PLOMO UNIDADES *Todos los Factores en libras por unidad FUNDICIONES DE ACERO 3324 ,3325 - Hornos de hogar abierto con lanceado de oxígeno - Hornos de tratamiento térmico - Hornos eléctricos de inducción - Limpieza por chorro de arena - Horno de corazones - Vaciado/colada - Sacudido de la colada - Volteado de la colada - Limpieza , - Manejo de cargas - Enfriamiento de colada - Maquina sacudidora - Acabado - Limpieza con arena/manejo - Horno de corazones - Horno de corazones - Secador de arena - Silo para la arena - Elevadores - Cribas de arena - Limpiado de coladas - Máquina de cubiertas para corazones - Máquinas para corazones/otras - Hornos de arco eléctrico - Hornos de hogar abierto 10 .0 8 .5 0 .1 0 .65 2 .71 5 .0 (c) 32 .0(c) --x .09 0 .54 2 .22 5 .0 26 .2 17 .0 (c) 0 .6 (c) 10 .0 (c) 0 .01 (c) 40 .0 (c) 1 .1 1 .7 0 .36 10 .0 --0 .0045 6 .0 0 .9 13 .0 11 .0 6 .3 9 .4 Toneladas de metal procesadas 0 .0 0 .17 --0 .0 --0 .0 --0 .4 0 .0 0 .32 0 .33 80 .0 0 .0 0 .0 0 .05 0 .01 2 .4 0 .0 0 .0 87 .0 0 .0 0 .05 0 .05 0 .02 0 .0 0 .0 0 .0008 0 .14 1 .2 1 .2 0 .0 0 .0 0 .0 1 .2 1 .1 0 .0 0 .0006 0 .0006 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0'.0 0 .32 1 .6 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .5 0 .004 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0 0 .0008 Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena procesadas Toneladas de arena prócesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas Galones de aceite para corazones usados Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de arena manejadas Toneladas de fundición limpiadas Toneladas de corazones producidas 0 .32 0 .25 0 .5 0 .2 0 .01 0 .0008 0 .35 0 .17 Toneladas de corazones producidas Toneladas de metal procesadas Toneladas de metal procesadas 470 .0 0 .00 0 .0 0 .32 0 .02 0 .0 - TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO Y ACERO (Toneladas ¡ Mes) CLAVE 1500432 HORNO Cubilote PARTICUTAS .18 * .18 ** 900059 1500006 900078 900021 900069 Cubilote Cubilote Cubilote Cubilote Cubilote Cubilote Cubilote 10 .15 10 .15 Pb .04 - 0 - 0 0 Colector ciclónico alta efi. .01 .01 1 .53 HC .01 NO .01 .53 .01 0 0 1 .53 0 0 .2 . .2 1 .02 HC .02 1 .02 0 0 .01 0 .02 .02 0 0 .0 .24 .24 .02 - .02 - 0 0 . 2 .03 2 .03 0 - .41 .13 2 .13 HC 2 .13 .01 0 .03 .03 0 0 0 0 .5 .35 .02 .02 - .15 0 - 4 .25 4 .25 0 - .15 .73 .96 0 .73 .96 0 .96 .96 0 HC .47 .47 0 .04 .6 0 2 .6 HC .02 .02 .01 0 0 .5 .12 0 *** .18 .18 0 .12 - .12 0 .13 .13 i .24 .17 900295 1500021 Fundición Arco eléctrico Cubilote EQUIPO ANTICONT. - .07 900168 OTROS CO .15 .11 .04 900110 MOx .15 0 1500795 SOx .4 .4 0 .01 M .01 .01 0 6 .38 5 .09 1 .29 .73 .73 0 M .4 .3 0 NO .41 NO .73 Casa de bolsas .04 NO .5 NO .01 - 0 .12 HC .01 0 M HC .4 25 0 .13 .01 HC .01 .01 0 0 .01 0 - - 1500026 Inducción - - - 1500034 Hornos .01 .01 0 .10 HC .01 .01 0 0 .10 0 .10 0 0 0 * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M = Emisión medida NO 0 .12 _ 0 .3 .3 0 NO .01 1 .4 M 10 .15 .13 M Casa de bolsas Lavadores Venturi de alta P Casa bolsa 0 NO TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO Y ACERO (Toneladas / mes) CLAVE HORNO PARTICULAS SOX MOx CO OTROS EQUIPO ANTICONT. 1500061 Fundición 1 .39 * 1 .39 ** 0*** .01 .01 0 .23 .06 0 .06 .06 0 HC .23 .01 0 NO 1500079 Arco eléctrico .59 .59 0 .01 .01 0 1 .23 .31 0 .31 .31 0 HC 1 .23 .03 0 Casa de bolsas 1500083 Arco eléctrico .16 .03 .13 .25 .25 0 HC 4 .45 0 .09 0 Casa de bolsas 1500087 Cubilote .18 .18 0 .09 .09 0 - 1 .6 1 .6 0 - NO 1500155 Arco eléctrico .51 .51 0 7 .87 0 0 .58 .58 0 .01 .01 0 HC 7 .87 .58 0 Casa de bolsas 1500169 Arco eléctrico .02 .02 0 .01 .01 0 .71 .71 0 .18 .01 0 HC .18 .02 0 Colección seca 1500566 Hornos .11 .11 0 .15 .01 0 .01 .01 0 HC .15 .01 0 NO 1500570 Hornos .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 HC .01 .01 0 NO 1500591 Arco eléctrico 33 .71 .51 33 .2 .01 0 0 .31 .08 0 .08 .08 0 HC .31 .01 0 Casa de bolsas 1500574 Inducción .01 .01 0 .01 .01 0 .08 .01 0 .01 .01 0 HC .1 0 NO 900005 Cubilote .23 .23 0 .01 .01 0 .14 .04 0 1 .85 1 .85 0 HC .14 1 .85 0 Lavador húmedo de alta efi. 900003 Cubilote - - - - - SI 900009 Fundición .07 .07 0 .01 .01 0 .01 .5 0 .5 .5 0 HC .01 .01 0 NO * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M = Emisión medida M - 7 .12 7 .12 0 M 4 .45 4 .32 0 M M 4 .32 4 .32 0 M .08 TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO T ACERO (Toneladas / mes) CLAVE HORNO PARTICULAS SOx NOx CO OTROS EQUIPO ANTICONT. 900004 Fundición .75 .75 .5 .2 .2 4 .27 .01 6 .42 0 6 .42 6 .42 0 Pb .01 .05 0 Lavador húmedo de media efi 900023 Arco eléctrico 7 .38 7 .38 0 .01 .01 0 1 .74 1 .74 0 .1 .01 0 HC .1 .04 0 Casa de bolsas 1500270 Cubilote .48 .17 .31 .12 .04 .08 - 8 2 .7 5 .3 Pb .03 2 .7 .02 NO 1500669 Horno .21 .21 0 .01 .01 0 - .25 .25 0 Pb .01 .25 .01 Lavador húmedo de media efi 1500666 Crisol - - - - - NO 900255 Crisol .18 .18 0 .01 .01 0 .01 1 .53 0 1 .53 1 .53 0 Pb .01 .01 0 Lavador húmedo de alta efi , 1500755 Cubilote 1 .19 1 .09 1 .01 .03 .01 .02 - - Pb - NO 1500836 Arco eléctrico 50 3 47 - 97 .5 4 .5 93 HC 2 .25 0 .5 Casa de bolsas - 2 .25 4 .5 2 1500220 Crisol .38 .06 0 .06 .06 0 - 4 .06 4 .06 0' Pb .02 4 .06 0 Coleeción húmeda 900751 Fundición .09 .09 0 .77 .77 0 - -~ HC - NO - - Recocido y tratamient térmico 1 .19 1 .19 0 10 .2 10 .2 0 - .1 .1 0 HC - NO Crisol .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 HC .01 NO .01 0 .08 .01 - - - - .07 - - - - 1500351 900734 900695 Inducción * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M= Emisión medida - NO TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO Y ACERO (Toneladas / mes) CLAVE HORNO PARTICULAS SOX NO, CO OTROS EQUIPO ANTICONT. 1500451 Inducción .02 .01 .01 .01 .01 0 .01 .03 0 .03 .03 0 HC .01 .01 0 Casa de bolsas 1500353 Fundición .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 HC .01 .01 0 NO 1500467 Crisol .06 .06 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 HC .01 .01 0 Lavadores Venturi de Baja P 1500171 Recocido y tratamient térmico 2 .38 2 .38 0 .05 .05 0 0 20 .4 0 20 .4 20 .4 0 Pb 0 .17 0 NO 1500988 Hornos .24 .24 0 .01 .01 0 0 2 .04 0 2 .04 2 .04 0 HC - NO .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 HC .01 .01 0 NO , - 901151 Inducción .01 .01 0 1501004 Arco Eléctrico - NO - - - - 1501051 Horno .05 .05 0 .03 .03 0 0 3 .06 0 3 .06 3 .06 0 HC 0 0 0 Lavador húmedo de alta efi 1501035 Hornos .2 .01 196 .02 .01 .19 0 .01 0 1 .8 .01 .76 HC 0 0 0 NO f 900591 Recatentam iento .35 .35 0 4 4 0 1 .1 .5 0 .5 .5 0 HC 1 .1 .02 0 NO 1500754 Recatentam iento .14 .14 0 1 .2 1 .2 0 .32 .01 0 .01 .01 0 HC .32 .01 0 N0 900550 Fundición Molino de acabado .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 .01 .01 0 NO 1500734 Recatentam iento 2 .08 1 .89 .19 4 .21 4 .21 0 1 .66 .06 0 .06 .06 0 HC 1 .66 .01 0 NO * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M = Emisión medida TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO T ACERO (Toneladas / mes) CLAVE HORNO PARTICULAS SOx NOx OTROS CO EQUIPO ANTICONT. 1500350 Horno .2 .2 0 .2 .2 0 .54 .13 0 .13 .13 0 HC .54 .01 0 NO 1500514 Recocido y trat . térmico .11 .11 0 .85 .85 0 .33 .01 0 .01 .01 0 HC .33 .01 0 NO 1500527 Recocido y trat . térmico .08 .01 0 .68 .68 0 .27 .01 0 .01 .01 0 HC .27 .01 0 NO 1500489 Recocido y trat . térmico .14 .14 0 .1 .1 0 .43 .02 0 .02 .02 0 HC .43 .01 0 NO 900107 Cubilote .48 .48 0 .94 .94 0 .08 4 .64 0 4 .64 4 .64 0 HC .08 .08 0 NO 1500416 Recocido y Trat . térmico .05 .05 0 .38 .38 0 .15 .01 0 .01 .01 0 HC .15 .01 0 NO 900306 Coquizado .24 .24 0 .06 .06 0 .02 .20 0 .2 .2 0 - Lavador húmedo alta efi. 1500487 Horno .12 .12 0 1 .4 1 .4 0 .4 .02 0 .02 .02 0 HC .4 .01 0 NO 900872 Recocido y Trat . térmico .01 .01 0 .01 .01 0 .02 .07 0 .07 .07 0 HC .02 .01 0 NO 1500517 Recocido y Trat . térmico .11 .11 0 .87 .5 .37 .35 .01 .15 .01 .01 0 HC .35 .01 0 Lavador húmedo media efi 1500528 Recocido y Trat . térmico .13 .13 0 1 .05 1 .05 0 .41 .01 0 .02 .02 0 HC .41 .01 0 NO 1500901 Recalentam iento .2 .2 0 1 .52 1 .52 0 .6 .02 0 .02 .02 0 HC .6 .01 0 NO 1500645 Recalentam iento .13 .13 0 .98 .98 0 .39 .02 0 .02 .02 0 HC .39 .01 0 NO * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M = Emisión medida TABLA 3 .3 EMISIONES DE CONTAMINANTES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DEL PROCESO DE FABRICACION DE HIERRO T ACERO (Tontadas / Mes) CLAVE NORNOt SOx PARTICIRAS OTROS CO . . NOx EQUIPO ANTICONT: 1500235 Recatentam iento .15 .15 0 1 .17 1 .17 0 .45 .02 0 .02 .02 0 HC .45 .01 0 NO 1500230 Recocido y Trat . térmico .09 .09 0 .9 .9 0 .5 .02 0 .02 .02 0 HC .5 .02 0 NO 900117 - - - - - - NO 900087 Recalentam iento .7 .7 0 5 .47 5 .47 0 2 .16 .09 .09 0 HC 2 .16 .02 0 NO .09 0 Hornos 1 .19 1 .19 0 .17 .17 0 .02 10 .22 0 10 .22 10 .22 0 HC .02 .01 0 NO 1500793 * Emisión total ** Emisión estimada sin control *** Emisión estimada con control M = Emisión medida Electrodos de Carbono Cables de potencia 1 úpula de refractario 1 1 Recubrimiento refractar: Puerta del horno Horno Corazón del horno Figura 3 .3 Horno de aceración de arco eléctrico NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO electrodos y el metal, por lo cual, habiendo circulación de corriente eléctrica a través del metal, al calentamiento por los arcos se agrega el producido por la resistencia del propio metal . Los hornos son basculantes para permitir el movimiento de la sarga hacia la olla de colado . El proceso normal para aceros especiales involucra dos etapas distintas: Primero, la etapa de oxidación en la que se remueven algo del carbono y de las impurezas; segundo, la etapa de reducción en la cual se remueve el azufre ; el metal se desoxida y se agregan las aleaciones . En algunas acerías se emplea la adición de oxigeno puro para acelerar t las reacciones en la etapa de oxidación dando lugar a la emisión de humos rojizos . Para la fabricación de aceros de bajo contenido de carbono, se requiere solamente de la etapa de oxidación con lanza de oxigeno. 3 .1 .9 .2 Naturaleza de las Emisiones En el funcionamiento de los hornos eléctricos se produce una gran cantidad de polvos y humos debido a la presión interna creada en ellos durante el calentamiento, la fusión y el tratamiento químico de la carga, ya que ello provoca la emisión de partículas finas a través de los orificios por los que penetran los electrodos, las puertas, etc . Durante la carga también se producen emisiones que la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-24 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO inyección de oxigeno incrementa en concentración y en volumen . En los hornos desprovistos de medios de captación y depuración adecuados, estas emisiones llegan a la nave y, allí se disipan a la atmósfera a través del sistema de ventilación normal . Como este problema está íntimamente ligado a las condiciones de trabajo industrial se hace necesario mejorar el sistema de ventilación, aunque el problema de la contaminación siga subsistiendo. La cantidad y el tipo de las partículas emitidas por los hornos eléctricos dependen de muchas variables, tales como la composición de la carga, la utilización de materiales oxidantes, la velocidad de fusión, la temperatura del horno, el estado físico de los fundentes y, sobre todo, de la aplicación de oxigeno . La emisión varia también a través de i las diferentes etapas del proceso pues, como es lógico, la máxima se alcanza durante la inyección de oxígeno y la segunda en importancia, durante el periodo de la fusión. Se estima que el 75% de todas las emisiones se produce en la primera mitad del proceso, en el transcurso de la cual la cantidad de polvo emitido oscila entre 1 y 17 kg/tonelada de acero, mientras que el valor medio lo hace entre 4 .5 y 6 .8 kg/tonelada de acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-25 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Estos humos y polvos varían considerablemente tanto en lo que respecta al tamaño, como a la composición . En lo que respecta al tamaño, la siguiente distribución puede considerarse típica: Estos valores pueden variar dependiendo de las condiciones de operación, teniéndose para algunas acerías que el 95% de las partículas son inferiores a 0 .5 mm y que no existen ningunas superiores a los 2 mm. Resumiendo la información presentada anteriormente, en la Tabla 3 .1 se presenta la primera caracterización ambiental de la industria del hierro y del acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-26 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 3 .1 PROCESO DE METALES FERROSOS NOM RB DE > CONTAMINANTE i: . FUEN L Manufactura integrada de Hierro y Acero Compuestos de cadmio, cromo, plomo, manganeso, selenio, Acroleína, Benceno, Formaldehído, Hexano, Fenol, Tolueno, Xileno (m-, o-), Materia orgánica Policíclica Manufactura de acero - Operación con hornos de arco eléctrico Compuestos de Arsénico, antimonio, cadmio, cromo,cobalto, cianuro, plomo, manganeso, mercurio, níquel Manufactura de acero inoxidable Cloro Compuestos de cromo Compuestos de plomo Operación con hornos de arco eléctrico Fundición de hierro Acroleína Compuestos de arsénico, Benceno, Compuestos de cromo, de cobalto, Formaldehído, Compuestos de plomo, de manganeso, de níquel, Fenol, Compuestos de selenio, Tolueno, Xileno (m-, o-) Fundición de acero Acroleína, Benceno, Compuestos de cadmio, de cromo, de plomo, de manganeso, de mercurio, de níquel, de selenio, de Fenol, Formaldehído, Hexano, Materia orgánica policíclica, Tolueno, Xileno (m-, o-) Acero ácido-Proceso HC1 Acido clorhídrico Materia orgánica policíclica CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-27 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO A continuación, se presenta en la Tabla 3 .2 las concentraciones de los contaminantes básicos (partículas suspendidas, partículas fracción respirable, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos volátiles, monóxido de carbono y plomo) medidas por proceso de manufactura y por operación durante la fabricación del hierro, acero y ferroaleaciones . Estas concentraciones de contaminantes básicos fueron reportadas en marzo de 1990 por la EPA en el "Airs Facility Subsystem Source Classification Codes and Emission Factor Listing for Criteria Air Pollutants" (EPA 450/4-90003) . Asimismo, en la Tabla 3 .3 se presenta una comparación de las emisiones de contaminantes a la atmósfera provenientes de los procesos de fabricación de hierro y acero de los distintos hornos de fundición registrados ante la SEDUE (Apéndice VIII), según datos del Sistema Nacional de Información de Fuentes Fijas de la Subsecretaría de Ecología. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-28 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .2 TECNOLOGIAS DE CONTROL DE LAS EMISIONES A LA ATMOSFERA EXISTENTES EN LA PLANTA PRODUCTIVA MEXICANA Y SU COMPARACION CON TRES PAISES DESARROLLADOS La manufactura del hierro y del acero, desde la obtención como mineral hasta su procesamiento como producto terminado, involucra una gran diversidad de procesos, algunos de los cuales son de elevada potencialidad en cuanto a contaminación atmosférica . El grado de contaminación depende de múltiples factores, tales como la modernidad de la instalación y su localización, las condiciones atmosféricas, tecnologías aplicadas etc . Esto puede deberse a cualquiera de las siguientes causas: 1. 2. 3. Ignición de combustibles que puedan producir cenizas, dióxido de azufre, humo, etc. Degradación física de materias primas, p .e. partículas de coque, mineral de hierro, caliza, etc. Reacciones químicas entre los ingredientes dei proceso, p .e . las emisiones de humos rojizos de óxido férrico producidos por la inyección de oxígeno de alta pureza dentro del caldo. , En la Tabla 3 .4 se presenta una clasificación general para las principales fuentes de contaminación dentro de un proceso integrado de hierro y acero . Como estos procesos no se operan necesariamente en su totalidad en cada una de las plantas de hierro y acero, la naturaleza de las emisiones puede ser muy diversa. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-29 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 3 .4 CLASIFICACIÓN GENERAL PARA LAS PRINCIPALES FUENTES DE CONTAMINACIÓN Proceso Contaminantes Gaseosos Contaminantes Dióxido de Azufre Polvo y arenisca Monóxido de Carbono, cianuros Polvo, arenisca Metalúrg co ., Bólidos Fabricación de Hierro 1. 2. 3. 4. 5. Quebrado de mineral, tamizado y secado. Sinterizado y Peletizado Alto Horno Gases de Alto Horno Reducción Directa . Polvo y arenisca Oxidos metálicos Polvo y arenisca Fundición de Hierro y Acero Hornos de Cubilote Monóxido de Carbono Humos negros Dióxido de Azufre Oxidos metálicos Polvo y arenisca Dióxido de Azufre Humos rojos Polvo y arenisca Proceso de Aceración Hornos y Convertidores Molinos 1. 2. Descosturado Tratamientos térmicos Dióxido de Azufre Humos negros Humos rojos Polvos Servicios 1. 2. 3. Locomotivos Calentadores Calentamiento y Potencia Humos Humos Dióxido Dióxido Humos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . negros negros de Azufre de Azufre negros Polvo y arenisca Polvo y arenisca 3-30 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO El control de la contaminación durante las últimas dos décadas se ha incrementado considerablemente de tal manera que la idea de la industria de las chimeneas elevadas y humeantes ya no perdura . Los avances tecnológicos en lo relativo a la eficiencia y diversificación del combustible han cambiado marcadamente . El uso del coque ha sido sustituido importantemente por los métodos de calentamiento eléctrico lo que ha dado como resultado la disminución de los niveles de humos negros . Al mismo tiempo, se han realizado otro tipo de cambios técnicos importantes algunos de los cuales se han añadido a los problemas de control de la contaminación . Esto incluye el uso de materiales especialmente preparados en lugar de las f materias primas para la carga del alto horno asi como el impacto del oxígeno de alta pureza en aceración . Esto último ha traido como resultado un aumento en la productividad de acero, desarrollo de nuevas técnicas de aceración y a la concentración de la producción en un pequeño número de hornos de mayor capacidad. 3 .2 .1 Selección de los Equipos de Depuración en los Procesos de Fabricación del Hierro, Sinterizado y Alto Horno. Tanto para el control de las emisiones de material particulado como para las gaseosas se requiere equipos de alta eficiencia . Tanto en el Reino Unido, como en la Unión Americana y España, se prefiere el uso de precipitadores electrostáticos (Figura 3 .4). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-31 Lavador de vénturi secundario . Al sistema de aire limpio Válvula séptum Lavador Gas semi-limpio Vénturi para igualamiento Válvula septum posición 1 ~~ Gas limpio Válvula posición 2 Ir de gas limpio Precipitadores Separador Enfriador de gas de agua electrostáticos Figura 3 .4 Sistema depurador de gases del Alto Horno NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En México, se cuenta con colectores centrífugos y en algunas instalaciones se tienen colectores de bolsas . Debido al poder abrasivo del material, la vida media de los ventiladores es de 15 meses contra 8 años para los precipitadores electrostáticos de alta eficiencia . En Europa y la Unión Americana se han tenido problemas debido a la alta resistencia de los polvos donde se produce un sinter de elevada basicidad, con altos contenidos de CaO/SiO 2 , lo que lo hace más dificil de colectar en los precipitadores electrostáticos . En el Reino Unido, la relación de CaO/SiO 2 es menor, por lo que se tienen pocos problemas en cuanto a su recolección mediante precipitadores electrostáticos. El vapor de agua y el contenido de dióxido de azufre de los gases residuales de la banda de proceso dan lugar a importantes efectos . Mientras, por una parte permiten el acondicionamiento del gas para lograr una remoción eficiente del polvo en los precipitadores electrostáticos, por otra, pueden condensarse produciendo problemas de corrosión a menos que se tomen medidas precautorias . De esta forma, la temperatura de los gases se deberá mantener arriba de los 150 °C, observándose ésto cuidadosamente durante los períodos de paro y arranque . El interior de la cubierta del precipitador deberá recubrirse con un material protector como cemento aluminico y el exterior deberá aislarse térmicamente . Las placas del electrodo deberán construirse de aleación de acero de baja corrosividad. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-32 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Para la dispersión de los óxidos de azufre se emplean chimeneas muy elevadas o se ha optado por la importación de mineral de hierro con bajos contenidos de azufre . En México, además de este problema existe el del coque con alto contenido de azufre. 3 .2 .2 Equipo de Control en los Procesos de Peletizado y Altos Hornos En México como en los países europeos y en la Unión Americana, los medios de control incluyen campanas que permiten la captación de las emisiones de material particulado mediante colectores de bolsas . Dado que estas campanas no permiten la captación del total de las emisiones humeantes, han sido complementadas mediante sistemas de extracción generales que desembocan en colectores de bolsas (Figura 3 .4). 3 .2 .3 Control de las Emisiones de los Procesos de Reducción Directa del Mineral de Hierro y Fundición de Hierro Gris Para controlar las diversas emisiones provenientes del gas de chimenea del horno de cubilote se requieren diferentes medios . En la industria mexicana se optó durante mucho tiempo en colocar capuchones húmedos, los que han sido sustituidos por lavadores de gases de mayor eficiencia, sobre todo para los hornos de cubilote ubicados dentro de áreas pobladas, principalmente en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-33 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO las ciudades de México, Guadalajara, Monterrey, etc. Los humos metalúrgicos, de color café, provocan una gran cantidad de problemas . Los capuchones húmedos o los precipitadores mecánicos simples no han dado resultado para la remoción del material particulado fino . La presencia del dióxido de azufre ha dado como resultado la elevada corrosión de los equipos de lavado de gases en los que no se ha considerado la neutralización de la solución. 3 .2 .4 Control de la Emisiones de otras Operaciones dentro de la Fundición Las emisiones atmosféricas procedentes de otras actividades dentro de la industria de la fundición también son importantes . Ejémplos de ello se tienen en la presencia de humos y olores principalmente de los aditivos orgánicos de los procesos de moldeado y de fabricación de corazones . Asimismo, la presencia de polvos, areniscas y partículas metálicas de los procesos de esmerilado y limpieza de piezas fundidas también requieren de equipo de control . La mayor parte de la industria mexicana, al igual que la europea y americana, emplean para este tipo de control colectores de bolsas o lavadores de alta eficiencia. 3 .2 .5 Control de la Contaminación Atmosférica de los Procesos de los Hornos de Hogar Abierto Para los hornos de hogar abierto sin inyección de oxígeno, la instalación de equipos de control de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-34 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO emisiones no ha sido considerada y la opción ha sido contar con chimeneas elevadas que permitan la dispersión de los contaminantes . Para los que emplean lanzas de oxigeno, el uso de precipitadores electrostáticos tanto en el Reino Unido como en la Unión Americana ha sido .la mejor opción . La presencia de vapor de agua y de dióxido de azufre ha dado como resultado que se consideren medidas especiales para evitar problemas de corrosión debido a la condensación. 3 .2 .6 Equipos de Control de Emisiones de los Convertidores El control de las emisiones procedentes de estos equipos, se dificulta mucho debido a diversos factores tales como : las temperaturas elevadas y combustibilidad de los gases de salida, lo extremadamente fino del material particulado y la naturaleza intermitente del proceso (Figura 3 .5). En los primeros intentos para controlar estas emisiones, se quemó el gas de salida rico en CO, que era enfriado en un recuperador de calor activado mediante una flama continua, debido a la ,intermitencia del proceso el cual, después de su acondicionamiento se hacia pasar a través de la unidad de limpieza que consistía en un gigantesco lavador de gases o bien un precipitador electrostático . El aire para la combustión se suministraba entre la boca del convertidor y la campana colectora de gases y en algunas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-35 Al equipo_ de control Protección refractaria Posición de descarga del convertidor Metal fundido Cubierta de acero del Convertidor (a) Cubierta de acero Protección refractaria Fondo refractario Múltiple de gas _`'`- Múltiple de oxigeno (b) Figura 3 .5 Convertidores para Aceración : (a) Convertidor 1_ .D ; (b) Convertidor QBO# NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO instalaciones se suministraba aire en forma secundaria dentro de la sección del calentador. Esto incrementaba tanto el volumen como la temperatura del gas de salida y consecuentemente, la cantidad de calor a ser disipado se incrementaba grandemente . Debido a las dificultades de operación de las primeras instalaciones, se sustituyeron tanto el sistema de calentamiento original como los lavadores de gases por intercambiadores de calor enfriados por agua y precipitadores electrostáticos. En las instalaciones mas modernas de convertidores L .D ., en el Reino Unido, la tendencia se ha revertido nuevamente hacia los lavadores de i gases de alta eficiencia . El gas de salida ya limpio, conteniendo más del 70% de monóxido de carbono, se quema en un postquemador o se capta para su uso posterior como gas combustible . Existen tres variantes del sistema : El sistema OG, desarrollado en Japón y el IRSID-CAFL y el Krupp desarrollados en Europa. Estos sistemas están formados por una campana acoplada a la boca del convertidor mediante una camisa móvil, de tal forma que sea posible controlar la combustión de los gases del convertidor mediante ,la entrada de aire por la boca . Los medios adoptados para realizar esto incluyen el control del tamaño de los orificios, la regulación de la presión para drenar el aire mediante un ventilador, junto con el producido en el convertidor, y la aportación de una cortina de gas residual quemado o de nitrógeno inyectado . Comparado con el sistema de combustión CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-36 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO total, se tiene un decremento en el gas residual reduciéndose el tamaño y el costo de las unidades de limpieza . Las primeras instalaciones de este tipo fueron en el Reino Unido en convertidores con capacidad de 300 toneladas. 3 .2 .7 Equipos de Control de Emisiones de los Hornos Eléctricos Conforme la legislación en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica ha sido más cuidadosamente aplicada, en México se han desarrollado distintos sistemas de captación de emisiones como los siguientes (Figura 3 .6 y 3 .7): Campanas montadas en el techo de la nave . Son sistemas de captación de emisiones conectados a largos ductos y posteriormente a casas de bolsas. Estos sistemas son ampliamente usados en los Estados Unidos de América, Suecia y España. 1. Campanas montadas sobre el techo del horno. Este tipo de instalaciones requieren del movimiento de grandes cantidades de aire que permiten el enfriamiento de los gases . Como su costo llega a ser muy elevado, se emplean únicamente para hornos menores de 10 toneladas, en los que la inyección de oxigeno está limitada. 2. Extracción directa . Esto involucra una toma con CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-37 Campanas superiores ri I Cámara ae combustión i Cámara de mezcla ____ A ► a uniaad depuradora Figura 3 .6 Captación de humos del horno de arco eléctrico : (a) método directo : (b) método combinado . -- A la unidad de limpieza Campana en el techo de la nave A la unidad depuradora 1 , 1 L (b) (a) Campana lateral Hendidura para aire de combus`.5n A la unidad depurador: L A la unidad depuradora 4 Papalote Figura 3 .7 Sistema de extracción para Hornos de arco eléctrico : (a) campana en el techo de la nave ; (b) campana sobre electrodos ; (c) extracción directa; (d) extracción semi-directa . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO codo retráctil sobre la cúpula del horno a través del cual se extraen las emisiones primarias . Se requiere de un sistema de enfriamiento antes de que las emisiones pasen al sistema de captación. 3 . Extracción semidirecta ' del horno . Consiste en una mezcla entre la extracción a través de la campana superior y la extracción directa del horno . Este sistema está formado por campanas colocadas a los lados de los electrodos y de las puertas del horno . La ausencia de succión directa del horno tiende a eliminar la infiltración reduciendo las emisiones de humos en los barrenos de los electrodos. 3 .2 .8 Selección del Equipo Depurador La selección del equipo depurador involucra muchos factores . Por ejemplo, en el uso de refinamiento por oxígeno, se requieren de unidades de alta eficiencia tales como precipitadores húmedos o electrostáticos, lavadores de alta eficiencia y filtros de bolsas para temperaturas elevadas . Cuando se adiciona espatofluor, se prefiere el uso de sistemas húmedos para evitar las emisiones de compuestos fluorados . En ausencia de adiciones de espatofluor, se prefiere usar métodos secos. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-38 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .2 .9 Sistemas de Control de Emisiones en los Procesos de Laminación Las instalaciones de laminación, desbaste y acabado contribuyen en menor proporción a la contaminación atmosférica . Los gases de combustión de los hornos de fosa y de recalentado contribuyen a la contaminación del aire dependiendo con importancia de la calidad del combustible utilizado y en especial a su contenido de azufre . En cualquier caso, la incidencia de esta emisión es relativamente pequeña . Los sistemas de control automático de la combustión son los que se emplean para garantizar una combustión satisfactoria. Actualmente es posible acoplar equipos que permiten la combustión con emisiones bajas en óxidos de nitrógeno. 3 .2 .10 Control de Emisiones de Partículas El control de las emisiones de partículas es crítico para la operación correcta de un horno de fundición . Es común que ciertos compuestos (incluyendo algunos metales tóxicos y fosfatos ,orgánicos) se vaporicen en la cámara de combustión y más adelante se condensen corriente abajo . Tales compuestos pueden encontrarse en forma de partículas muy finas (< 1 gm) conforme pasan a través de los dispositivos de control . Para controlar este tipo de emisiones se requieren aparatos colectores de partículas de alta eficiencia. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-39 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Además de la vaporización de varios compuestos, el arrastre de materiales del lecho de una cámara de combustión puede generar una gran cantidad de partículas y constituye una fuente importante no controlada de emisión de partículas en hornos industriales (p .e . arrastre de materiales en un horno de cemento). Los dispositivos de control de partículas más comúnmente utilizados son los ciclones, filtros de tela, precipitadores electrostáticos, lavadores húmedos de ionización y lavadores húmedos. 3 .2 .10 .1 Ciclones Los ciclones constituyen un método de remoción de partículas- medianas y gruesas de corrientes gaseosas . Por lo general no son_ suficientes para cumplir con estándares de emisión de partículas muy estrictos por sí solos, pero son útiles como prelavadores para otros dispositivos de control más especializados (p .e . filtros de bolsa) y como dispositivos de recuperación de productos secos . Un ciclón es una unidad cilíndrica con fondo cónico . Los gases entrantes se introducen tangencialmente por la parte superior del ciclón donde son forzados a girar en un vórtice . Las partículas más pesadas de la corriente de gases, son lanzadas más hacia CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-40 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO afuera bajo la influencia de la fuerza centrífuga, hasta que golpean con las paredes del ciclón, después de esto caen por gravedad a través de una delgada capa laminar de aire cercana a la pared, las partículas se descargan por el fondo del ciclón hacia tolvas de polvos. Los gases limpios salen por la parte superior del ciclón. 3 .2 .10 .2 Filtros de bolsa Consisten en un conjunto de bolsas de tela a través de los cuales pasan los gases de chimenea . En la superficie de las bolsas va creciendo una torta de partículas que funciona como el mecanismo principal de tamizado. Conforme aumenta el grosor de la torta, aumenta la caída de presión a través del sistema de filtración, y es necesario limpiar las bolsas revirtiendo la corriente de aire . Los sistemas de filtros de bolsas cuentan con un número de bolsas, situadas en configuraciones tales que mientras unas se limpian, otras continuan en operación. La caída de presión del gas y la relación aire-tela son los principales parámetros de control que afectan la eficiencia de remoción de partículas de los filtros de bolsa . Estos son dispositivos muy eficientes de colección de partículas mayores de 0 .1 µm de diámetro a una caída de presión de 0 .5-1 .5 kPa y son capaces CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-41 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de remover una cantidad sustancial de partículas hasta de 0 .01 gm . Las telas utilizadas para la fabricación de bolsas, generalmente son sensibles a la temperatura por lo que los gases de combustión se deben enfriar a menos de 300°C a contracorriente . Los filtros de bolsa pueden recubrirse con cal para remover los gases ácidos por absorción y así evitar que la tela se dañe por acción de los mismos. 3 .2 .10 .3 Precipitadores Electrostáticos Los Precipitadores Electrostáticos PEs, usan l una descarga de corona para dar una carga a las partículas y separarlas de la corriente de gases en un campo eléctrico intenso . En el precipitador, se crea un campo eléctrico en el que los iones cargados negativamente fluyen de los electrodos de emisión (alambres) a los electrodos colectores en el fondo (placas o tubos). Los gases de combustión fluyen a través de estos campos eléctricos y las partículas contenidas en los gases se cargan negativamente por el bombardeo con iones cargados negativamente . Las partículas ya cargadas migran hacia el electrodo colector como resultado de fuerzas electrostáticas. Los precipitadores electrostáticos se pueden diseñar en base seca o húmeda . Los PE en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-42 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO base seca remueven las partículas mediante barridos periódicos en . las placas (o tubos), que tiran las partículas a tolvas que se encuentran localizadas en el fondo de la unidad . Los PEs en base seca tienen la ventaja de que colectan las partículas secas y no producen aguas residuales, sin embargo los PEs en base húmeda presentan la ventaja de que son ligeramente más eficientes y pueden remover parte de los gases ácidos . Los dos tipos de PEs son capaces de alcanzar altas eficiencias de colección de partículas finas, hasta de 0 .1 µm con bajas caldas de presión, hasta de 0 .25kP. Los parámetros de control primarios que afectan la eficiencia de remoción de los PEs son el voltaje aplicado, el flujo de gases de chimenea y el área superficial de la placa colectora . La eficiencia de colección aumenta en relación directa al voltaje aplicado, en relación directa al área superficial, e inversamente proporcional al flujo de gases. 3 .2 .10 .4 Lavadores Húmedos de ionización El principio de operación de un lavador húmedo de ionización (LHI) es similar a1 de un PE . En un LHI, los gases de chimenea pasan a través de un campo eléctrico que induce una carga negativa a las partículas contenidas en los gases . Los gases de chimenea pasan después a través de una torre de lecho empacado, donde CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-43 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO las partículas grandes se colectan en los materiales de empaque húmedos por impacto inercial y las partículas más pequeñas se colectan por atracción electrostática a los materiales de empaque . El lecho empacado y húmedo de un LHI también es eficiente en la absorción de gases 4cidos . Las partículas colectadas y los contaminantes gaseosos salen en una corriente de agua residual por el fondo de la torre. 3 .2 .10 .5 Lavadores húmedos En un lavador Venturi, los gases de chimenea pasan a través de una restricción o garganta, que aumenta las velocidades de gas aproximadamente de 30-120 m/seg . Un líquido lavador, que puede ser agua o _solución alcalina, se introduce a través de la garganta, por lo general a través de las boquillas de aspersión, El gas a alta velocidad atomiza el liquido de lavado en gotas finas que remueven las partículas y una buena proporción de gases ácidos en la corriente de gas . La temperatura de gas desciende cuando el gas se acelera a través de la garganta lo cual induce a la condensación de ciertos compuestos volátiles en forma de partículas . Como otros lavadores húmedos, los lavadores Venturi requieren por lo general de un eliminador de humedad corriente abajo y producir . un residuo húmedo _(agua residual) que requiera posterior tratamiento. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-44 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Los parámetros primarios de control que afectan la eficiencia de remoción de partículas y los lavadores Venturi son la caída de presión y la relación gas-líquido . Los lavadores venturi presentan alta eficiencia para remover partículas de un diámetro mayor de 1 gm con una calda de presión de 7 .5 a 12 .5 kPa . Las relaciones gas-liquido varían de 0 .7 - 2 .7 L/m3 . Los lavadores venturi pueden remover partículas tan pequeñas como 0 .2µm de diámetro, pero a costa de altas caídas de presión . Los filtros de bolsas y los precipitadores por lo general son más económicos y más efectivos en la remoción de partículas de menos de 1 µm de diámetro. Los lavadores Venturi también pueden remover gases ácidos por la adición de álcalis al agua de lavado, sin embargo su eficiencia es baja. 3 .2 .11 Equipos de contaminantes monitoreo y control de Los equipos de monitoreo y control de emisiones , constituyen una parte esencial de cualquier sistema de tratamiento térmico . El uso de equipo de control y monitoreo confiable, exacto y efectivo ; permite a los operadores del equipo prever problemas de operación y ajustar éstas últimas para asegurar que la unidad se opera de manera eficiente, segura y ambientalmente adecuada. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-45 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO introduce la lanza del termopar al seno del horno . Los siguientes factores deben considerarse al examinar los sitios de instalación de termopares para la medición de la temperatura de los gases: Las lecturas de temperatura se verán afectadas por pérdidas o ganancias de radiación, si el termopar se localiza cerca o dentro de una línea visual ya cámara de sea de la flama o de la enfriamiento. Para mejorar la exactitud del i termopar y disminuir los efectos de pared, los termopares se extienden de 7 a 15 cm . más adentro del recubrimiento refractario de la cámara de combustión y se localizan en algún lugar donde la velocidad del gas sea alta. Se recomienda el uso de dos termopares en paredes separadas para checar la operación de la unidad de tratamiento térmico . La diferencia entre las lecturas de los dos termopares se registra durante la operación inicial de la unidad, y se verifican periódicamente para determinar si existen problemas en alguno de los termopares . Si la diferencia cambia significativamente sin alguna causa razonable, ambos termopares deben verificarse para CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-47 TABLA 3 .5 Tipos de Termopares Tipo Materiales de Construcción Temperatura Superior (°C) . . . Exactitud del Tenwopar (3 X) Atmósfera J Hierro/Constantan 760 75 Reductora, al vacío o inerte E Chromel/Constantan 900 50 Oxidante o inerte K Chromel/Alunel 1,300 75 Oxidante o inerte S Pt(90%)-Rh(10%)/Pt puro 1,500 25 Oxidante o inerte (no usar tubos metálicos) R Pt(87%)-Rh(13%)/Pt puro 1,500 25 Oxidante o inerte (no usar tubos metálicos) B Pt(90%)-Rh(10%)/Pt(94%)-Rh(6%) 1,700 50 Oxidante o inerte (no usar tubos metálicos) NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .2 .11 .1 Monitoreo de Sistemas de Fundición (A) Temperatura Las temperaturas de fundición se monitorean mediante termopares, pirómetros ópticos o ambos . En algunos dispositivos de fundición, puede ser difícil obtener mediciones confiables de temperatura en la zona de fundición . En tales casos, se puede emplear algún otro punto de muestreo dentro de la cámara de combustión como indicador de la temperatura de la zona de combustión. - Termopares Existe una gran variedad de termopares disponibles construidos con diferentes metales o aleaciones específicos . Los rangos de temperatura, el tipo de atmósfera adecuada y la precisión reportada varían por cada tipo de termopar . En la Tabla 3 .5 se muestran los diferentes tipos de termopares . Los datos de precisión reportados en la tabla no consideran los efectos ambientales . La instalación de los termopares en la cámara de combustión, p .e ., afecta la exactitud de las lecturas de temperaturas . Los termopares por lo general se instalan en la salida del gas de la cámara de combustión para dar la mejor lectura promedio global de la cámara de combustión . Para la medición de temperatura del metal fundido se CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-46 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO garantizar una operación adecuada. - Pirómetros ópticos Los pirómetros ópticos se utilizan para medir la temperatura de la pared de los hornos o de algún objeto contenido dentro del mismo, en caso de que se requiera medir la temperatura del gas, el pirómetro debe tubo cerrado, y el pirómetro este tubo . En estos casos no correcciones por emisividad . equiparse con un apunta al final de es necesario hacer Esta configuración se utiliza para altas temperaturas cuando surgen problemas por contaminación o ruptura de pirómetros, aunados a altos costos o dificultades de reemplazo . Los pirómetros generalmente requieren de calibración, sin embargo, una vez calibrados son tan precisos como los termopares . El efecto de las cargas de partículas de polvo debe cosiderarse durante la calibración, pero en la mayoría de los casos la influencia de las partículas sobre la habilidad para detectar cambios en la temperatura de la zona de combustión, son mínimos . (En ciertas circunstancias también puede ser aconsejable el uso de pirómetros acústicos) (B) Flujo de gases de chimenea El flujo puede determinarse al establecer la velocidad de los gases de chimenea en cierto CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-48 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO punto por el área de sección transversal del ducto de la chimenea . La velocidad de los gases puede medirse directamente mediante un tubo Pitot, Annubar, o algún aparato de medición similar . La mayoría de las plantas instala un indicador de velocidad después del dispositivo de control de contaminación (DCCA) para evitar varios problemas potencialmente significativos relacionados con las mediciones de velocidad, incluyendo el deterioro de las sondas debido a las altas temperaturas, al taponeamiento en las aberturas en la sonda por la presencia de partículas en el gas o la estratificación del flujo de gas que dificulta localizar la sonda en un punto de velocidad promedio . Este tipo de problemas son suficientes para generar imprecisión en las mediciones de velocidad, y pueden provocar lâ descompostura del dispositivo . Los métodos más comúnmente utilizados para hacer mediciones indirectas del flujo de gas de chimenea en una unidad tratamiento térmico se muestran a continuación: Caída de presión restricciones de flujo. a través de La medición de la caída de presión a través de una restricción de flujo, tal como una placa de orificio, o una garganta de Venturi, proporciona una medida indirecta del flujo de gas de chimenea . Si se utiliza un lavador Venturi, es posible medir la caída de presión a través de la garganta . También es CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-49 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO posible instalar la restricción de flujo en el ducto inmediato a la cámara de combustión, en el cual se inserta una placa de orificio o una boquilla de flujo mediante una brida, o el ducto puede ser perforado mediante una sección Venturi . Las derivaciones de medición de presión se fijan en ambos lados de la restricción de flujo- y se conectan a un transductor de caida de presión (aP) . En base al diseño de la restricción de flujo, este se calcula a partir de la caída de presión medida. La aplicación práctica de este método presenta ciertas limitaciones, la alta caída de presión producida por la restricción de flujo puede elevar los costos de operación significativamente . Por otra parte, las derivaciones de presión pueden entrar _en contacto con suciedad o corrosión y otros fenómenos físicos que pueden inhibir el desempeño de lob instrumentos. Velocidad de aire (suministrado) para la combustión. La medida del flujo de aire suministrado al sistema de combustión constituye otro indicador potencial de la velocidad de gas de chimenea . Los tubos Pitot, Annubar u orificios se usan comúnmente con este fin . En principio la velocidad del aire _de combustión puede relacionarse directamente con la velocidad de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-50 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO los gases de chimenea, como función de la composición de los gases y los niveles de aire en exceso . Las mediciones de aire de combustión son particularmente útiles para sistemas de combustión de tiro forzado. Presión de la cámara de combustión El uso de la presión de la cámara de combustión como indicador del flujo de los gases de chimenea, tiene una aplicación limitada a plantas que usan sistemas de tiro natural o forzado . Muchas instalaciones con ventiladores de tiro inducido controlan el ventilador para alcanzar una presión o tiro fijo en la cámara de combustión . Por lo tanto, el ventilador es una variable fija que permanece relativamente constante y no indica los cambios de flujo de gases de chimenea . Por ejemplo, cuando se restringe una garganta variable en un lavador Venturi, el flujo de gases de chimenea disminuye, aún cuando la presión en la cámara de combustión permanezca sin cambio . Adicionalmente a la restricción anterior, la presión de la cámara de combustión está limitada como indicador del flujo de gas porque se mide a contracorriente a los dispositivos de Control de Contaminación Atmosférica (DCCA) y no cuenta para los factores mencionados anteriormente, (p .e . Fugas de aire, ganancias/pérdidas_de humedad). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-51 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Condiciones del ventilador. El flujo de gas de chimenea puede medirse indirectamente mediante el monitoreo de las condiciones de operación del ventilador de tiro inducido . Si la corriente de gases que pasa a través del ventilador, es la misma o se relaciona directamente con la corriente de gas que pasa a través de los Dispositivos de Control de Contaminación Atmosférica DCCA, por lo que la operación del ventilador puede utilizarse como indicador del flujo de gas de chimenea. La cantidad de aire que pasa a través de un ventilador (carga), puede relacionarse directamente con los parámetros medibles del ventilador, incluyendo: Velocidad del ventilador Densidad de aire del ventilador (Como función de la temperatura del gas, la presión absoluta y la composición molecular) Diferencial del ventilador (Total, velocidad y/o estática) Potencia del ventilador. Las curvas de desempeño de los fabricantes de ventiladores y/o las leyes de los ventiladores se utilizan para determinar carga del ventilador . Si la velocidad del gas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-52 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO permanece y la densidad del gas permanecen constantes, el parámetro que se monitorea es la potencia (via kilowatts del motor del ventilador o amperes) y/o presión diferencial. Si la velocidad del ventilador y/o la densidad del gas son variables, se debe monitorear tanto la potencia como la presión diferencial y a través de las leyes del ventilador determinar la carga volumétrica . También pueden monitorearse otros parámetros del ventilador y a través de las leyes de los ventiladores obtener el flujo de gases de chimenea, pero cualquier alternativa implica mayor dificultad y menor confiabilidad que las mencionadas anteriormente. 3 .2 .12 Monitoreo de Dispositivos de Control de Contaminación La Tabla 3 .6 muestra los parámetros de operación que pueden monitorearse para los dispositivos de control de contaminación atmosférica (DCCA). El monitoreo de la opacidad también puede servir para determinar el desempeño de los DCCA y puede medirse en conjunto con, o en lugar de los parámetros listados en la Tabla 3 .6. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-53 TABLA 3 .6 Parámetros de operación e instrumentos de monitoreo para Dispositivos de control de Contaminación DCCA INSTRUMENTOS OE MONITOREO PARAMETROS DE OPERACION Filtro de bolsa Calda de presión de gas Derivaciones de presión de cada lado del filtro de bolsa conectados a transductores de P Precipitador electrostático o lavador h(miedo de ionización Potencia eléctrica de las unidades medidas en el lado secundario del transformador (Alto voltaje) Voltaje-Voltfinetro Corriente- Amperfinetro Flujo de gases de chimenea Sección 7 .1 .2 .2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .2 .13 Equipo de Monitoreo de Emisiones Continuas Los sistemas de monitoreo de emisiones continuas son ampliamente utilizadas para medir las concentraciones de gases y partículas de varias fuentes fijas . Los Monitores de Emisiones Continuas (MEC) son exigidos en E .U .A, Canadá, Japón y Europa, a fin de mantener registros continuos del desempeño de los equipos de control de contaminación y establecer si cumplen con los estándares de emisiones en procesos que presenten alto riesgo. Todos los MEC cuentan con tres elementos básicos : Un sistema de muestreo, un analizador de gas, y un sistema de adquisición y registro de información (Figura 3 .8). 3 .2 .13 .1 Sistemas de muestreo Los sistemas de muestreo de los MEC pueden clasificarse como extractivos, in-situ y sistemas de sensor remoto . En los sistemas extractivos, los gases se extraen del punto de muestreo (i .e . ducto o chimenea) y se llevan a un analizador, que mide las concentraciones de contaminantes . En los sistemas in-situ las concentraciones de contaminantes se miden directamente en el ducto o chimenea y en los sistemas de sensor remóto, las concentraciones de contaminantes se detectan proyectando luz a través de la chimenea o por sensores de luz radiada desde la chimenea . Esta tecnología es CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-54 Figura 3.8 Diagrama de Flujo del Sistema de Monitoreo Continuo' Múltiple de muestra Unidad de Calibración Filtros y/o Lavadores Celda de medición Control de Flujo Bomba Procesamiento de señales Salida Analizador de contaminantes Sistema de Registro de Información Gases de Soporte NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO relativamente nueva, se está volviendo más popular cada vez pero por lo pronto no es muy utilizada. 3 .2 .13 .2 Sistemas Extractivos En los sistemas extractivos de los MEC, los gases se extraen del punto de muestreo y se transportan a un analizador que mide las concentraciones de contaminantes . Existen dos tipos de sistemas extractivos: Sistemas puramente extractivos a nivel fuente En ellos, los gases se extraen directamente del ducto, se filtran las partículas y se transportan al analizador. Existen tres tipos de MEC extractivos a nivel fuente comercialmente: Sistemas Calientes/húmedos Emplean una . linea caliente para transportar las muestras de gas al analizador. La única condicionante que se impone en este sistema es la remoción de partículas mediante filtros, generalmente instalados en la sonda. Esta técnica es útil para monitorear gases solubles en agua tales como HC1 y NH 3 . En E .U .A . también se requiere el monitoreo de los CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-55 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO hidrocarburos totales mediante esta técnica, ya que es posible que ciertos hidrocarburos de alto peso molecular o solubles en agua se condensen en los sistemas de acondicionamiento de muestras. Sistemas fríos/secos con acondicionamiento en la sonda Sistemas fríos/secos con acondicionamiento en el analizador En ambos tipos de sistemas frios /secos los gases de muestra se acondicionan de entrar al antes analizador . En los procesos de acondicionamiento, las temperaturas de los gases se reducen casi a temperatura ambiente y se remueve la humedad, ya sea en la sonda o en el analizador. El principal problema asociado con los MEC de sistema extractivo a nivel fuente es la necesidad de filtrar y acondicionar grandes cantidades de gases de chimeneas . Este problema puede evitarse mediante el uso de sistemas de dilución. Sistemas de dilución En los sistemas de dilución, los gases avanzan hacia la sonda de muestreo a CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-56 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO bajos flujos y se diluyen con gases limpios y secos . Existen dos sistemas de dilución posibles: a) Las muestras de gases se diluyen en la sonda de muestreo y se transportan al analizador mediante una tubería sin calentamiento. Los gases de muestreo se diluyen fuera del ducto, en este caso se puede utilizar una linea de muestreo sin calentamiento para transportar las muestras de gases al analizador, mientras que si las muestras se diluyen en el analizador, se debe utilizar una linea de muestreo caliente. Todos los MEC de sistema extractivo a nivel fuente cuentan con cinco componentes básicos : Una sonda, una linea de muestreo, filtros, un sistema de remoción de humedad (para sistemas fríos/secos) y una bomba. 3 .2 .13 .3 Sistemas in-situ. Existen dos tipos de MECs in-situ: Sistemas de monitoreo por punto y sistemas de monitoreo por ruta . En los sistemas de monitoreo por punto, lQs niveles de emisión se monitorean midiendo los niveles sobre una ruta de muestreo _de logitud limitada . En los sistemas de monitoreo de ruta, los niveles de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-57 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO emisión se monitorean midiendo los niveles a través de el diámetro completo de la chimenea o ducto (o a través de múltiples diámetros) en él caso de sistemas de paso múltiple. 3 .2 .14 Analizadores de Gas Existen varias técnicas analíticas, utilizadas para medir los componentes de las emisiones en los sistemas MEC, tanto extractivos como in-situ . Estas técnicas de análisis de gases van desde métodos químicos que utilizan celdas elctroquímicas simples hasta técnicas electro-opticas avanzadas tales como espectroscopia infraroja por transformadas de Fourier . La Tabla 3 .7 lista las técnicas analíticas que se pueden utilizar para medir las concentraciones de los constituyen comunes de las emisiones. 3 .2 .14 .1 Analizadores de Infrarrojo No Dispersivos. Los analizadores de infrarrojo sin dispersión (AISD) miden la cantidad de luz infrarroja absorbida por moléculas de contaminantes, se han desarrollado analizadores para SO2 , NOR , CO y CO2 , y otros gases que absorben en el infrarrojo, incluyendo hidrocarburos . Los (AISD) usan una banda ancha de luz que se centra en un pico de absorción correspondiente a la molécula de contaminante. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-58 TABLA 3 .7 Técnicas Analíticas para mediciones de constituyentes de emisiones Técnicas Analfticas Análisis de Infrarrojo no Dispersivo Análisis Infrarrojo por Transformada de Fourier Análisis Ultravioleta no Dispersivo CO CO2 x X X X X X Constituyentes campes de las emisiones de incineradores 02 H2S SOX MO, Compuestos Orgánicos X X x Fotoluminiscencia X Fotografía de flama Análisis Electrocatatftico Transmisómetro MUCHOS MUCHOS Ouimiluniniscencia Análisis Polarográfico X PeMfCUlas: X X X x X X X X X x NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .2 .14 .2 Analizadores de infrarrojo transformadas de Fourier por Los analizadores de infrarrojo por transformadas de Fourier (AITF) se han utilizado recientemente en aplicaciones de monitoreo en fuente . Teóricamente pueden monitorear simultáneamente varios gases combustibles . La técnica de AITF suministra una "fotografía" del espectro de absorción total de la muestra de gas sobre un amplio rango espectral por la transformación de un interferógramo . Estos instrumentos cuentan con un rango típico de 2 .5 a 25 µm. 3 .2 .14 .3 Analizadores Ultravioleta No Dispersivos Los Analizadores Ultravioleta No Dispersivos (AUND) miden el grado de absorción a una longitud de onda en la banda de absorción de la molécula de interés . Esta técnica se aplica midiendo las diferencias de absorción entre dos longitudes de onda : Una longitud a la que la molécula absorbe energía y otra a la . cual no absorbe . 3 .2 .14 .4 Analizadores de quimioluminiscencia Los Analizadores de quimioluminiscencia captan la luz emitida por una molécula excitada que se ha generado en una reacción química . El CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-59 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO NO y NOX técnica. pueden detectarse mediante esta 3 .2 .14 .5 Analizadores de fotoluminiscencia Este tipo de analizadores captan la luz emitida por alguna molécula que se ha excitado por medio de luz, el dióxido de azufre se puede detectar usando esta técnica. 3 .2 .14 .6 Analizadores de fotografía de flama Estos analizadores detectan la luminiscencia de los atomos de una molécula que se ha excitado en una flama de hidrógeno, por medio de esta técnica pueden detectarse el ácido sulfhídrico y el trióxido de azufre. 3 .2 .14 .7 Analizadores polarográficos Se conocen también como transductores electroquímicos y analizadores voltamétricos, hacen uso de una reacción química (en la que participa la mólécula contaminante) que ocurre en el transductor o en la celda elctroquímica. En el transductor, una membrana selectiva semipermeable permite a la molecula contaminante difundirse en una solución electrolítica,y la oxidación (o_reducción) del gas disuelto en el electrodo produce un cambio CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-60 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO medible . El CO, H 2 S, NO 2 , 0 2 , SO 2 y otros gases pueden detectarse mediante esta técnica. 3 .2 .14 .8 Analizadores electrocataliticos Se utilizan para medir concentraciones de oxigeno y fueron desarrollados como una extensión de la tecnología de celdacombustible, las cuales consisten en celdas con cierta concentración electrolítica que usan un electrolito catalítico sólido, especial para aumentar el flujo de electrones. Un material especial hecho de óxido de circonio recubierto con una delgada capa de platino, sirve como electrodo para medir la transferencia de oxigeno de un lado de la celda, al otro . Esta transferencia crea una fuerza electromagnética que puede usarse para determinar la concentración de oxígeno en el lado de la celda de la muestra. 3 .2 .14 .9 Transmisómetros Los transmisómetros, también llamados monitores de opacidad, pueden usarse para medir emisiones de partículas . Estos dispositivos miden la transmitancia de la luz que pasa a través de un gas de chimenea . Los transmisómetros están diseñados para medir la intensidad de un rayo de luz de referencia y de otro rayo de luz que pasan a través de los CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-61 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO gases de chimemea . La relación de estos dos rayos de luz se conoce como la transmitancia. Comúnmente se utilizan tres métodos para obtener esta relación en los transmisómetros: el . interruptor óptico, perilla de calibración y métodos de fibra óptica. 3 .2 .15 Sistemas de Adquisición y Registro de Información Los sistemas de adquisición y registro de información de los MEC se usan para registrar la. información proveniente de los analizadores de gases . Los Sistemas de Adquisición de Información (SAI) suministran un registro de medidas de emisiones para documentar las operaciones de las plantas de operación y reportar los niveles de emisiones a las agencias de control ambiental . Las funciones de los SAI actuales dependen en gran medida de los requerimentos de la normatividad y de la complejidad de los sistemas de monitoreo . Pueden ser tan simples como un graficador de tiras o pueden incluir computadoras personales o mainframe. Comúnmente se utilizan cuatro dispositivos para registrar y reportar la información de los sistemas de MEC, Graficadores de 'bandas, bitácoras de información, computadoras personales y mainframe . La principal función de las computadoras de los SAI es almacenar información, (u otro tipo de controladores lógicos programables), pueden a su vez contar con funciones de control para los analizadores, tales como ajustes, calibración automática y verificación de cero, limpieza automática de sonda y sistemas de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-62 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO alarma para emisiones excesivas y descomposturas en el sistema. Los sistemas de MEC se pueden diseñar para recopilar y almacenar grandes cantidades de información, dependiendo de los requerimientos impuestos por la normatividad, los cuales varían entre los gobiernos estatales, federales, provinciales y también entre las diferentes naciones . Los requerimientos de registro de información usualmente especifican el número mínimo de puntos que deben colectarse . Los sistemas de MEC están diseñados para registrar la información del analizador continuo por 10 segundos y después promediar los números obtenidos durante un periodo de tiempo especifico, normalmente de 6-15 min. 3 .3 TOXICIDAD DE LOS CONTAMINANTES Y SU MAGNITUD EN EL RIESGO PARA LA SALUD Y PARA LOS ECOSISTEMAS I 3 .3 .1 Oxidos de Azufre y Partículas en Suspensión 3 .3 .1 .1 Fuentes Algunos óxidos de azufre y partículas en suspensión se encuentran naturalmente en el aire en grandes cantidades, las contribuciones que provienen de las actividades humanas por lo general tienen una importancia primordial en las zonas urbanas . En particular, se considera que el empleo de combustibles para la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-63 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO calefacción y la producción de energía causa la mayor parte de la contaminación por dióxido de azufre y partículas a que está expuesta la población en general . Existen tres grandes categorías de fuentes : Las domésticas, relacionadas con el uso de carbón y otros combustibles para calefacción y para cocinar; Las fuentes industriales y los vehículos automotores . Las fuentes domésticas y los vehículos tienen un efecto especialmente intenso sobre las concentraciones de los lugares cercanos, ya que las emisiones se producen cerca del nivel del suelo. i La temperatura de los gases, la velocidad de flujo y la altura de la chimenea son factores importantes para la dispersión eficaz de las emisiones de las fuentes de combustión. La topografía de la zona circundante y los factores meteorológicos determinan el grado en que dichos contaminantes se dispersan y diluyen hasta alcazar niveles tolerables . Un inversión de la temperatura puede atrapar las emisiones sobre las áreas urbanas y producir concentraciones que superan varios cientos de veces los valores normales. 3 .3 .1 .2 Concentraciones y exposiciones en el ambiente El dióxido de azufre y las partículas en suspensión se miden habitualmente en muchas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-64 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO regiones del mundo, pero sólo con ciertas precauciones se puede conseguir que las observaciones de las redes de vigilancia instaladas con otros propósitos sean adecuadas para evaluar los riesgos para la salud . Debe considerarse la ubicación de los aparatos de muestreo en relación con las fuentes, la topografía circundante y la población en peligro, además de la distribución en el tiempo de las observaciones . Por lo común se usan periódos de 24 horas para los promedios de exposiciones breves, si bien en algunas circunstancias se requieren periódos aún más cortos. En el caso de exposiciones prolongadas, pueden resultar adecuadas las medias anuales basadas en una serie de observaciones diarias. de las concentraciones de dióxido de azufre y de p9rticulas en suspensión en el aire de una serie de ciudades en todo el mundo, ha revelado una amplia gama de valores El examen medios anuales y una gama aún más variada de valores máximos, lo cual refleja los efectos de los factores climáticos y la susceptibilidad a las inversiones de la temperatura. Las concentraciones medias aritméticas anuales típicas del dióxido de azufre en las áreas urbanas, oscilan entre 100 y 200 mg/m 3 (0 .035 a 0 .07 ppm), y las medias diarias más CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-65 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO elevadas, entre 300 y 900 mg/m 3 (0 .1 - 0 .3 ppm) . En el caso del humo, los valores correspondientes son de 30 a 200 mg/m 3 y de 150 a 900 mg/m 3 respectivamente ; las medias aritméticas anuales de las partículas en suspensión, medidas con el aparato de muestreo de alto volumen, varían entre 60 y 500 mg/m 3 , con medias diarias máximas entre 150 y 1,000 mg/m3 . La información disponible acerca de los sulfatos es relativamente escasa, aunque se han obtenido algunos datos en los Estados Unidos. Asimismo, son importantes las concentraciones de esos contaminantes en el interior de los locale* . Si no hay una fuente concreta de dióxido de azufre o de partículas en el interior, las concentraciones suelen ser más bajas que el aire libre . En el medio industrial habrá que evaluar con precisión, en cada caso, las distintas situaciones en que se pan concentraciones elevadas de dióxido de azufre o de ácido sulfúrico, pero no hay que olvidar que por lo general, los polvos industriales son, por su composición, muy diferentes de las partículas suspendidas en la atmósfera urbana. 3 .3 .1 .3 Absorción, distribución y eliminación La principal via• de absorción de los compuestos de azufre y partículas es el_tracto digestivo . Las vías respiratorias consitituyen CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-66 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO la zona más vulnerable a las sustancias suspendidas en el aire. La mayoría de los estudios en el hombre y en los animales ha indicado que entre el 40 y el 90% o más del dióxido de azufre inhalado, se absorbe en las vías respiratorias superiores. Una vez en la corriente sanguínea, parece distribuirse ampliamente por todo el cuerpo, se metaboliza y se excreta a través de las vías urinarias. El mecanismo de depósito de las partículas en suspensión varia según su tamaño, su forma y su densidad, así como de las condiciones de ventilación . Las partículas depositadas son en su mayor parte fagocitadas y transportadas mediante el - mecanismo mucociliar hasta el tejido intersticial, o hasta el sistema linfático . Los tiempos medios de residencia varían desde días a años, según la composición química de las partículas. Las partículas solubles pueden disolverse - en el revestimiento interno mucoso o acuoso de los pulmones . En el primer caso, se eliminarán por la acción mucociliar . En el segundo, puede que se difundan en el sistema linfático o en la sangre. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-67 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .1 .4 Efectos sobre los animales de experimentación Las concentraciones más bajas con efectos nocivos varían considerablemente de un estudio a otro . Las discrepancias pueden resultar de las diferencias en la sensibilidad de los animales utilizados en las pruebas o en las condiciones de la exposición, como la duración y el patrón de la misma . Además, puede haber existido exposición a un solo contaminante o a una mezcla de diversos agentes, o se pueden haber analizado efectos diferentes. Sin embargo, en general se ha observado que los vapores de ácido sulfúrico y algunas sales de sulfato, tales como el sulfato de zinc y de amonio, son más irritantes para el aparato respiratorio que el dióxido de azufre, y que ciertos aerosoles, en particular los de tamaño menor a un micrón, aumentan el efecto del dióxido de azufre cuando ambos contaminantes están presentes simultáneamente. Es preciso ser cutelosos dado que las diferencias en el metabolismo y en la longevidad hacen dificiles extrapolar al hombre los resultados de los experimentos con animales . No obstante, algunos de estos estudios han señalado posibles mecanismos de acción biológica sobre el sistema respiratorio, por ejemplo, la interferencia en los mecanismos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-68 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de evacuación de baterías y partículas inertes de los pulmones. 3 .3 .1 .5 Efectos sobre el hombre Se han efectuado estudios de inhalación con voluntarios y en condiciones sometidas a control, mediante exposiciones breves al dióxido de azufre o a una nebulización de ácido sulfúrico, solos o combinados, o con mezclas de éstos y otros compuestos . Algunos de estos estudios han resultado útiles para establecer las relaciones entre exposiciones y efectos. i En la exposición al dióxido de azufre solo, se comprobaron leves efectos sobre las funciones respiratorias con una concentración de 2 .1 mg/m3 (0 .75 ppm) pero no con 1 .1 mg/m3 (0 .37 ppm), mientras que la nebulización de ácido sulfúrico afectó dichas funciones ya en concentraciones de l 0 .35 mg/m3 . Solamente se informó que se producían efectos sinérgicos sobre las funciones pulmonares como resultado de la exposición conjunta al dióxido de azufre y al peróxido de hidrógeno, así como al dióxido de azufre y al ozono. En la Comunidad de Estados Independientes se han estudiado con profundidad los efectos de la niebla de ácido sulfúrico y del dióxido de azufre sobre los receptores sensoriales y la función corticocerebral . En estas acciones CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-69 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO reflejas, los niveles umbrales del ácido sulfúrico fueron siempre muy inferiores a los del dióxido de azufre. Por otro lado, se han estudiado los efectos de la exposición al dióxido de azufre, las partículas en suspensión o la niebla de ácido sulfúrico en trabajadores de fábricas de refrigeradores, acerías, fábricas de papel y pulpa de madera y en la industria de acumuladores. En algunos estudios las exposiciones eran muy altas (las concentraciones medias diarias de dióxido de azufre llegaban hasta 70 mg/m3 o 25 ppm), no se encontraron diferencias importantes en los efectos cuando se los comparó con los testigos . En otro estudio, no se detectaron efectos sobre la función respiratoria en la exposición conjunta al dióxido de azufre y las partículas en suspensión con concentraciones medias durante 3 años de 1 .8 a 2 .1 mg/m 3 (0 .6 a 0 .7 ppm) y de 600 a 1,800 mg/m3 , respectivamente. La exposición - a la niebla de ácido sulfúrico produjo efectos (irritación de nariz y garganta) con una concentración de 2 .0 mg/m3 , mientras que la exposición a una concentración de 1 .4 mg/m3 no afectó la función pulmonar . Sin embargo, los efectos de este contaminante también dependen mucho del tamaño de las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-70 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO partículas. Sobre los efectos de la exposición en la comunidad, se han examinado gran cantidad de publicaciones existentes y se ha dedicado especial atención a aquellos estudios que parecían presentar datos y un plan adecuados, en particular en lo concerniente al consumo de cigarrillos y las mediciones satisfactorias de los grados de exposición . Se escogieron algunos de estos estudios para -examinar las relaciones entre las exposiciones y sus efectos . En la evaluación de los estudios se hizo evidente que no era posible comparar dos métodos fundamentalmente distintos para medir la exposición a las partículas, uno que media el humo negro y el otro la totalidad de partículas en suspensión, por lo general mediante la técnica con aparatos para muestras de gran volumen. Además, se han realizado estudios con exposiciones breves y prolongadas, y en relación con los cambios en la incidencia de la mortalidad y la morbilidad . En los estudios de la morbilidad referidos' a la exposición breve a una combinación de dióxido de azufre y totalidad de partículas, las concentraciones más bajas (en un promedio de 24 ) con las que se observaron efectos nocivos fueron de 200 mg/m3 (0 .07 ppm) y 150 mg/m 3 (con el aparato de muestreo de alto volumen), respectivamente . En CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-71 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO los estudios de una , prolongada exposición conjunta a ambos tipos de contaminantes, se señalaron efectos con concentraciones medias anuales de 60 a 140 mg/m 3 (0 .02 a 0 .05 ppm) en el caso del dióxido de azufre, y de 100 a 200 mg/m3 en el de la totalidad de partículas (método de dispersión de la luz) sin embargo, se expresaron reservas acerca de la validez de algunos de estos estudios. Se informó un aumento de la mortalidad relacionado con episodios de contaminación elevada con concentraciones medias de 24 horas de unos 500 mg/m3 (0 .18 ppm) en el caso del dióxido de azufre, y de 500 mg/m 3 en el del humo. 3 .3 .1 .6 Evaluación de los riesgos para la salud. Al calcular los niveles más bajos con efectos nocivos en el caso de lasa exposiciones breves se seleccionaron las concentraciones medias en 24 horas de 500 mg/m 3 (0 .18 ppm) para el dióxido de azufre, y de 500 mg/m 3 para el humo ; éstos se consideraron niveles en que podía esperarse un aumento de la mortalidad entre las personas de edad avanzada o que sufren afecciones pulmonares, mientras que concentraciones de dióxido de azufre de 250 mg/m 3 (0 .09 ppm) y de humo de 250 mg/m 3 , se consideró que podían empeorar el estado de los pacientes con afecciones respiratorias. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-72 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En cuanto a las exposiciones prolongadas, se señalaron las concentraciones medias anuales de 100 mg/m3 (0 .035 ppm) para el dióxido de azufre y de 100 mg/m 3 para el humo, como las más bajas que podían producir efectos nocivos para la salud, tales como un agravamiento de síntomas respiratorios o un aumento de la incidencia de afecciones respiratorias entre la población en general. Sobre la base de estas evaluaciones, se elaboraron pautas para la protección de la salud de la población, en términos de valores de 24 horas (100 a 150 mg/m 3 para el dióxido de azufre y el humo) en términos de medias anuales (40 a 60 mg/m 3 para el dióxido de azufre y el humo) . En vista de la escasa cantidad de datos disponibles en relación con la totalidad de particulas en suspensión, no fue posible recomendar pautas seguras, pero se propusieron normas provisionales de 60 a 90 mg/m 3 aproximadamente para las medias aritméticas anuales, y de 150 a 230 mg/m 3 pará los valores de 24 horas . No se establecieron normas para el ácido sulfúrico o los sulfatos, también a causa de la carencia de datos. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-73 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .2 OXIDOS DE NITROGENO 3 .3 .2 .1 Fuentes En una escala global, el óxido nitroso y dióxido de nitrógeno se producen naturalmente por acción bacteriana y volcánica y por los rayos en cantidades muy superiores a las generadas por la actividad humana . Con todo, por estar distribuidos sobre toda la superficie terrestre, las concentraciones atmosféricas básicas resultantes son muy pequeñas. La fuente principal de emisiones de óxidos de nitrógeno a la atmósfera debidas a la acción del hombre es la utilización de combustibles fósiles en fuentes estacionarias (calefacción y electrogeneración) y automotores (motores de combustión interna) . Otras contribuciones a la atmósfera provienen de procesos industriales específicos sin combustión, como la fabricación de ácido nítrico y explosivos . Entre las fuentes en el hogar se cuentan el hábito de fumar, los artefactos domésticos alimentados por gas y los calentadores de petróleo . Las diferencias en la emisión de dióxido de nitrógeno en . distintos países se deben fundamentalmente a diferencias en el consumo de combustibles fósiles. La emisión mundial de óxidos de nitrógeno en 1970 se estimó en 53 millones de toneladas, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-74 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO aproximadamente. 3 .3 .2 .2 Niveles y exposiciones en el ambiente La concentración básica natural de dióxido de nitrógeno sobre áreas terrestres suele variar entre 0 .4 y 9 .4 mg/m3 (0 .0002-0 .005 ppm). Esta concentración es 1 - 2 órdenes de magnitud inferior a las concentraciones normalmente observadas en zonas urbanas . Las concentraciones anuales medias de dióxido de nitrógeno en zonas urbanas de todo el mundo suelen variar entre 20 y 90 mg/m 3 (0 .01-0 .05 ppm), si bien es sumamente difícil generalizar. Las medias correspondientes a periodos más breves muestran variaciones considerables según las condiciones meteorológicas y estacionales, y la proximidad y naturaleza de las fuentes locales de contaminación . En general, los promedios mensuales más elevados de concentraciones de dióxido de nitrógeno en grandes zonas urbanas son de alrededor de 60 110 mg/m3 (0 .03 - 0 .06 ppm), los promedios diarios más elevados de 130 a 400 mg/m 3 (0 .07 O .22 ppm) y los valores horarios más elevados de 240 a 850 mg/m 3 (0 .13 - 0 .45 ppm). A diferencia de los contaminantes primarios típicos del aire, las concentraciones de dióxido de nitrógeno no muestran un comportamiento estacional uniforme en todas las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-75 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO zonas urbanas del mundo y no necesariamente alcanzan su nivel más elevado en los meses de máxima actividad fotoquimica. No se debe subestimar la exposición por fuentes en interiores como los artefactos domésticos y el hábito de fumar . En la proximidad inmediata dé artefactos domésticos alimentados por gas se han medido concentraciones de dióxido de nitrógeno de hasta 2,000 mg/m 3 (1 .1 ppm) . Se ha comprobado que el humo de tabaco alcanza concentraciones de óxido nítrico de cerca de 98 - 135 mg/m3 (80 - 110 ppm) y de dióxido de nitrógeno de cerca de 150 - 226 mg/m3 (80 - 120 ppm) ; sin embargo, estos niveles pueden fluctuar considerablemente de acuerdo con las condiciones de combustión. 3 .3 .2 .3 Efectos sobre los animales de experimentación Según la concentración, el periódo y la modalidad de la exposición, la especie animal puesta a prueba y la presencia de agentes infecciosos, la exposición al dióxido de nitrógeno puede causar efectos adverso g reversibles e irreversibles. Las alteraciones morfológicas observadas en algunas especies animales, incluido el ratón, la rata, el conejo, el conejillo de indias y el mono, eran sobre todo notables en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-76 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO los epitelios de los conductos alveolares y bronquiolares terminales . La exposición a unos 470 - 1,900 mg/m3 (0 .25 - 1 .0 ppm) produjo numerosos cambios fisiopatológicos, como bronquitis, bronconeumonía, atelectasia, escape de proteína al espacio alveolar, lesiones del colágeno, la elastina y los mastocitos de los pulmones, reducción o pérdida de cilios Y cambios adenomatosos. Estos efectos se hicieron más pronunciados a concentraciones de 3,900 - 47,000 mg/m 3 (2 .0 - 2 .5 ppm) . Las células de revestimiento alveolar tipo 1 y las células bronquiales ciliadas, más sensibles, se dañaron en primer término, siendo sustituidas por la proliferación de células no ciliadas más resistentes y células de tipo 2, respectivamente . La exposición prolongada dió lugar a una reducción de diámetro de las vías respiratorias más estrechas por exudado, hipertrofia del epitelio respiratorio y engrosamiento de la membrana basal. En los estudios del efecto del dióxido de nitrógeno sobre la - función pulmonar - se notificaron tasas respiratorias elevadas en ratas expuestas a concentraciones de solo 1,500 mg/m3 (0 .8 ppm) . En perros sabuesos expuestos a una combinación de dióxido de nitrógeno a 1,210 _mg/m3 (0 .64 ppm) y óxido nítrico a 310 mg/m 3 (0 .25 ppm) se demostraron reducciones en la h CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-77 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO capacidad de difusión y en el flujo respiratorio máximo . Los cambios bioquímicos incluyeron alteraciones en la acción de varias enzimas pulmonares, en el contenido lípido de los pulmones, en la estabilidad del agente tensoactivo pulmonar y una disminución de los niveles del Glutatión pulmonar . Los efectos se hicieron más pronunciados al aumentar la concentración de dióxido de nitrógeno a 11 - 75 mg/m3 (6 - 40 ppm). A concentraciones de dióxido de nitrógeno de 560 - 3,700 mg/m 3 (0 .3 a 2 .0 ppm) se han citado algunos efectos extrapulmonares . El i examen de la sangre de animales expuestos mostró cambios en el número de eritrocitos circulantes, la actividad enzimática y los títulos de anticuerpos . Con la amplitud de esas concentraciones también se observaron efectos sobre los reflejos condicionados del sistema nervioso central (600 mg/m3 , 0 .32 ppm) y los sistemas endócrino y reproductivo (2,400 mg/m 3 , 1 .3 ppm) de las ratas. Al aumentar los niveles de exposición se manifestaron otros efectos, incluida la disminución de la tasa de crecimiento (5,000 mg/m3 , 2 .7 ppm) y la pérdida de aptitudes físicas (9,400 mg/m 3 , 5 .0 ppm). La exposición al dióxido de nitrógeno aumentó la susceptibilidad de los animales de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-78 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO experimentación a las infecciones respiratorias bacterianas y viricas, respuesta que evidentemente guardó relación con la dosis . Los resultados indicaron que la concentración tenía una influencia mucho mayor sobre la toxicidad del dióxido de nitrógeno que el periodo de exposición, esto es, los productos concentración-tiempo iguales con distintos tiempos de exposición' no ofrecían el mismo peligro. Se observó un aumento significativo de la tasa de mortalidad en ratones expuestos a 940 mg/m3 (0 .5 ppm) durante 90 días y luego infectados artificialmente . Cuando se compararon las tasas de mortalidad debida a infección respiratoria luego de exposiciones continuas e intermitentes a dióxido de nitrógeno, se observó un aumento significativo en ambos grupos experimentales al aumentar el periódo de exposición . Sin embargo, en ningún periodo dado de exposición hubo diferencia estadisitica entre los grupos de exposición continua e intermitente. El dióxido de nitrógeno interfiere en la capacidad del pulmón para eliminar eficientemente las partículas depositadas por inhalación, pues altera los procesos fagociticos, enzimáticos y funcionales de los macrófagos alveolares y de las células epiteliales ciliadas. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-79 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Un estudio de las víctimas que habían sobrevivido a la exposición a humos de combustión de nitrocelulosa no reveló ninguna diferencia entre la supervivencia de los grupos expuestos y la de los testigos sin exposición al cabo de 30 años . Por desgracia el estudio no daba datos de exposición cuantitativa de los distintos grupos. Hay muy pocos estudios sobre los efectos agudos o crónicos de las exposiciones industriales a bajas concentraciones. En varios estudios se ha tratado de vincular la función pulmonar con la exposición al dióxido de nitrógeno . Sin embargo, los resultados o bien no han podido demostrar una diferencia significativa en la función pulmonar entre los grupos expuestos a distintos niveles de dióxido de nitrógeno, o se han visto afectados por la confusión derivada de la presencia de concentraciones relativamente elevadas de otros contaminantes. Esto se aplica también a los estudios realizados a fin de correlacionar la frecuencia de las enfermedades respiratorias agudas o crónicas con las concentraciones de dióxido de nitrógeno. Por ejemplo, un estudio para evaluar los efectos del dióxido de nitrógeno sobre la incidencia de la_enfermedad respiratoria aguda en niños y sus padres que residían cerca de un punto CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-82 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO sujetos asmáticos la reacción a la inhalación de prueba de un broncoconstrictor (carbacol) se incrementó significativamente luego de la exposición a un nivel de . dióxido de nitrógeno de 190 mg/m 3 (0 .1 ppm) durante una hora . Resultados similares se notificaron en un estudio en el cual sujetos sanos fueron expuestos a una combinación de dióxido de nitrógeno a 100 mg/m 3 (0 .05 ppm), ozono, a 50 mg/m3 (0 .025 ppm) y dióxido de azufre a 260 mg/m3 (0 .10 ppm) durante dos horas. En varias ocupaciones se ha citado la exposición a concentraciones elevadas de óxidos de nitrógeno. Se han dado casos de intoxicación aguda, por óxidos de nitrógeno, algunos de ellos fatales, entre agricultores expuestos a gases de silos derivados de la fermentación de cosechas . Se ha estimado que la exposición a concentraciones de dióxido de nitrógeno de 560 - 940 mg/m3 (300 500 ppm) puede dar lugar a edema pulmonar fatal o asfixia, y que 47 - 140 mg/m 3 (25 - 75 ppm) pueden causar bronquitis o neumonía. Según informes, los mineros que utilizan explosivos reiteradamente en su trabajo desarrollan enfermedades respiratorias crónicas. El análisis de los productos de la explosión indica la presencia de óxidos de nitrógeno en concentraciones de 88 - 167 ppm. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-81 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO exposiciones profesionales o comunitarias que puedan . suministrar suficiente información para evaluar los riesgos a la salud debido a la exposición al dióxido de nitrógeno . Por lo tanto, la pauta de protección a la salud se ha formulado a base de datos derivados de estudios con testigos en seres humanos y experimentos con animales . Como se dijo antes, los datos epidemiológicos disponibles tienden a sustentar estos resultados. Se ha calculado que la concentración de dióxido de nitrógeno de 940 mg/m 3 (0 .5 ppm) representa el mínimo a partir del cual cabe prever la ocurrencia de efectos adversos de salud debido a la exposición por corto plazo al dióxido de nitrógeno . Se tuvo presente que un estudio en el hombre había indicado efectos a una concentración inferior, pero consideró que este hallazgo requería confirmación. Al adoptar un factor de seguridad minima de 3 - 5 se convino en que una exposición máxima de una hora a 190 - 320 mg/m 3 (0 .10 - 0 .17 ppm) sería compatible con la protección a la salud pública y que esta exposición no se debía exceder más de una vez por mes. Se ha agregado la precaución de que podría ser prudente reducir este limite de exposición en vista de la evidencia biológica de la interacción del dióxido de nitrógeno con otros contaminantes CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-84 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de intensa contaminación demostró un porcentaje excesivo de enfermedad respiratoria en comparación con un grupo testigo . Sin embargo, la probable contribución de otros contaminantes, como los aerosoles de ácido sulfúrico, los vapores de ácido nítrico y los nitratos suspendidos, hizo dificil atribuir este exceso a la presencia de dióxido de nitrógeno. Análogamente, debido a la exposición relativamente elevada a otros contaminantes atmosféricos, no ha sido posible asociar los aumentos observados de la frecuencia de la enfermedad respiratoria crónica con un nivel medido de dióxido de nitrógeno . Se ha observado, con todo, que estos estudios epidemiológicos parecen confirmar los resultados obtenidos con testigos en el hombre y en estudios con animales de experimentación. 3 .3 .2 .5 Evaluación de 1 los riesgos de salud Como aún no se ha demostrado que las concentraciones de otros óxidos de nitrógeno, distintos del dióxido de nitrógeno en el aire, tengan una actividad biológica significativa. Solo se ha formulado una pauta de protección de la salud pública respecto del dióxido de nitrógeno. En comparación con los estudios toxicológicos experimentales, existen pocos estudios epidemiológicos sobre los efectos de las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-83 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .2 .4 Efectos en el hombre Se han realizado estudios sobre la exposición al dióxido de nitrógeno en el hombre a fin de determinar las concentraciones más bajas en las cuales se puede detectar el olor y se altera la adaptación a la oscuridad . Respecto de la percepción del olor, la concentración más baja de dióxido de nitrógeno fue de aproximadamente 200 mg/m 3 (0 .11 ppm) . El nivel más bajo de disminución de la adaptación a la oscuridad se notificó en 140 mg/m3 (0 .074 ppm). La exposición a concentraciones de dióxido de nitrógeno de 1,300 - 3,800 mg/m3 (0 .7-2 .0 ppm) durante 10 minutos dio lugar a un aumento en la resistencia del flujo de inspiración y de expiración . En otro estudio la inhalación- de concentraciones de dióxido de nitrógeno de 3,000 - 3,800 mg/m 3 (1 .6 - 2 .0 ppm) durante 15 minutos causó un aumento significativo de la resistencia total en las vías respiratorias, que se hizo más pronunciado en concentraciones superiores a 3,800 mg/m3 (2 .0 ppm) . Algunos autores han informado que la exposición a 7,500 - 9,400 mg/m3 (4 - 5 ppm) produjo un aumento en la resistencia de las vías respiratorias y una disminución de la presión parcial del oxigeno arterial y de la capacidad de difusión del monóxido de carbono. Sin embargo, la prolongación del periódo de exposición a 60 minutos no intensificó el efecto. En un informe reciente se demostró que en 13 a 20 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-80 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO atmosféricos presentes y también, en vista de que algunas poblaciones son altamente sensibles a esta sustancia. Por falta de información sobre los efectos de la exposición a largo plazo al dióxido de nitrógeno en el hombre, solo se ha sugerido un limite de exposición a corto plazo. 3 .3 .3 Oxidantes Fotoquímicos 3 .3 .3 .1 Fuentes ozono, un constituyente natural de la estratósfera formado por la fotólisis de oxigeno molecular, puede ser transportado por la circulación atmosférica a la atmósfera inferior. Los hidrocarburos naturales, que incluyen los terpenos de árboles y plantas, también son substrato de reacciones fotoquímicas que producen oxidantes . Estos dos procesos son las fuentes naturales de concentraciones básicas de ozono. El El ozono y los peroxiacilnitratos se forman en la atmósfera inferior por las reacciones que ocurren entre los óxidos de nitrógeno y una serie de hidrocarburos con reactividad fotoquímica . La estructura química y la reactividad de cada hidrocarburo orgánico determinan su importancia en la formación de oxidantes . Los vehículos de motor, el calentamiento del espacio, las plantas de energía y los procesos industriales son CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-85 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO fuentes principales de estos precursores de oxidantes. En la atmósfera mantendría un equilibrio entre los agentes oxidantes y los agentes reductores, evitándose así la acumulación de ozono y otros oxidantes fotoquimicos, si no fuera por la degradación fotoquímica de hidrocarburos en radicales peroxi . Estos convierten rápidamente el óxido nítrico en dióxido de nitrógeno, lo que cambia el equilibrio hacia la producción de ozono durante la luz diurna . Por la noche, las emisiones de óxido nítrico en la atmósfera sirven como sumidero para el ozono. La soldadura y la fabricación de peróxido de hidrógeno son las principales fuentes de exposición ocupacional al ozono . El uso de lámparas ultravioleta, los precipitadores electrostáticos y las máquinas fotocopiadoras también generan ozono. 3 .3 .3 .2 Concentraciones y exposiciones ambientales Puesto que las concentraciones importantes de oxidantes en las áreas urbanas se limitan generalmente a un periódo de 4 a 6 horas por día, los datos sobre oxidantes u ozono muy a menudo se proporcionan en términos de concentraciones máximas de 1 hora, o en términos del número de horas o días registrados con concentraciones horarias que exceden un valor especificado . En CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-86 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO lugares aislados muy distantes de las fuentes de contaminación se han registrado concentraciones horarias de ozono de 100 mg/m 3 (0 .05 ppm) . Parece ser frecuente el transporte de oxidantes desde las áreas urbanas a distancias de 100 a 700 kilómetros, habiéndose observado concentraciones de ozono de 1 hora de 130 mg/m 3 (0 .05 ppm) o más en áreas rurales . En algunas ciudades grandes, las concentraciones máximas de 1 hora de oxidantes exceden de 200 mg/m 3 (0 .1 ppm) en 5 30% de los días, en tanto que en Los Angeles es común que los valores máximos de 1 hora de oxidantes pasen de 200 mg/m 3 (0 .1 ppm) la mayoría de los días entre los meses de mayo y octubre. Los patrones diurnos de las concentraciones de oxidantes son una característica importante del ambiente urbano, y se deben_ a los cambios horarios de la radiación solar y la intensidad de la emisión contaminante . Las concentraciones horarias máximas de ozono frecuentemente se alcanzan cerca del medio día y a menudo son precedidas por concentraciones máximas de dióxido de nitrógeno . Las concentraciones de peroxiacetilnitrato típicamente alcanzan del 1/50 al 1/100 de las de ozono, y por lo general siguen estrechamente las variaciones temporales de estas . Sobre una base estacional, las concentraciones de oxidantes tienden a aumentar durante la estación calurosa, y la frecuencia de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-87 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO los días en los que las concentraciones de oxidantes exceden de 200 mg/m 3 (0 .lppm) alcanza su máximo durante este periodo. Las concentraciones de oxidantes en interiores tienden a ser menores que en los exteriores, y se reducen por reacción destructiva en superficies de materiales . También las reducen actividades que generan óxido nítrico, tales como fumar o cocinar. 3 .3 .3 .3 Efectos en animales de experimentación Concentraciones de ozono de 2,000 mg/m 3 (1 .0 ppm) o menos, con periodos de exposición hasta de 24 horas, produjeron numerosos cambios morfológicos en el parénquima pulmonar de varias especies animales . Con exposición prolongada (6 10 meses), se observaron lesiones pulmonares tales como enfisema, atelectasias, necrosis focal, bronconeumonía y fibrosis . El grado de la alteración morfológica parece ser proporcional al producto de la concentración y la duración de la exposición. En animales de experimentación expuestos de 2 a 5 horas a concentraciones de ozono de 520 a 2,000 mg/m3 (0 .26 - 1 .0 ppm) se observaron trastornos de las funciones respiratorias. Los estudios bioquímicos realizados para CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-88 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO aclarar el mecanismo de la toxicidad del ozono a escala subcelular se han basado en dos hipótesis principalmente : a) que la oxidación de los grupos sulfhidrilo por el ozono causa cambios en el metabolismo de lo que resultan efectos tóxicos; y b) que el ozono reacciona con lípidos insaturados para producir peroxidación de lípidos y daño celular consecuente ; sin embargo, todavía no se conoce a fondo la acción tóxica subcelular del ozono . En otros estudios bioquímicos se han observado cambio en el consumo de oxígeno de las mitocondrias, en las actividades de las enzimas lisosómicas y microsómicas, y en la síntesis de ácidos nucleicos . Los estudios sobre la inducción de edema por histamina pulmonar y sobre los efectos del ozono en la sustancia tensoactiva no han dado resultados convincentes. En roedores pequeños se ha logrado "tolerancia" a los efectos edematígenos de la exposición a concentraciones de ozono de 2,000 a 8,000 mg/m3 (1 - 4 ppm), mediante la exposición previa a una concentración de ozono de por lo menos 600 mg/m 3 (0 .3 ppm) ; sin embargo, esto no parece proporcionar protección contra los efectos nocivos sobre la actividad fagocítica de los macrófagos. La resistencia a la infección respiratoria inducida artificialmente se redujo en varias especies animales mediante la exposición de 3 a 4 horas de concentraciones de ozono de 160 a 800 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-89 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO mg/m3 (0 .08 - 0 .40 ppm) . El efecto del ozono se intensificó por la acción de un tercer causante de tensión, como es el frío o el ejercicio . Son varios los mecanismos que se han propuesto para explicar el aumento de la infectividad, inclusive la inactivación de enzimas secretoras de macrófagos alveolares, la depresión de la actividad bactericida, y la reducción de la actividad fagocitica de los macrófagos alveolares. Se ha demostrado que la exposición de ratones hembra gestantes a concentraciones de ozono de 200 - 400 mg/m 3 (0 .1 - 0 .2 ppm) a razón de 7 horas por dia durante 15 días, aumentó la mortalidad neonatal, y que la exposición de ratones a concentraciones de ozono de 400 mg/m 3 (0 .2 ppm) durante 6 horas, y de ratas a_ 1,000 mg/m 3 (0 .5 ppm) durante 45 minutos causó pérdidas importantes de la actividad motriz ; sin embargo, no está clara si estos efectos se deben a la acción directa del ozono o los agentes oxidantes, o si son reacciones secundarias al daño del sistema respiratorio causado por el ozono. Los datos relativos a otros efectos extrapulmonares y a la carcinogenicidad y matagenicidad del ozono son insuficientes. Los efectos producidos por la exposición a varias mezclas de ozono y otros contaminantes atmosféricos, y al aire' ambiente que contiene CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-90 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO concentraciones elevadas de oxidantes, son muy parecidos a los que se observan con la exposición al ozono solo ; sin embargo, en un estudio se informó que una sola exposición a una mezcla de ozono y dióxido de nitrógeno produjo un efecto aditivo consistente en una reducción de la resistencia a la infección respiratoria en ratones, y que la exposición repetida podría dar lugar a un efecto sinérgico . Algunos efectos, como aquellos que afectan el crecimiento, se han observado sólo con la exposición de mezclas de contaminantes . También, se ha informado que la deficiencia de vitamina E incrementa dos efectos tóxicos del ozono. 3 .3 .3 .4 Efectos en el hombre Gran _número de efectos sensoriales en el hombre se han estudiado bajo condiciones controladas . Se ha demostrado que el umbral olfativo del ozono es de 15 a 40 mg/m 3 (0 .008 0 .02 ppm), y se ha indicádo que la concentración de oxidantes más bajas que produce irritación ocular es de 200 mg/m 3 (0 .1 ppm) . Varias medidas de percepción visual fueron afectadas por una exposición de 3 horas a concentraciones de ozono de 400 a 1,000 mg/m 3 (0 .2 - 0 .5 ppm). Se ha observado que la exposición controlada de sujetos del sexo maculino, sanos, a concentraciones de ozono comprendidas entre 200 y 2,000 mg/m 3 (0 .1 - 1 .0 ppm) causaba un aumento CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-91 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de la resistencia de las vías aéreas y disminución del rendimiento de la ventilación. Los efectos del extremo inferior de esta gama de dosificación se manifestaron cuando los sujetos de prueba llevaron a cabo un ejercicio ligero intermitente durante un período de exposición de 2 horas . Un investigador no observó cambios en la resistencia de las vías aéreas con una exposición a 500 mg/m 3 (0 .25 ppm) de ozono durante 2 horas. Asi pues, no hubo acuerdo entre los investigadores con respecto a la exposición experimental a ozono más baja que afecta la resistencia de las vías aéreas ; no obstante, tres investigaciones observaron un aumento de la resistencia de las vías aéreas con una concentración de ozono de 740 mg/m 3 (0 .37 ppm). Una exposición de 2 horas a una combinación de 50 mg/m 3 (0 .025 ppm) de ozono, 100 mg/m3 (0 .05 ppm) de dióxido de nitrógeno y 260 mg/m 3 (0 .1 ppm) de dióxido de azufre, no tuvo efecto sobre la resistencia de las vías aéreas ; sin embargo, esta exposición combinada aumentó el efecto broncoconstrictor de la acetilcolina . Una combinación de una concentración de ozono de 740 mg/m3 (0 .37 ppm) y una concentración de dióxido de azufre de 960 mg/m 3 (0 .37 ppm) tuvo un efecto nocivo potenciado sobre el rendimiento ventilatorio, en comparación con los efectos de la misma concentración de cada gas administrado separadamente . En otros estudios en los que se usaron varias mezclas de ozono y otros CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-92 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO contaminantes del aire, el dióxido de azufre pareció potenciar más que . el dióxido de nitrógeno el efecto del ozono. También se llevaron a cabo estudios en pacientes voluntarios con enfermedad pulmonar crónica . Su función respiratoria mostró una mejoría cuando respiraron aire filtrado durante 40 horas o más, en comparación con el aire ambiente no filtrado, con una concentración de oxidantes cercana a 400 mg/m3 (0 .2 ppm). Las exposiciones a una concentración de peroxiacetilnitrato de 1,350 mg/m 3 (0 .27 ppm) causaron cambios menores en variables que reflejan la regulación cardiorrespiratoria de la temperatura. Se ha informado de varios casos de intoxicación grave por ozono entre soldadores que utilizan electrodos consumibles en atmósferas protectoras de gases inertes, que aumentan grandemente la irradiación ultravioleta en el área de trabajo . A concentraciones de ozono de 600 a 1,600 mg/m 3 (0 .3 - 0 .8 ppm), un número creciente de soldadores se quejó de constricción pectoral e irritación de la garganta, y los síntomas agudos desaparecieron cuando las concentraciones de ozono se redujeron a 500 mg/m 3 (0 .25 ppm) o menos. Hay muy pocos estudios sobre la exposición CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-93 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO industrial a largo plazo al ozono, y en la mayoría de ellos la relación exposición respuesta o no ha sido evaluada correctamente o es confusa por la presencia de otros contaminantes coexistentes. Hasta ahora nada indica que existe una asociación entre las concentraciones máximas de oxidantes y las variaciones en la tasa de mortalidad diaria de la población general . Por otra parte, ha sido bien documentada la asociación entre concentraciones de oxidantes y la irritación ocular y respiratoria, y en un estudio realizado entre estudiantes de enfermería de Los Angeles se demostró un importante aumento en la frecuencia de la tos, malestar ocular y torácico, y cefalia cuando la concentración horaria máxima de oxidante alcanzó 100 - 580 mg/m3 (0 .05 - 029 ppm) . Las concentraciones horarias de oxidantes también se correlacionaron corp una disminución del rendimiento de corredores a campo traviesa de enséñanza secundaria, y se estimó que la concentración más baja a la cual se presentó este efecto era una concentración horaria de oxidantes de 240 mg/m 3 (0 .12 ppm). Los efectos de los oxidantes sobre los niños se han estudiado extensamente . Se detectó una correlación entre las disminuciones de la conductancia de las vías aereas y la actividad ventilatoria de escolares, ,y un aumento de la concentración de ozono sobre una gama hasta de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-94 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 560 mg/m 3 (0 .28 ppm) ; otros contaminantes que se vigilaron al mismo tiempo incluyeron óxido nítrico, dióxido de nitrógeno, dióxido de azufre y partículas . Las combinaciones de estos contaminantes pueden haber sido responsables de los efectos observados . También se intentó relacionar la morbilidad de los escolares durante una epidemia de influenza, con el gradiente de contaminación que existía durante la estación de concentraciones máximas de oxidantes, pero no se encontró una asociación significativa . En Japón se observó una variedad dé síntomas respiratorios y smog . Los síntomas generales parecieron ser atribuibles a una respuesta psicosomática entre los estudiantes. En un estudio sobre la incidencia de enfermedades respiratorias agudas, se encontró que las concentraciones máximas de oxidantes y las concentraciones medias de dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno estaban correlacionadas con episodios agudos de faringitis, bronquitis e infecciones respiratorias de las vías superiores entre estudiantes de preparatoria en la cuenca de Los Angeles para afecciones cardiovasculares y las concentraciones de oxidantes. Se dispone de algunos informes sobre los efectos de los oxidantes en pacientes con enfermedades previas . Un estudio señalaba una relación entre la proporción de personas asmáticas que sufrían ataque de asma y fueron CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-95 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO confusos por causa de cambios estacionales concomitantes. Los estudios sobre el efecto de la exposición a largo plazo a oxidantes fotoquimicos son relativamente escasos . Hasta ahora, las diferencias urbanas en las tasas de mortalidad por cáncer pulmonar en ciudades de California no indican una influencia de las exposiciones a oxidantes sobre el riesgo de cáncer pulmonar . De manera parecida, los estudios no revelaron relación alguna entre la prevalencia de enfermedad respiratoria crónica y diferencias geográficas en las concentraciones de oxidantes. Como ocurre en todos los estudios de poblaciones urbanas los estudios epidemiológicos de la exposición a oxidantes no pueden proporcionar resultados acerca de los efectos sobre la salud atribuibles sólo a los oxidantes, pues la contaminación fotoquímica del aire consiste típicamente en ozono, dióxido de nitrógeno, peroxiacilnitratos, partículas de sulfatos y nitratos y otros componentes . Sin embargo, en general, los efectos observados sobre la salud se correlacionaban más con la concentración de ozono que con la de otros contaminantes. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-96 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .3 .5 Evaluación de los riesgos para la salud Aunque se sabe que el ozono es uno entre varios oxidantes fotoquímicos y que hay muchos otros componentes de la contaminación fotoquímica del aire, es la única sustancia para la cual se la pueden dar pautas para protección de la salud, basadas en los datos sobre exposición-efectos existentes. Con base en estudios de exposición controlada de seres humanos y comunidades, se ha informado que las concentraciones de ozono a las cuales se presentan los primeros efectos adversos en el hombre son de 200 a 500 mg/m 3 (0 .1 - 0 .25 ppm) . Estudios experimentales efectuados en animales respaldan estas estimaciones. Se acordó que debería usarse como guía para la protección de la salud pública una exposición de una hora a concentraciones de ozono de 100 a 200 mg/m3 (0 .05 - 0 .10 ppm) determinadas por quimioluminiscencia, y que no podía aplicarse un factor de seguridad debido a las concentraciones naturales relativamente altas de ozono. Se consideró también que una concentración máxima de una hora de 120 mg/m 3 (0 .06 ppm) de oxidantes (determinada por el método de NBKI), que fue recomendado como objetivo a largo plazo por expertos de la OMS en 1972 y es aproximadamente igual a la concentración básica CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-97 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO natural más alta en el ambiente de oxidantes, sería la mejor estimación de limite de exposición a oxidantes para la población general. En respuesta a la pregunta de si las pautas propuestas eran realistas en vista del grado de exposición natural y el transporte de ozono a largas distancias, se expresó que, a pesar de todo, no deberían escatimarse esfuerzos para desarrollar estrategias de control y cumplir con ello las pautas propuestas o por lo menos para no excederlas más de una vez al mes. 3 .3 .4 Monóxido de Carbono 3 .3 .4 .1 Fuente En la actualidad, no se conoce bien qué importancia tienen las fuentes naturales de monóxido de carbono para la salud del hombre . Se estima que las emisiones de monóxido de carbono proveniente de fuentes artificiales oscilan entre 350 y 600 millones de toneladas al año . Sin duda la fuente más importante en el nivel de inhalación es el escape de vehículos con motores de gasolina . El indice de emisión depende del tipo de vehículo, su velocidad y modo de operación . Entre otras fuentes se incluyen los generadores de calor y de energía, algunos procesos industriales, como la carbonización de combustible, y la incineración de desechos . El funcionamiento defectuoso de cocinas y aparatos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-98 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de calefacción domésticos puede convertirlos en fuentes importantes a meñudo no detectadas. 3 .3 .4 .2 Concentraciones ambientales Las concentraciones naturales básicas de monóxido de carbono son bajas (0 .01 a 0 .9 mg/m3 o 0 .01 a 0 .8 ppm) . Las concentraciones en la zonas urbanas se relacionan estrechamente con la densidad del tránsito automotor y con el clima, y varían mucho según la hora y la distancia a que se encuentran las fuentes. Por lo general, existen distribuciones diurnas bien definidas con valores máximos que corresponden a las horas de la mañana y la tarde, cuando alcanza su máximo el tránsito . Datos provenientes de Japón y EUA muestran que las concentraciones de monóxido de carbono medidas en ocho horas comúnmente son inferiores a 20 mg/m 3 (17 ppm) . Sin embargo, en ocasiones ( se han registrado concentraciones medias máximas en ocho horas, de hasta 60 mg/m 3 (53 ppm) . Es posible observar valores máximos mucho más elevados y relativamente transitorios en condiciones de estabilidad meteorológica y de congestión de tránsito ; se pueden encontrar concentraciones altas en sitios cerrados como túneles, cocheras y secciones de carga donde circulan vehículos, asi como en automotores con sistemas defectuosos de escape . La contaminación por monóxido de carbono puede ser relativamente alta CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-99 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO en lugares de trabajo y en algunos hogares donde la cocina y los aparatos de calefacción son defectuosos o no tienen conductos para evacuar el humo. 3 .3 .4 .3 Efectos en animales de experimentación Muchos experimentos con animales han proporcionado información valiosa acerca de los efectos del monóxido de carbono . Generalmente se han comprobado que la mayoría de los animales mueren cuando las concentraciones de carboxihemoglobina superan más o menos el 70%, y que la velocidad con que se administra el gas es importante en la determinación del resultado. También se han encontrado que las concentraciones de carboxihemoglobina que sobrepasan el 50% a menudo se asocian con lesiones de órganos como el encéfalo y el corazón . Cuando se expone a los animales a concentraciones más bajas, los efectos son más difíciles de distinguir y puede manifestarse como perturbaciones metabólicas y bioquímicas, alteraciones en la sangre y modificaciones del comportamiento . Hay pruebas de que algunos animales se adaptan a la exposición a concentraciones de monóxido de carbono relativamente bajas. Como podia esperarse, la variabiliad de los resultados comunicados en relación con los experimentos aumenta a medida que los efectos se vuelven menos marcados, y es mayor la necesidad CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-100 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de un diseño y técnicas de experimentación más escrupulosas . Tiene particular importancia definir, las afirmaciones de algunos investigadores, de que la exposición intermitente y repetida de animales a concentraciones de gas que producen concentraciones de carboxihemoglobina del 10 al 20% pueden provocar modificaciones histológicas comprobables en el miocardio, los vasos sanguíneos y el sistema nervioso central . Se ha aseverado que esas exposiciones afectan la fijación del colesterol en la aorta y las arterias coronarias . Es obvia la importancia de estos hechos, si se aceptan como reales, en la etiología de las enfermedades cardiovasculares del hombre y, por consiguiente, deben evaluarse con gran cuidado . También es importante estudiar con atención los informes de investigadores que no han encontrado pruebas de ese daño. 3 .3 .4 .4 Efectos en el hombre Los efectos en el hombre por la exposición a concentraciones elevadas de monóxido de carbono están bien documentados y en los textos corrientes se exponen en forma adecuada el diagnóstico, tratamiento y secuelas de la intoxicación aguda por monóxido de carbono. Recientemente se ha dedicado mucha atención a los posibles efectos sobre las funciones y estructura del organismo, causados por exposiciones al CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-101 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO monóxido de carbono que producen concentraciones de carboxihemoglobina del 10% o menos . El monóxido de carbono actúa fundamentalmente al interferir el transporte de oxigeno y como el sistema nervioso central es más sensible a la hipoxia que otros sistemas y aparatos del organismo, se han efectuado numerosos estudios del deterioro de la vigilancia, la percepción y la realización de tareas delicadas después de la exposición a concentraciones de monóxido de carbono tan bajas que no producen signos o síntomas clínicos . Muchos fármacos, bebidas y alimentos que se consumen normalmente, así como la fatiga, pueden alterar el estado de alerta, la eficiencia y destreza, y es difícil, si no imposible, interpretar los efectos observados de concentraciones bajas de monóxido de carbono cuando no se han detallado las precauciones tomadas en el diseño del experimento para eliminar o evaluar los efectos aislados de otras tensiones. También aquí es preciso considerar con atención los informes de experimentos impecables que no han logrado reproducir los efectos ya comunicados . Parecerla justificado aceptar la posibilidad de que concentraciones de carboxihemoglobina superiores al 2 .5% podrían producir cierto deterioro de la vigilancia y de otras formas de percepción . Sin embargo, es preciso _insistir en que, al evaluar la importancia de esto (para la salud y la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-102 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO sociedad), deben tomarse en cuenta los efectos que podrían tener en las pruebas otros factores comúnmente aceptables . Es posible, y aun probable, que el corazón y el aparato respiratorio aquejados por alguna afección sean más propensos a sufrir los efectos nocivos del monóxido de carbono que-el encéfalo sano . El músculo esquelético es sensible a la hipoxia y, obviamente, las enfermedades arteriales acentúan esa sensibilidad. No obstante, tiene una importancia mucho mayor el efecto del monóxido de carbono sobre el miocardio isquémico, especialmente vulnerable a una mayor hipoxia . Se han comprobado alteraciones de la función cardiaca y del momento de iniciación de la angina de pecho durante el ejercicio cuando las concentraciones de carboxihemoglobina superan el 2 .5% . Es teóricamente posible que, con estas concentraciones u ?tras inferiores, se produzcan alteraciones de la fijación y transferencia de oxigeno y, en consecuencia, habrá pacientes cuya función cardiaca esté tan deteriorada que no podrán soportar la hipoxia suplementaria causada por el monóxido de carbono u otros factores. Del mismo modo, la hipoxia severa de todos los tejidos observada en casos de enfermedades respiratorias graves vuelve al organismo más sensible a los efectos de concentraciones bajas de monóxido de carbono . Por consiguiente, hay CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-103 NOM - EMISIONES EN LA•INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO motivos para considerar que el monóxido de carbono es, en este sentido, un contaminante cuyo "umbral" es la concentración que estarla en equilibrio con la carboxihemoglobina producida en forma endógena por la descomposición de los pigmentos de la sangre . Sin embargo, es preciso tener en cuenta que en estos casos extremos de enfermedad otras tensiones normalmente triviales como la temperatura del ambiente y del cuerpo, la infección, el ruido y la angustia, pueden adquirir una importancia mucho mayor. Además de los enfermos con afecciones cardiacas y respiratorias, es probable que otros grupos, tales como pacientes anémicos, de edad avanzada, recién operados o que sufren arterioesclerosis cerebrovascular pueden correr un riesgo mayor . Los efectos del monóxido de carbono sobre el feto in utero, en especial los provocados por el hábito materno de fumar, tiene un interés particular. Los efectos del monóxido de carbono en las personas que residen en zonas de gran altitud son mayores que en quienes viven a nivel del mar y es . preciso evaluar ese riesgo adicional . Existe una clara posibilidad de que el hombre sano pueda adaptarse a la hipoxia leve causada por concentraciones de carboxihemoglobina de alrededor del 3 al 5% (o en valores más altos), del mismo modo que se adapta a la altitud . En muchos trabajadores industriales, y aún más en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-104 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO fumadores, con frecuencia se encuentran esos valores de carboxihemoglobina ; en pocas ocasiones se han intentado relacionar síntomas o hallazgos patológicos específicamente con esas concentraciones de carboxihemoglobina. No hay muchos indicios de que la exposición a concentraciones de monóxido de carbono relativamente bajas cause enfermedad, si bien se sospecha que puede ser un factor etiológico en las enfermedades cardiacas que se asocian con el consumo de tabaco. 3 .3 .4 .5 Evaluación de los riesgo para la salud La evaluacion de . los riesgos de la exposición a concentraciones bajas de monóxido de carbono en el aire inhalado por poblaciones que incluyen a personas sanas y enfermas, fumadores y no fumadores, niños y ancianos, sería sin duda una tarea compleja, sino imposible, aun en el caso de que la concentración ambiental del gas permaneciera constante en el tiempo y en el espacio . En consecuencia, sólo es posible lograr una oriéntación muy general de acuerdo con la información disponible obtenida en sólidos trabajos científicos . Quienes son responsables del bienestar de grupos especialmente sensibles deben considerar en forma critica los datos presentados en las obras_ publicadas, para tomar las decisiones especificas . En general, se juzga CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-105 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO que todo individuo debe ser protegido de exposiciones al monóxido de carbono que produzcan concentraciones de carboxihemoglobina del 5% durante periodos que no sean transitorios y que las personas particularmente sensibles no deben ser sometidas a exposiciones al gas que causen concentraciones de carboxihemoglobina superiores al 2 .5% . Las medidas relacionadas con estos últimos sujetos deben basarse en la evaluación de su estado clínico y de otros factores ambientales, incluidas las exigencias de las tareas que tiene que realizar (podría ser necesario considerar especialmente a las personas que conducen vehículos, realizan tareas monótonas o de vigilancia, aun cuando fueran sanas) . La posibilidad real de que se produzca adaptación hace difícil el análisis del caso de los fumadores y los trabajadores sometidos a exposiciones industriales ; factores éticos y de salud podrían influir en las decisiones . Sin embargo, parece razonable Restablecer el mismo limite de 5% de carboxihemoglobina tanto para los trabajadores como para el resto de la poblacion sana . El fumador tiene concentraciones elevadas de carboxihemoglobina por su propia decisión ; se le deben comunicar las pruebas de que ese hábito puede resultar perjudicial e incluirlo con las demás personas en los limites de protección ya señalados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-106 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .5 Plomo 3 .3 .5 .1 Fuentes Las fuentes principales de plomo en el medio ambiente que tienen importancia para la salud humana son las aplicaciones industriales y tecnológicas del plomo . La principal utilización dispersiva y no recuperable del plomo corresponde a la fabricación y uso de derivados alquílicos del plomo que se agregan a los combustibles. Debido a las disposiciones legales vigentes sobre el contenido máximo admisible de plomo en la gasolina, el consumo de este metal en la producción de plomo alquflico disminuyó entre 1973 y 1975, y es probable que se observe un nuevo descenso al aumentar el número de automóviles equipados con catalizadores que exigen el empleo de gasolina libre de plomo. t Desde el punto de vista de equilibrio de masa, el conducto principal para el transporte y la distribución de fuentes estacionarias o móviles es el aire . Si bien es también probable que se descarguen grandes cantidades en el suelo y en el agua, el plomo tiende a localizarse cerca de los puntos de descarga . El plomo que se descarga en la atmósfera, sobre áreas de tránsito muy intenso se precipita fácilmente dentro de la zona metropolitana inmediata . _La fracción que permanece en el aire (aproximadamente el 20%, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-107 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO según datos muy limitados) se dispersa de manera muy amplia . El lapso de permanencia de estas pequeñas partículas es de días y depende de la lluvia . Pese a su amplia dispersión, con la dilución conducente se ha observado acumulación de plomo en lugares muy distantes de toda actividad humana, por ejemplo en los estratros glaciares de Groenlandia. La biomasa absorbe plomo por acumulación superficial de partículas y por transferencia secundaria de las mismas del suelo a las plantas y de las plantas a los animales . Sin embargo, los efectos de la actividad humana en la concentración de plomo en plantas y animales solo son perceptibles en zonas localizadas de intensa contaminación atmosférica, por ejemplo alrededor de fundiciones y en las inmediaciones de carreteras con mucho tránsito. La concentración de plomo en el aire oscila entre 2-4 mg/m3 en las grandes ciudades con intenso tráfico automovilístico, menos de 0 .2 mg/m 3 en las zonas suburbanas y aún menor en las zonas rurales . La concentración de plomo en el agua potable es, en -general, inferior a 10 mg/1, pero en algunas zonas de aguas blandas donde al propio tiempo se utilizan cañerías de plomo y tanques de agua revestidos de plomo, la concentración puede llegar a 2000-3000 mg/1 . A esta concentración e incluso a concentraciones de varios centenares de mg/1, se produce un aumento CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-108 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO perceptible en la concentración de plomo en el organismo que se refleja en valores elevados de plomo en la sangre Pb-H . La contribución de los alimentos a la exposición del hombre al plomo es muy variable, en algunos estudios recientes realizados en E .U ., se ha estimado que la ingesta de plomo diaria en alimentos y bebidas es de 100 mg ; en cambio, en estudios anteriores y en algunos realizados en Europa se ha estimado que esta ingesta variaba entre 200-500 mg/día . Sin embargo en un reciente estudio realizado en Suecia se citaban valores de 20 mg/día . No se ha comprobado que un tipo específico de alimentos tenga un contenido especialmente elevado de plomo a excepción del vino y los alimentos en latas soldadas con ese metal o recipientes de cerámica con barniz de plomo . La leche elaborada contiene bastante más plomo que la leche fresca de vaca, la cual tiene una concentración similar a la de la leche humana . Se han señalado concentraciones que fluctúan entre menos de 5 mg/l y 12 mg/1 . Si esta información es verídica, la leche podría ser una fuente de plomo en los lactantes. Se han identificado diversas fuentes de plomo que se consideran altamente peligrosas. Entre estas se cuentan los recipientes de cerámica acabados con barniz de plomo utilizados para envasar bebidas, el Whiskey envasado ilegalmente y las cajas de los acumuladores de CORPORACION RADIAN S .A . DE G .V . 3-109 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO automóviles abandonados cuando se usan como combustible. En ciertos paises se ha registrado una exposición muy acusada en algunos lactantes y en niños pequeños . Las fuentes principales son las pinturas a base de plomo en viviendas antiguas y terrenos circundantes y los terrenos próximos a fundiciones de plomo . El plomo que acarreado por el aire se fija en el polvo callejero, así como en diversos objetos que contienen este metal y son masticados o ingeridos por los niños constituyen otras fuentes posibles de exposición, aunque no se sabe bien cuál es su importancia relativa. La máxima exposición ocurre en los trabajadores que entran en contacto con el plomo durante las operaciones de minería, fundición y los diversos procesos de fabricación en los que se utiliza ese metal . La via principal de exposición es por inhalación . La concentración plúmbica en el aire existente en fundiciones y fábricas de acumuladores supera a menudo las concentraciones de 1,000 mg/m3 . En lo que se refiere a - otras industrias, o bien no existen datos disponibles, o . se registra un nivel inferior de exposición. Se han hecho amplios estudios sobre las concentraciones sanguíneas en adultos y niños pequeños . Estos datos son indicadores útiles del CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-110 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO grado de exposición global al Plomo. 3 .3 .5 .2 Metabolismo Según diversos estudios, el 35% del plomo inhalado por el hombre se deposita en los pulmones . No se conoce debidamente la importancia relativa del mecanismo de elevación mucociliar, ni de la absorción directa de los depósitos pulmonares, tampoco se puede estimar a partir de datos metabólicos, el aporte del plomo atmosférico a la ingesta diaria total . Sin embargo, si se utilizan los valores persistentes del Pb-H, como medida de absorción continua de 1 mg de plomo por metro cúbico de aire, produce niveles de plomo de aproximadamente 1 .0-2 .0 mg/ 100 ml de sangre. Aproximadamente el 10% del plomo ingerido en los alimentos y las bebidas es absorbido por el organismo . Sin embargo, utilizando catos de distintas fuentes, el Pb-H de origen alimentario se puede estimar de manera aproximada en 6-18 mg/ 100 ml de sangre y 100 mg de ingestión alimentaria de plomo. A partir de estudios en animales y seres humanos se han definido con bastante claridad las caracterísitcas generales de la distribución y excreción del plomo. El plomo se acumula en el organismo, por decirlo así, en un compartimiento amplio de renovación lenta y en otro más pequeño CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-111 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO donde la renovación es más rápida. Anatómicamente, el compartiminento más grande se localiza principalmente en los huesos, donde aumenta mientras que el individuo siga en contacto con el plomo . El compartimiento menor corresponde a los tejido blandos y a la sangre. Los niveles de plomo en los tejidos blandos y en la sangre se elevan hasta comienzos de la edad adulta, y a partir de entonces se modifican muy poco . Las vias principales para la eliminación de plomo son la orina (alrededor del 76 %) y el tracto gastrointestinal (alrededor del 16%) . El 8% restante se excreta por distintas vias (sudor, exfoliación cutánea y pérdida del cabello), y sobre los cuales poco se sabe. Los derivados aiquilicos del plomo (tetraetilo y tetrametilo de plomo) se desalquilan para convertirse en derivados trialquílicos y. plomo inorgánico . El metabolismo del plomo alquílico se conoce gracias a estudios sobre animales, pero aún . se ignoran sus detalles en el hombre. 3 . .3 .5 .3 Estudios experimentales sobre los efectos del plomo Los amplios estudios que se han realizado en animales sobre los efectos biológicos del plomo pónen de manifiesto que, con raras excepciones, los fenómenos tóxicos observados en el hombre, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-112 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO también se pueden reproducir con éxito en el hombre . Si bien estos ensayos han permitido comprender los efectos observados mejor que si se hubieran realizado en el mismo hombre, no han sido muy útiles para aclarar las relaciones dosis-efecto y dosis-respuesta en éste. Las principales diferencias que se han observados son las siguientes : 1) Inducción de tumores benignos y malignos en ratas y ratones expuestos al acetato de plomo y en ratas expuestas al subacetato y al fosfato de plomo, sin que se haya registrado efectos carcinógenos en el hombre ; 2) disminución nítida de la i fecundidad de animales de experimentación, pero no así en el hombre, si bien hay datos que sugieren esta posibilidad ; 3) hiperactividad y otras pertúbaciones del comportamiento en ratas, ratones y ovejas sin,encefalopatia previa. Este hecho reviste particular importancia debido a las actuales sospechas de que hay casos de que se producen leves, aunque difusas lesiones cerebrales en niños pequeños sin encefalopatia previa, pero con exposición relativamente baja al plomo . Asimismo, se tiene evidencia de incrementos del ácido delta-aminolevulínico (AALD) en la sangre de animales constantemente expuestos al plomo, mientras que todos los estudios practicados en el hombre hasta ahora han sido negativos a este respecto. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-113 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .3 .5 .4 Estudios clínicos y epidemiológicos sobre los efectos del plomo : Evaluación de los riesgos para la silud resultantes de la exposición al plomo Los estudios sobre los efectos del plomo en el hombre se pueden dividir en dos categorías generales . La primera es el estudio retrospectivo de la causa de mortalidad en poblaciones expuestas al plomo, comparándolas con las de grupos testigo parejos . En varios estudios se ha observado que en niveles de exposición elevados (Pb-H > 80 mg/ 100 ml) se producía un número ligeramente superior de defunciones por i enfermedades cerebrovasculares y nefritis crónica . En un estudio, en el cual se consideró la tasa de mortalidad por cáncer, no se comprobaron diferencias estadísticamente significativas entre trabajadores con exposición ocupacional y un grupo testigo. La segunda categoría de estudios se refiere a las tasas de morbilidad debidas a los efectos del plomo sobre determinados órganos y sistemas. En algunos casos se ha podido estimar el nivel de la carga corporal intercambiable expresado como Pb-H al cual se ha observado un efecto de una intensidad dada (relación dosis-respuesta) en ciertos sectores de un grupo seleccionado . En los que respecta a otros efectos solo se ha podido determinar la concentración de Pb-H a la cual no se observaba efecto alguno en grupos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-114 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO suficientemente grandes de personas. En el sistema hematopoyético se observan efectos a concentraciones de Pb-H inferiores a las de los demás sistemas . Estos efectos por orden de sensibilidad son los siguientes: inhibición de la AALD eritrocitaria ; elevación de la protoporfirina IX eritrocitaria (PEL), aumento de la excreción urinaria de AALD y de coporfirinas (CP), inhibición de sodio- potasio adenosin trifosfatasa eritrocitaria y disminuciónde la concentración de hemoglobina, que es una clara indicación de efectos adversos provocados por plomo . La "concentración sin efecto detectado" corresponde en este caso a un Pb-H equivalente a 50 mg/100ml en los adultos y 40 mg/100 ml en los niños. Los efectos del plomo inorgánico sobre el sistema nerviosos central han sido objeto de recientes, intensos estudios en años especialmente en relación con ligeras modificaciones del comportamiento principalmente en niños, pero también en alguna medida en adultos . Todavía no se conoce la relación entre la exposición del plomo al momento de ocurrir el trastorno y el momento en que se observan por primera vez los efectos. Los efectos renales del plomo son de dos tipo generales . El primero es tubular y se caracteriza por Fanconi la triada de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-115 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO aminoaciduria, hiperfosfaturia y glucosuria, que se produce con una exposición relativamente breve y es reversible . El segundo tipo se caracteriza anatómicamente por esclerosamiento y fibrosis intersticial, funcionalmente se reduce la capacidad de filtración . Estas alteraciones de naturaleza progresiva pueden culminar en insuficiencia renal . Es probable que las exposiciones que conducen a este tipo de nefropatia sean actualmente raras incluso en la industria . No se puede señalar una "concentración sin efecto detectado". El problema de los efectos tóxicos de los derivados alquílicos del plomo afecta casi exclusivamente a los trabajadores que, por su ocupación, están expuestos a ellos . Se tiene muy escasa información sobre las relaciones, dosisefecto y dosis-respuesta y ni siquiera está bien documentada la frecuencia de esos efectos tóxicos y su relación con ocupaciones específicas. 3 .4 MODELOS PARA LA SIMULACION DE DISPERSION DE CONTAMINANTES. Esta sección describe los modelos más utilizados para la simulación de dispersión de contaminantes . Por cada modelo se provee información sobre sus usos recomendados, datos necesarios para la corrida, resultados, opciones, simulación física-atmosférica y exactitud del modelo. Estos modelos pueden ser utilizados sin una demostración formal de su aplicabilidad, puesto que éstos satisfacen CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-116 NOM — EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO las recomendaciones internacionales ; sin embargo no todas las opciones en los modelos son necesariamente recomendadas. Muchos de estos modelos han sido sujetos a evaluaciones de funcionamiento utilizando comparaciones con datos de calidad de aire observados . Los modelos en ésta sección han sido seleccionados en base a los resultados de la evaluación de modelos, a la familiaridad de los modelos con varios programas de calidad del aire, y a los costos y recursos requeridos para su uso. 3 .4 .1 Modelo de dispersión de fuente puntual y línea flotante ("Bouyant Line and Point Source Dispersion Model" (BLP)) El modelo BLP es un modelo de dispersión de pluma Gaussiana diseñado únicamente para manejar problemas asociados con plantas de reducción de aluminio y otras fuentes industriales donde la elevación de la pluma y los efectos de los lavados descendentes para las fuentes lineales estacionarias son importantes. s a . Recomendaciones para su uso El modelo BLP es apropiado para las siguientes aplicaciones: -Plantas de reducción de aluminio, -Areas rurales, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-117 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO -Distancias de transporte de menos de 50 kilómetros, -Terrenos simples, y -De una hora a un año promediando tiempos. b . Información Requerida Datos de las fuente : Fuentes puntuales requieren chimeneas locales, elevación de la base de la chimenea, altura de la chimenea, diámetro interno de la chimenea, velocidad de salida del gas de chimenea, temperatura de salida de gas de chimenea y tipo de emisiones contaminantes . Las fuentes lineales requieren coordenadas de los puntos terminales de la linea, altura de disparo, tipo de emisión, ancho promedio de la fuente lineal, ancho promedio de construcción, espacio promedio entre edificaciones y parámetros de flotamiento de la fuente promedio lineal. 1 Datos Metereológicos : Datos climatológicos superficiales por hora para tarjetas perforadas o para el programa pre-procesador RAMMET el cual provee el tipo de estabilidad por hora, la dirección del viento, la velocidad del viento, la temperatura y la altura de mezclado. Datos del receptor : Localización y elevaciones de los receptores, o localización y tamaño de parrilla receptora o requiere automáticamente generar la parrilla receptora. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-118 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO c . Resultados: La impresión de salida incluye: Concentración total u opcionalmente, fuente de contribución de análisis ; frecuencia mensual y anual de distribución de concentración promedio para cada receptor cada 1, 3 y 24 horas ; tablas de concentraciones promedio para cada receptor cada 1, 3 y 24 horas ; tabla de las concentraciones promedio anuales para cada receptor ._ Las cinco concentraciones promedio más altas a 1, 3 y 24 horas para cada receptor. Las cincuenta concentraciones mas altas a 1, 3 y 24 horas sobre cada cuerpo receptor. d . Tipo de Modelo El BLP es un modelo de pluma Gaussiana. e. Tipo de Contaminantes. BLP puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios . Este modelo no trata asentamiento y depositación. El 3 .4 .2 CALINE-3 El CALINE-3 puede ser utilizado para estimar las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-119 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO concentraciones de contaminantes no reactivos para tráfico de carreteras . Este modelo de estado estacionario puede aplicarse para determinar las concentraciones de contaminantes de aire a localidades receptoras asentadas en declives, terraplenes, puentes y secciones cortadas de carreteras localizadas en terrenos relativamente no complicados . El modelo es aplicable para cualquier tipo de dirección, orientación de carretera y localidades receptoras . El modelo ha sido ajustado promediando tiempos y superficies rugosas y puede manejar arriba de 20 sectores y 20 receptores . Este también contiene un algoritmo para depositación y velocidad de asentamiento tal que las concentraciones de partículas pueden ser predecidas. a. Recomendaciones para su uso El CALINE-3 es apropiado' para las siguientes aplicaciones: -Carreteras -Areas urbanas o rurales -Terrenos simples -Distancias de . transporte de menos de 50 kilómetros -Una hora a 24 horas promediando tiempos b. Información requerida: Datos de las fuentes : Arriba de 20 sectores de carreteras clasificadas como declives, terraplanes, puentes o depresiones, coordenadas de sectores en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-120 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO puntos terminales, la densidad del tráfico, el factor de emisión, altura y zonas anchas de mezclado. Datos meteorológicos : Velocidad del viento, ángulos del viento, clases de estabilidad, altura de mezclado, concentración ambiental de contaminantes (lejanías a la carretera). Datos del receptor : coordenadas y altura de arriba del suelo de cada receptor. c. Resultados: La impresión de salida incluye: Concentraciones de cada receptor para cada una de las condiciones meteorológicas especificadas. d. Tipo de Modelo: CALINE-3 es un modelo de pluma Gaussiana. e. Tipo de Contaminantes CALINE-3 puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios. 3 .4 .3 Modelo de Dispersión Climatológica ' ("Climatological Dispersion Model" (CDM 2 .0)) El CDM es un modelo climatológico de estado CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-121 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO estacionario de pluma Gaussiana para determinar promedios aritméticos de largos periodos (estacionales o anuales) de concentraciones de contaminantes a cualquier nivel receptor del suelo en un área urbana. a. Recomendaciones para su uso. El CDM es apropiado para las siguientes aplicaciones: -Fuentes puntuales y superficiales -Areas urbanas -Terrenos planos -Distancias de transporte de menos de 50 kilómetros -Promedios de tiempo largos de un mes a un año o más largos b. Información requerida Datos de la fuente : Localización, relación de promedio de emisiones y alturas de las fuentes de emisiones puntuales y superficiales . Los requerimientos de información de fuentes puntuales también incluyen la temperatura de gas de chimenea, la velocidad de salida -de gas de chimenea - y el diámetro interno de chimenea para cálculos de elevación de pluma de fuentes puntuales. Datos Meteorológicos : Estabilidad de viento alcanzado, altura promedio _de mezclado y velocidad del viento en cada categoría de estabilidad y CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-122 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO temperatura promedio del aire. Datos receptores : Coordenadas cartesianas de cada receptor. c . Resultados La impresión de salida incluye: Información de concentraciones promedio para el periodo de la estabilidad del viento alcanzado para cada receptor (solo aritmético). Punto opcional y área de concentración alcanzado para cada receptor. d. Tipo de Modelo El CDM es un modelo climatológico de pluma Gaussiana. e. Tipo de Contaminantes El CDM puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios . El Asentamiento y la deposición no son tratados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-123 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .4 .4 Algoritmo de Pluma Gaussiana para Calidad del Aire de Fuentes Múltiples ("Gaussian-Plume Multiple Source Air Quality . Algorithm"(RAM)) El RAM es un modelo de estado estacionario de pluma Gaussiana para la estimación de concentraciones de contaminantes relativamente estables, para tiempos promedio de una hora a un dia, de fuentes puntuales y superficiales ensecciones rurales o urbanas . El nivel del terreno es asumido . Los cálculos son realizados cada hora. a . Recomendaciones para su uso El RAM es apropiado para las siguientes aplicaciones: -Fuentes puntuales y superficiales -Areas urbanas -Terrenos planos -Distancias de transporte menores a los 50 kilómetros -Promediando tiempos de una hora a un año b . Información requerida Datos de las fuentes : Requiere de la localización de las fuentes puntuales, tipo de emisiones, altura física de la chimenea, velocidad de salida del gas de chimenea, diámetro interno de la chimenea y CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-124 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO temperatura del gas de chimenea . Requiere de la localización de fuentes superficiales, tamaño, tipo de emisión y altura de las emisiones. Datos Meteorológicos : Datos climatológicos de superficie por cada hora para el programa preprocesador RAMMET el cual provee la clase de estabilidad por hora, la dirección del viento, la velocidad del viento, la temperatura y la altura de mezclado . También se requiere la altura actual del anemómetro. Datos del Receptor : Se incluyen las coordenadas de cada receptor, las opciones para colocación automática de receptores cerca de la concentración máxima esperada y una antena direccional receptora reticulada. c. Resultados La impresión de datos de salida incluye: -Promedios de 1 a 24 horas y anuales de concentración para cada receptor. -Lista limitada de contribución de fuentes individuales. d. Tipo de modelo RAM es un modelo de pluma Gaussiana. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-125 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO e . Tipo de Contaminantes RAM puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios . Los asentamientos y depositación no son tratados. 3 .4 .5 Modelo Complejo de Fuentes Industriales ("Industrial Source Complex Model"(ISC)) El modelo ISC es un modelo de pluma Gaussiana de estado estacionario el cual pueden ser utilizado para valorar concentración de contaminantes para una amplia variedad de fuentes asociadas con una fuente compleja industrial . Este modelo puede considerarse para lo siguiente : asentamiento y depositación seca de partículas ; fuentes lineales, superficiales, y volumétricas ; y separación de fuentes puntuales. a . Recomendaciones de uso El ISC es apropiado para las siguientes aplicaciones: -Fuentes complejas industriales -Areas urbanas y rurales -Terrenos planos u ondulados -Distancias de transporte de menos de 50 kilómetros -Una hora al año promediando tiempos -Emisiones de aire tóxico continuo CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-126 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO b. Información requerida Datos de la fuente : Localización, tipo de emisiones, altura física de la chimenea, velocidad de salida del gas de chimenea, diámetro interno de la chimenea y temperatura de gas de chimenea . Otros datos opcionales de entrada incluyen la elevación de la fuente, las dimensiones de la construcción, la distribución del tamaño de partículas con velocidades de asentamiento corresponediente y los coeficientes de reflexión superficiales. Datos Meteorológicos : El ISC requiere información climatológica superficial para el programa preprocesador RAMMET, el cual suministra las clases de estabilidad por hora, la dirección del viento, la velocidad del viento, temperatura y altura de mezclado . Para el ISC, la entrada incluye la estabilidad del viento alcanzada, el promedio de altura de mezclado vespertino, el promedio de altura de mezclado matutino y el promedio de temperatura de aire. Datos del receptor : Coordenadas y elevación opcional sobre el suelo para cada receptor. c. Resultados Los datos de impresión de salida incluyen: -Programa de parámetros de control, datos de la fuente y datos del receptor. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-127 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL SIERRO Y EL ACERO -Tablas de datos meteorológicos por hora para cada día en especifico. -Concentración promedio para "N" días o depositación total calculada para cada receptor para cualquier combinación deseada de fuentes. -Valores de concentración o depositación calculados para cualquier combinación deseada de fuentes para todos los receptores para cualquier día especificado o periodo de tiempo. -Tablas de los más altos y segundos más altos valores de concentración o depositación calculados para cada receptor de cada período de tiempo especificado durante "N" periodos de dia para cualquier combinación de fuentes deseada. d. Tipo de Modelo El ISC es un modelo de pluma Gaussiana e. Tipo de Contaminantes El ISC puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios y emisiones continuas de contaminantes tóxicos y de residuos peligrosos. Tanto los asentamientos como la depositación son tratados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-128 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3 .4 .6 Algoritmo de dispersión Gaussiana de punto múltiple con ajuste de terreno ("Multiple Point Gaussian Dispersion Algorithm with Terrain Adjustment"(MPTER)) El MPTER es un algoritmo de fuentes puntuales múltiples . Este algoritmo es utilizado para estimar concentraciones de calidad del aire de contaminantes relativamente no reactivos . Los estimados por hora son hechos utilizando el modelo Gaussiano de estado estacionario. a. Recomendaciones de uso: El MPTER es apropiado para las siguientes aplicaciones: -Fuentes puntuales -Areas urbanas o rurales -Terrenos ondulados o planos (no incluye terrenos por arriba de la altura de chimenea) -Distancias de transporte menores de 50 kilómetros -Una hora a un año promediando tiempos b. Información requerida Datos de las fuentes : Localización, tipo de emisión, altura física de la chimenea, velocidad de salida del gas de chimenea, diámetro interno de chimenea, temperatura del gas de chimenea y opcionalmente la elevación del nivel del suelo. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-129 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL RIERRO Y EL ACERO Datos Meteorológicos : Información climatológica de superficie por hora para el programa preprocesador RAMMET el cual suministra la clase de estabilidad por hora, dirección del viento, velocidad del viento, temperatura, y altura de mezclado . La altura actual del anemómetro es también requerida. Datos del receptor : Coordenadas y opcionalmente la elevación de cada receptor. c . Resultados La impresión de salida incluye: Promedios de concentración para cada receptor de 1 a 24 horas y anuales. Tabla de contribución de fuentes limitadas. Las concentraciones más altas de cada receptor por periodo. d . Tipo de Modelo El MPTER es un modelo de pluma Gaussiana. e. Tipo de Contaminantes El MPTER puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios . El asentamiento y la depositación no son tratados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-130 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL RIERRO Y EL ACERO 3 .4 .7 Modelo de Fuente Individual (CRSTER) ("Single Source Model") El CRSTER es un modelo de dispersión Gaussiana =de estado estacionario, diseñado para calcular concentraciones para fuentes puntuales para -una localidad individual ya sea urbana o rural . Las dos concentraciones más altas se calculan para cada receptor para tiempos promedio de 1, 3 y 24 horas y anuales. a. Recomendaciones para su uso CRSTER es apropiado para las siguientes aplicaciones: El -Fuentes individuales puntuales -Areas urbanas o rurales -Distancias de transporte menores de 50 kilómetros -Terrenos ondulados o planos b. Información requerida Datos de la fuente : Tipo de emisión, altura física de la chimenea, velocidad de salida del gas de chimenea, diámetro interno dé chimenea y temperatura de gas de chimenea. Datos Meteorológicos : Información climatológica de superficie por hora para el programa pre-procesador RAMMET . El pre-procesador suministra información que incluye la clase de estabilidad, la dirección del CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-131 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO viento, la velocidad del 'viento, temperatura y altura de mezclado . La altura actual del anemómetro es también requerida . Datos del receptor : Requiere la distancia de cada uno de los anillos receptores. c. Resultados La impresión de salida incluye: -El valor de concentración por año más alto y el segundo más alto para cada receptor para promedios de tiempo de 1, 3 y 24 horas, además de que el usuario selecciona tiempos promedios de los cuales pueden ser 2, 4, 6, 8 ó 12 horas. -Promedios aritméticos anuales para cada receptor. -Para cada día, la concentración mas alta sobre el cuerpo receptor. -Tiene opción para seleccionar receptores de fuentes de contribución de concentración. d . Tipo de modelo El CRSTER es un modelo de pluma Gaussiana. e. Tipo de Contaminantes El CRSTER puede ser utilizado para modelar contaminantes primarios . Los asentamientos y la depositación no son tratados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3-132 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .0 EVALUACION DE LA CONTAMINACION DE LAS INSTALACIONES Los criterios definidos para la selección de fuentes a muestrear incluyen los siguientes aspectos: Características del Proceso Condiciones de Operación Tasa de Alimentación Frecuencia de Paros y Arranques Instalación de Equipo de Control Características de flujo gaseoso Gastos de la Chimenea Temperatura del gas Distribución de Partículas Resistividad de Partículas Contenido de Humedad Composición de Emisión Presión en la Chimenea Características de la Instalación Disponibilidad de Espacio Disponibilidad de Corriente Eléctrica Dispónibilidad de Puerto de Muestreo En acuerdo con las autoridades, se seleccionarán las empresas que cumplan con los criterios para llevar a cabo los muestreos, teniendo como objetivo el poder desarrollar la normatividad relevante a la industria del hierro y el acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Es importante señalar que las características del proceso son un elemento muy importante para poder establecer la repetitividad de las mediciones y finalmente poderlas comparar con la norma que se establece. El sitio que se elija para los muestreos de emisiones puede afectar la calidad de los resultados que se obtengan. En instalaciones en donde ya se cuente con puertos de muestreo, de acuerdo con la normatividad vigente, es relativamente sencillo llevar a cabo los muestreos, sin embargo, para instalaciones ya vigentes no diseñadas para toma de muestra, las condiciones, en muchas ocasiones, no permiten i llevar a cabo los muestreos de acuerdo con lo establecido en la normatividad . La aceptabilidad depende generalmente, de la referencia que se tenga a la distancia de los puntos más cercanos, tanto hacia arriba como hacia abajo de las turbulencias del flujo gaseoso, debido a obstrucciones o a cambios en dirección de la chimenea . A medida que el punto de muestreo se encuentre más cercano a la turbulencia, es necesario que más puntos de muestreo sean incluidos. Adicionalmente, las consideraciones de flujo, accesiblidad y seguridad, tales como- suficiente espacio para los aparatos de muestreo, disponibilidad de electricidad y exposición del personal y el equipo a calor excesivo y presencia de gases tóxicos, son consideraciones de seguridad que deben tomarse en cuenta. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .1 CRITERIOS Y TECNICAS DE MUESTREO Los siguientes criterios se constituyen en los. requerimientos mínimos para llevar acabo un muestreo seguro y accesible en las instalaciones. 4 .1 .1 PUERTOS DE MUESTREO 4 .1 .1 .1 Ubicación del Puerto Los puertos deben estar localizados a cuando menos 8 diámetros de cualquier codo de entrada, restricción, equipo de control o cualquier otro elemento que cause turbulencia en el flujo y cuando menos, a dos diámetros de la salida de la chimenea 4 .1 .1 .2 Tipos de Puerto El puerto de muestreo debe ser una tubería estándar de 3 pulgadas de diámetro interno . Una cubierta debe instalarse para los casos en que los puertos no están siendo usadas . Asimismo, en ocasiones, está permitido usar puertos de más de 3 pulgadas para chimeneas de gran diámetro que pudieran necesitar sondas más largas. 4 .1 .1 .3 Instalación del Puerto Los puertos deben instalarse de tal manera que no represente ninguna obstrucción en el CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO interior de la pared de la chimenea . Asimismo, los puertos deben extenderse hacia el interior de la chimenea, no menos de 2 y no más 8 pulgadas, a menos que se requiera una intalación especial . Los puertos deben ser instalados entre 2 y 6 pies del piso de la plataforma. 4 .1 .1 .4 Número de Puertos Requerido El número de puertos requerido es función del diámetro interno de la chimenea (de acuerdo con el Instructivo de Plataformas y Puertos de Muestreo CCAT-FF-001-A). 4 .1 .2 PLATAFORMA DE TRABAJO 4 .1 .2 .1 Tamaño de la Plataforma El ancho mínimo de la plataforma debe ser entre 3 y 4 pies. 4 .1 .2 .2 Acceso a la Plataforma El acceso a la plataforma debe ser seguro a través de una escalera marina u otro tipo adecuado de acceso. 4 .1 .2 .3 Carga en la Plataforma La plataforma debe ser capaz de soportar 3 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO personas y el equipo de prueba correspondiente para un total de 800 libras aproximadamente. 4 .1 .3 ABASTECIMIENTO DE ENERGIA 4 .1 .3 .1 Plataforma Corriente de 115 volts con 15 amperes y 60 hertz, corriente alterna adecuadamente aterrizada con salidas de intemperie y adecuada para recibir conectores de 3 patas con tierra. 4 .1 .3 .2 Base de la Plataforma Corriente de 115 volts con 30 amperes y 60 hertz, corriente alterna adecuadamente aterrizada con salida de intemperie y adecuada para recibir conectores_de 3 patas con tierra. 4 .2 FORMATO PARA REPORTAR LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE EMISIONES A) B) C) D) Datos del Horno Datos de Operación Datos de los Sistemas de Control Resultados de los Muestreos I . Generalidades 1. 2. 3. Localización de la planta, tipo de proceso. Fuente de emisión y fechas de prueba. Contaminantes analizados. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Nombre y dirección de la cómpañía. 4. 5. Cualquier otro antecedente de información. En este inciso se desarrolla el planteamiento del problema, asi como el nombre de la compañia, la localización de la fuente y la fecha de la toma de muestra. II. Objetivo En el reporte técnico de la evaluación de emisiones a la atmósfera se define el propósito de este muestreo. III. Antecedentes La justificación del estudio se define en este inciso, tomando en consideración el planteamiento del problema, así como los requerimientos establecidos por la autoridad. IV. Métodos y Procedimientos de Muestreo En esta sección se definen las estrategias para el desarrollo del muestreo, asi como los métodos establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas que se utilizarán. V. Equipo Utilizado En esta sección se describe el equipo utilizado en el campo, así como los utilizadós en el laboratorio. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO VI . Mediciones y Datos Preliminares En esta sección se reportan los datos medidos en campo. VII . Desarrollo de Cálculos de dada muestra 1. 2. 3. 4. 5. Resultados de emisión. Proceso de información, relacionada con la determinación de cumplimientos. Emisiones permitidas. Descripción de muestras recolectadas. Resumen visible de emisiones. VIII . Resultados de muestreo (Hojas de Campo) En esta sección del reporte se anexan las lecturas tomadas durante las mediciones en campo. IX. Análisis de Resultados Obtenidos En esta sección se determina el grado de cumplimiento con la normatividad existente en el campo de aplicación del muestreo realizado, de acuerdo a los resultados obtenidos. X. Conclusiones XI. Lecturas Instrumentales En esta sección se anexan las lecturas para cada instrumento utilizado durante el análisis de la muestra. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .3 METODOLOGIA Y APARATOS DE MEDICION A UTILIZAR Las técnicas de muestreo de emisiones para la industria del hierro y el acero están asociadas a la tasa del flujo volumétrico y la velocidad del gas en la chimenea y la medición de partículas. 4 .3 .1 Medición de la tasa del flujo volumétrico y la velocidad del gas en la chimenea El método de referencia a desarrollarse es el establecido en la DGN-AA-09-1973 . El objetivo de la técnica es medir temperatura y velocidad en diversos puntos de muestreo que representan porciones iguales del volumen de la chimenea. Los muestreos para determinar la tasa del flujo volumétrico toman aproximadamente 60 minutos . Las tasas de muestreo dependen de la velocidad del gas en la chimenea y normalmente un chequeo preliminar de la velocidad se realiza antes de empezar la prueba para poder determinar el equipo adecuado y la tasa de muestreo para la prueba. La tasa del flujo volumétrico determinada por este método, está normalmente dentro de un ±10 % de la verdadera tasa de flujo volumétrico. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y 8L ACERO 4 .3 .2 Medición de Partículas el Los métodos de referencia para muestreo de partículas son más elaborados que los empleados para el muestreo de gases, ya que las partículas presentan efectos interciases que no se distribuyen de modo uniforme dentro de la chimenea ; debido a lo anterior, es muy importante obtener una muestra representativa de las emisiones reales de la chimenea. El método recomendado en los Estados Unidos es el denominado como método 5 (véase Apéndice 8) por la agencia de protección del medio ambiente de los Estados Unidos (EPA) . El diseño del aparato usado para estos muestreos permite atrapar el material particulado a esta temperatura . Este muestreo se denomina usualmente como isocinético . El- método recomendado en México se establece en la DGN-AA-101974 . Al llevar a cabo el muestreo en la fuente, este se realiza en varios puntos designados dentro de la chimenea, los cuales representan áreas iguales . En estos puntos se mide la velocidad, temperatura, peso . molecular y la presión estática del gas que acarrea las partículas. La sonda de muestreo se coloca en el primer punto seleccionado y el aparato ajustado para tomar la muestra en las condiciones medidas en este punto; subsecuentemente, la sonda se mueve al siguiente CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO punto de muestreo y así sucesivamente se repite este procedimiento hasta cubrir todos los puntos designados para el muestreo . Para que la prueba sea válida la muestra debe ser tomada bajo las mismas condiciones en cada punto de muestreo en la chimenea. Conforme el flujo gaseoso pasa a través del aparato de medición, el material particulado queda atrapado en un filtro, la humedad es removida y el volumen de la muestra es medido . Al finalizar el muestreo el material recolectado es recuperado y mandado a un laboratorio para la determinación gravimétr4ca. El tiempo requerido para el muestreo depende del número de puntos de muestreo que se requieran, el tiempo requerido por punto de muestreo y el volumen de muestra requerido . La literatura marca que un mínimo de 2 minutos por punto es recomendado. Asimismo, se requieren dos muestreos de una fuente particular. Es de esperarse, que de acuerdo a las condiciones de temperatura, si ésta es mayor, los valores de material particulado serán más bajos y viceversa, para las temperaturas más bajas. 4 .3 .3 Equipo de Muestreo Analizador Orsat Termopares y Potenciómetro CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO • - 4 .3 .4 - Cepillos para Limpiar la Sonda Dos Botellas de Vidrio para Lavado Contenedores de Muestra de Vidrio de 500 ml Cajas de Petri Probeta Graduada Contenedores de Almacenamiento de Plástico Embudo y Gendarme de Hule Filtros de Fibra de Vidrio Silica Gel Hielo Grasa para Tapones de Corcho Acetona EQIIIPO DE ANALISIS DE MUESTRA Vidrios de Reloj Desecador Balanza Analítica(0 .1 mg) Balanza (0 .5 mg) Vaso de Precipitado de 250 ml. Higrómetrfl Termómetro Material Desecante (Sulfato de Calcio Anhídrido) 4 .4 CRITERIOS Y TECNICAS DE MUESTREO Para establecer los criterios y técnicas de muestreo es necesario definir los objetivos de éste ; así como el equipo de muestreo, las técnicas y el análisis que se requiere . El análisis de la muestra es parte integral de las técnicas de muestreo y la configuración del equipo. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-ll NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Es necesario para un . muestreo exitoso el conocimiento del proceso en cuestión, del método de muestreo y de las condiciones de operación. La planeación y realización de los muestreos involucra los siguientes aspectos: - - Requerimientos de muestreo en fuente Objetivos del muestreo Investigación Bibliográfica Diseño del experimento Visita Preliminar al sitio Plan de pruebas Calibración de equipo Preparación de filtros y reactivos Preparación del equipo Confirmar operación del proceso Muestreo Particular Determinación del peso molecular de flujo gaseoso Determinar velocidad del gas Determinar humedad en el gas Verificación del funcionamiento del equipo Confirmar condiciones de operación Inicio de la Prueba Monitorear tasa de proceso Terminación de Prueba Realizar dos pruebas Limpieza del Equipo Análisis de Muestras Cálculos Reporte CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-12 NOM - EMISIONES 4 .5 EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO RESULTADOS DE MUESTREO DE LA EPA Los resultados de muestreos realizados por Agencia de Protección al Ambiente de los Estados Unidos, se utilizaron con el fin de determinar la normalidad en la industria del hierro y el acgro. 'lzt'. Las pruebas se realizaron en instalaciones de diversas capacidades, con diversos sistemas de colección de las emisiones y algunas con sistemas de control de partículas como casas de bolsa y lavadores tipo Ventury. Los resultados se presentan en las siguientes gráficas : En la Figura 4 .1 se muestra las emisiones mínimas, máximas y promedio en gramos por pie cúbico normal para diversas instalaciones ; en la Figura 4 .2, muestra las emisiones en libras por hora por tonelada de capacidad en el horno y en la Figura 4 .3 muestra las emisiones de Monóxido de Carbono en libras por tonelada de acero producido. 4 .6 RESULTADOS DE MUESTREOS REALIZADOS ENMEXICO De acuerdo a los criterios de selección descritos en este capítulo se realizaron muestreos representativos en distintas plantas con el fin de obtener información de los procesos de manufactura, identificar los contaminantes emitidos, revisar las tecnologías de control utilizadas y recopilar la información suficiente para desarrollar un análisis cualitativo y cuantitativo de las emisiones en la fuente . Esta información es una base que sustenta el establecimiento de los límites CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-13 0 .010 ' 1( l I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I 0.009 p PROMEDIO 0.008 u) ? c ~ U - Ó '12 O . 0.007 O METODO DE PRUEBA EPA O OTROS META?DOS DE PRUEBA N ~ 8' 0.006 á~ o u) BE EVACUACION DEL EDIEIC10 CH CAMPANAS :)E EXTRACCION 0.005 DSE EVACUACIOiN DIRECTA 'a p(r) °'o 0.004 rn 0 .003 O o 0 .002 0 .001 0 of PLANTA A TIPO DE SISTEMA DE COLLECCION TIPO PRINCIPAL DE ACERO PRODUCIDO ( A A I ( A 11 (i) e I 11 11 I. 12 12 4 1 J J BE BE BE ALEACION ALEACION ALEACION Figura 4 .1 J 1 I 1-64 1 M M B C DSE+ CH CH CARBON ALEACION Emisión de partículas (gr/sdcf) de los talleres de horno eléctrico de arco I 1 I C C C DSEtCH CARBON 0 .15 FPI PROMEDIO o c o METODO DE PRUEBA EPA OTROS METODOS DE PRU[ BA t u) a) BE EVACUACION DEL EDIFICIO CH CAMPANAS DE EXTRACCICh' 1 DSE SALIDA DIRECTA 0 .05 ,n I II ®, IT-Fl 0 PLANTA I 1 A TIPO DE SISTEMA DE COLLECCION TIPO PRINCIPAL DE ACERO PRODUCIDO A BE ALEACION Figura 4 .2 ._ I I J BE BE DSE I ►~ I M B C CH CH DSE CH ALE :',LION ALEACION CARBON ALEACION CARBON Emisión de partículas (Ib/hr) de los talleres de horno eléctrico de arco h-4. o O .6 ° z O 'a 7 w00 2 p ~ a cn U Q o w Z w .~ PROMEDIO BE EVACUACION DE EDIFICIO DSE SALIDA DIRECTA VS LAVADOR VENTURI EF FILTRO DE TELA 0 C ~ Z O -0 wm 2 a cr a u) Ú ó w 'z w .~ 6 q0 -c u ) O -á 5 1 - 0 w X ó O .Á 4 0 z O .0 .8 0.6 2 0.4 1 0.2 T,PO DE SISTEMA E COLECCION TIPO DE APARATO DE CONTROL PRINCIPAL TIPO DE HIERRO PRODUCIDO 1 1 1 I D E D E DSE OSE BE DSE DSE VS FF FF VS FF CARBON CARBON ALEACI )N CARBON CARBON Figura 4 .3 Emisiones de MonóHdo de Carbonó de Horno de Arco Eléctrico iG Oo L u) 0w -0 w Ó~ z O 2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO el fin de promover las acciones que conduzcan al control. 4 .6 .2 .1 Métodos y Procedimientos de Muestreo El método utilizado para definir la estrategia de muestreo y el procedimiento utilizado para obtener las muestras se rigieron por lo establecido en las Normas Oficiales Mexicanas vigentes : NOM-AA-09-1973, NOM-AA-101974, NOM-AA-35-1976, NOM-AA-54-1978, NOM-AA56-1978, Métodos de refencia de la American Standar Test Methods ; designation D 3631-84 para conversión de unidades y lo sugerido por el departamento de ingeniería de SEDESOL. 4 .6 .2 .2 Equipo Utilizado Con base en el método y procedimiento seleccionados para la toma de las muestras, el equipo utilizado para tal propósito, fundamentalmente consistió en lo siguiente: Sonda para toma de muestras marca NAPP integrada con boquilla de diseño estándar, nSn tubo de pitot tipo termopar, portafiltro y filtro tipo dedal, así como - también calefactor de la sonda. Caja fría constituida por tren de 4 burbujeadores en serie contenidos en un baño frío para condensación de humedad. - Tren de burbujeadores para captura de COItPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO contaminantes específicos. Rotámetros marca DWYER debidamente calibrado. - Medidor de gas seco debidamente calibrado. - Medidores de presión y temperatura del flujo gaseoso muestreado debidamente - calibrados. Bomba de vacío. Medidor Orsat para gases de combustión. Microcomputadora programada para cálculos de campo. Accesorios para nivelar y soportar el tren de muestreo en la chimenea. - Analizador de óxidos de nitrógeno por quimioluminiscencia marca Thermo Environmental Instruments modelo 10 N .S. 10AR-39853-261. El Equipo de Laboratorio utilizado: - - Cromatógrafo de gases marca Perkin Elmer para cuantificación precisa de contaminantes. Espectrofotómetro visible ultravioleta marca Perkin Elmer. Microbalanza analítica con 0 .01 mg de sensibilidad. Material general de laboratorio. En el Apéndice XI se anexan las mediciones y datos preliminares recopilados en cada uno de los muestreos para cada tipo de horno, así como CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-16 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO el desarrollo de cálculos de cada muestra, los resultados del muestreo (Hojas de Campo) y el análisis de resultados obtenidos . Dichas mediciones fueron realizadas por el Laboratorio Microecol del Grupo Microanálisis, una organización incluida en el listado de empresas privadas auxiliares en la medición de contaminantes atmosféricos reconocidos por la SEDUE y autorizada por la Dirección General de Ecología del Departamento del Distrito Federal con número de registro 0681. 4 .6 .3 ALTO HORNO 4 .6 .3 .1 Datos del Horno Inicio de Operaciones: 4 de Capacidad Instalada: 4800 Producción Mensual : Arrabio : Gas Alto Horno : Escoria : Polvo Colector : Diciembre de 1976 Ton/día de Arrabio 145,000 Ton. 10,749x10 6 m 3 42,000 Ton. 3,750 Ton . 4 .6 .3 .2 Datos de Operación En el Apéndice XII del presente documento se encuentra la bitácora de operación del día en el que se realizó el muestreo. 4 .6 .3 .3 Resultados del Muestreo La Tabla 4 .1 presenta los resultados obtenidos durante el análisis de los muestreos desarrollados en el Alto Horno Número 5. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-17 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo I : Corrida 1) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad nib Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 773 .638 11 .609 GAS: 0 .013 6 .000 17 .00 76 .987 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno ... ....... ......... ......... ..... ........ .......... .... E8C1¡;;i:MQLEC 29 .640 28 .289 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) BID Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .810 1 .157 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 7 .499 VOI,L~METRICO seg .) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 94 .240 152 .195 CONCENTRACION DE CONTAMINANTES A CONDICIONES ESTANDAR Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISIONES POR.H .HORA 107 .16 0 .0650 41 .105 127 .493 CONTAMINANTES (Rg/h ) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 36 .356 0 .0220 43 .254 13 .945 Variación de Isocinetismo (%) 90 .484 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-18 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo I : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 7 .732 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 813 .388 0 .013 6 .000 17 .00 76 .987 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .640 28 .740 Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .747 1 .175 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 6 .507 FLIIqQVOE,t1METRICC> eg) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 81 .773 139 .493 Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 117 .42 0 .0260 45 .981 127 .493 ENiIBIQN$S POR HORA,' DE CO~I'~AMINANTE$ ;(Kg/hr} Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 34 .566 0 .0080 37 .532 13 .536 Variación de Isocinetismo (%) 109 .637 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo I : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 9 .671 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de .793 .513 ....... ......... ....... . ........ Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .013 6 .000 17 .00 76 .987 MOLECULAR . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . .. Peso Molecular Base Seca (g/gmol) ' Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .640 28 .514 BZ Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .779 1 .166 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 7 .003 FLUJO VOLLTMETRICO m/S8g ) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 88 .007 145 .844. CONCENTRACION DE CONTAMINANTES A CONDICIONE?SE3TANDAR 3 (mg/m ) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISIONES POR HORA DE CONTAMINANTES 112 .29 0 .0460 43 .543 127 .493 (Rg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 35 .461 0 .0150 40 .393 13 .741 Variación de Isocinetismo (%) 100 .060 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-20 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo II : Corrida 1) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 853 .034 Porcentaje de volumen de humedad 10 .897 ANALISIS DE GASES ORSAT Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .013 6 .100 18 .00 75 .887 PESO MOLECULAR Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .696 28 .421 DENSIDAD 1 I Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .827 1 .162 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 7 .537 FLUJO VOL.UMETRICO (m 3 /seg) Flujo Volumétrico a condiciones estándar !Flujo Volumétrico a condiciones reales 94 .707 149 .313 CONCENTRACION DE CONTAMINANTES A CONDICIONES ESTANDAR ( m g/ m3 ) Monóxido de Carbono 152 .760 Dióxido de Azufre 0 .008 Partículas 58 .380 1Oxidos de Nitrógeno 118 .720 (Kg/:hr) EMISIONES POR HORADE CONTAMINANTES , Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre 1Oxidos de Nitrógeno Partículas l Variación de Isocinetismo (%) CORPOR¡.C T_O .l RADIAN S .A . DE C .V . { 52 .083 0 .003 40 .477 19 .904 99 .278 4-21 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo II : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad 753 .204 8 .241 BES . . fl~tBAT Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno ..... .......... ..... 0 .013 6 .100 18 .00 75 .887 ~~iECU'I, Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en, Base Húmeda (g/gmol) 29 .696 28 .732 I fB D Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .876 1 .175 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 6 .923 FLUJO VOLUMETRIC& Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCENTRACION DE CONTAMINANTES A CONDICIONES (ffig / m Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 87 .001 127 .129 ESTANDAR a.) 152 .760 0 .008 74 .482 118 .720 EMISIONES POR Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 47 .845 0 .002 37 .183 23 .328 Variación de Isocinetismo (% 95 .424 CORPORACION RADIAN S .A .'DE C .V . 4-22 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .1 Resultados del Muestreo en el Alto Horno (Muestreo II : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 803 .119 - Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 9 .569 0 .013 6 .100 18 .00 75 .887 PE1 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .696 28 .577 ENSIri, Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .852 1 .169 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 7 .230 F'LtJJO VOYitJ~TRICQ Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCENTRACION 90 .854 138 .221 DE CONTAMINANTES A 152 .760 0 .008 66 .431 118 .720 Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISIONES .""POR HORAJDE COTAMINANTES (Kg/h Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 49 .964 0 .003 38 .830 21 .616 Variación de Isocinetismo (%) 97 .351 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-23 NOM - EMISIONES EN LA'INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .6 .4 Convertidor II (B .O®F .) - .capacidad Cantidad'=de- 'éscoria: Peso Específico del Metal Caliente: Volumen del convertidor cán revestimientó ,nuevo -; Peso Específico de Escoria: Altura Total Exterior: Diámetro Interior: Diámetro Interior. con revestimiento nuevo: 4920 mm Altura Interior: 7708 mm Diámetro de la Boca: 2840 mm Revestimiento en las áreas elevadas: 535 mm Revestimiento en las áreas de la chaqueta : 725 mm Revestimiento en el fondo : . 882 mm Peso del revestimiento : 306 Toneladas 4 .6 .4 .2 Datos de Operación La bitácora de operación del Convertidor B :0 . F . No . 2 , del dia 13 de julio de 1993, se encuentra en el Apéndice XII. 4 .6 .4 .3 Datos del Sistema de Control En el Apéndice XII del presente documento. se encuentran las especificaciones de los ,.. sistemas de control del°B .O .F. CORPORACION RADIAN S .A . DE .C .V .. NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo I : Corrida 1) Volumen de Gas :muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad 1,833 .364 4 .938 AN I I Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 0.033 3 .600 19 .20 77 .167 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) ....... ......... ....... ....... . ....... ~InA% 29 .344 28 .784 Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .904 1 .177 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 16 .181 FL PJ0 4C,tL00IR1C0 eg) Flujoi Volumétrico a condiciones estándar Flujo, Volumétrico a condiciones reales 24 .908 34 .114 CONCENTRACIONDECONTAMINANTESA A? EDICIONES ESTANDAR Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 376 .200 209 .300 8 .073 76 .720 EMISIONES POR HORA DE CONTAMINANTES (Kg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 33 .734 18 .768 6 .880 0 .724 Variación de Isocinetismo (%) 99 .382 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-25 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACpRO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo I : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 1,575 .867 4 .179 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .033 3 .600 19 .20 77 .167 ECUL Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmgl Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .877 1 .181 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 13 .947 FLUJO VOLUMBTRICO {m3 /seg) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCENTRACION DE 21 .470 30 .177 CONTAMINANTES Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 391 .020 221 .000 20 .052 76 .720 EMISIONES POR HOR1~DECONTMONANTES .(Kg/11 Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 30 .223 17 .082 5 .930 1 .550 Variación de Isocinetismo (%) 99 .104 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-26 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo I : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad 1,704 .616 4 .558 ANADIB IS ...t~N.:. 15 Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno PR 0 .033 3 .600 19 .20 77 .167 LEOUL Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .344 28 .827 DENSIDAD' Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .890 1 .179 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) . ....... . .... .... . . .. ... .... . . . . ...... ...... 15 .064 FLUJO'YOLUMETRICO _ _ ._. __.. _. __ Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 23 .189 32 .145 CONCENTRACIONDE C pNTAMINANTESA CONDICIONES E$TANDAR Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMIBIONLS PC1R>HORA" 383 .610 215 .150 14 .0630 76 .720 CONTAMINANTES ( xq / ~ Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 31 .978 17 .925 6 .405 1 .137 Variación de Isocinetismo (%) 99 .243 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-27 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo II : Corrida 1) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad 1906 .195 4 .589 ALISIS< .... ....... . ..... ...... . ....................... Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .033 3 .500 16 .50 79 .967 ~!ECU~;i ....... . . . ........ Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en ; Base Húmeda (g/gmol) 29 .220 28 .705 !iDENSID Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .836 1 .174 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 16 .888 FLIIJO'".YOLUMETRICfJ /seg) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 25 .997 38 .284 CONCENTRACIONDE CONTAMINANTES A CONDICIONES ESTANDAR (rat3fb3j Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EAiIBIO ES POR HORA DE CO1;TAMINANTES 380 .760 216 .060 10 .335 75 .600 (Kg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 35 .635 20 .221 7 .075 0 .967 Variación de Isocinetismo (%) 99 .004 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-28 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo II : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 3 .714 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 1887 .431 0 .033 3 .500 16 .50 79 .967 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno PESE~< : Nt7!IiB~UL p Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .220 28 .803 NSIDAD Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .890 1 .178 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 16 .657 IPLU~TO? ' VOLI'JM$TRIC4 (m 3 /seq Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 25 .641 35 .228 CONCENTRACIONDE CONTAMINANTES A CONDICIONES tall ~► ~) 380 .760 210 .340 11 .974 75 .600 EMI.STONSSPORHORA DE CONTAMINANTES (Kg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 35 .147 19 .416 6 .978 1 .105 Variación de Isocinetismo (%) 99 .391 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V. 4-29 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .2 Resultados del Muestreo en el Convertidor B .O .F. (Muestreo II : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad :~8T8 i~E Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de GASES 1896 .813 4 .152 ;:ORBAT Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 0 .033 3 .500 16 .50 79 .967 P $CUL,AR Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .220 28 .754 Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .863 1 .176 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 16 .772 FLUJ4VOLUMETRICQ (m3 /seg.) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCENTRACION DE CONTAMINANTES 3 ( mq l m ) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 25 .819 36 756 ESTANDAR 380 .760 213 .200 11 .154 75 .600 EMISIONES PQ~t,;``HORA DE+OONTA.MI NAáTES (Kg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas 35 .391 19 .818 7 .027 1 .036 Variación de Isocinetismo (%) 99 .198 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-30 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .6 .4 .4 Resultados del Muestreo La Tabla 4 .2 presenta los resultados obtenidos durante el análisis de los muestreos desarrollados en el Convertidor Número 2 descrito anteriormente en la sección 4 .6 .4 .1. 4 .6 .5 Cubilote 4 .6 .5 .1 Datos de Operación La operación del Horno de Cubilote No . 1 del día 12 de Agosto de 1993, se inició a las 14 :30 horas terminándose a las 17 :30 hrs. Durante la operación se fundieron 18 cargas que equivalen a 4,500 Kg . El contenido por carga fue de: 77% 230 Kg . de Chatarra de Hierro 6% 20 Kg . de Chatarra de Acero 15% 45 Kg . de Carbón Coque (Americano) 2% 5 Kg . de Piedra Caliza 4 .6 .5 .2 Datos del Sistema de Control En el Apéndice XII del presente documento se encuentra la descripción de los sistemas de control del Cubilote. 4 .6 .5 .3 Resultados del Muestreo La Tabla 4 .3 presenta los resutados obtenidos durante el análisis de los muestreos desarrollados en el Cubilote Número 1. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-31 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo Antes del Filtro : Corrida 1) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 1238 .274 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 1 .385 0 .018 10 .20 6 .300 83 .482 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 29 .884 29 .719 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en ' Base Húmeda (g/gmol) ::..p IDAD . ..... _.. .E.NS. . ... ...._ ...;...... Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .902 1 .215 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 10 .783 FLUJO VOLUM gTR-CO g) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales _...CQNCENTRACIN O DE Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 3 .049 4 .165 205 .200 66 .612 230 .967 71 .867 EMISIONES POR HORA DE CONTAMINANTES (Kg/hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2 .252 0 .731 0 .789 2 .535 100 .721 4-32 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo Antes del Filtro : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado'a condiciones estándar (Litros) 1 .365 Porcentaje de volumen de humedad ANAI:IB~$' Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de bE GASES 1177 .857 ORSAT > Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .016 10 .20 6 .300 83 .484 LZOU Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) ENS: 29 .884 29 .722 > : Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .812 1 .216 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 10 .381 FLUJO VOLIIMETRICflmeg) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISIONES POR HORA DE CONTAMINANTES Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2 .935 4 .454 177 .840 29 .926 496 .750 71 .867 r) 1 .879 0 .316 0 .759 5 .249 99 .517 4-33 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo Antes del Filtro : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 1208 .065 Porcentaje de volumen de humedad 1 .375 BAT? Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 0 .017 10 .20 6 .300 83 .483 SO MtüLi+`,CUL ........ .......... ......... .......... .... ..... ... ...... .... ... Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .884 29 .721 DENSIDAD- Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .857 1 .216 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 10 .582 FLUJO VOLUMETRICO m / seca) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 2 .992 4 .309 .......... ......... ....... ........ . ............. CONCENTRACIONDE CONTAMINANTES A CONDICIONES ESTANDAR Monóxido de Carbono Dióxido .de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISIONES POR : HORA DE Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 191 .520 48 .269 363 .858 71 .867 GEyNTAmIN1a,NTEV .(Kg/Yi 2 .066 0 .524 0 .774 3 .892 100 .119 4-34 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo después del filtro : Corrida 1) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 1641 .630 Porcentaje de volumen de humedad 0 .902 Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje 0 .012 10 .80 6 .300 82 .888 de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno LEC? Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) 29 .980 29 .872 ENBItJA Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .905 1 .222 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 15 .074 FLUJO 1iOLUMETRICO ;. (m'¡sag) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CaNCENTRACION DE Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas , Oxidos de Nitrógeno EMIS I OAi$S 4 .121 5 .614 POR. .. H~RADE ::CONTAMIN~ESt Rq / hr} Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 136 .800 19 .916 42 .336 322 .933 2 .030 0 .295 4 .791 0 .628 95 .524 4-35 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo después del filtro : Corrida 2) 1680 .617 Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 0 .547 Porcentaje de volumen de humedad ANALZO IS' DE OA,O c Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de RS 0 .010 10 .806 .300 82 .891 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno LOOM, 29 .980 29 .915 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) DENSIDA 0 .879 1 .223 Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) FLUJO VOTMiETRI 14 .848 kg) 4 .059 5 .679 Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCENTRACION DE Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno E..MIS I ONSS ': ;POR>' 424A E 108 .300 12 .480 73 .366 336 .000 -CONTAMINANTES (Kglh Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 1 .583 0 .182 4 .910 1 .072 99 .282 4-36 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .3 Resultados del Muestreo en el Cubilote (Muestreo después del filtro : Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad 1,661 .124 0 .724 ALIBI$ i3FtSÁI' . . .. . . . . . . . .. . . . . . .. . .::`:~?E':>'{3ASE8 . . . . . . .. .. . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . .. Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno 0 .011 10 .80 6 .300 82 .889 LECU; Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en3 BaseHúmeda(g/gmol) 29 .980 29 .893 8I Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .892 1 .223 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) . . . . ...... . . . ... ... . . ... .. . . .... . .. ... .. _..... . . ..... FLUJO VOLUMETRICO f.s 14 .961 Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 4 .090 5 .646 E$TANDAR Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 122 .550 16 .198 57 .8510 329 .467 EMISIONES POR HORA DE CONTAMINANTES (Kg/hr} 1 .806 Monóxido de Carbono 0 .239 Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno 4 .851 0 .850 Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 97 .403 4-37 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .6 .6 Horno de Arco Eléctrico 4 .6 .6 .1 Datos del Horno - - - - Producción Mensual de Acero: Marca: Diámetro interior del casco del horno: Diámetro de los electrodos: Potencia del transformador: Capacidad de fusión: Porcentaje max . de aceite y grasa en la chatarra: Cantidad y dimensiones de las puertas al ser ventiladas: Taponado de la espira durante la fundición: Dirección de giro de la bóveda del horno y descarga del mismo c/respecto al transformador: Recubrimiento refractario del horno: Diámetro de los agujeros para los electrodos de la bóveda del horno: Chaqueta de enfriamiento: No . de cargas por día: No . de cargas por semana: Tiempo de fuerza en los taps: Toneladas vaciadas por carga: Tiempo entre cargas: Número y tamaño de recargues por carga: Tiempo para recargue: Temperatura de los taps: Tipo de metal producido: - Escoriado: Agregados por carga: - Fecha de instalación del Horno : CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 180 Toneladas TAGLIAFERR I 9'0'' 8 pulgadas 2500 KVA 2 .5 Ton/Hr. Menor de 0 .25% 1 Pza . 12"x 18" SI Mano Derecha Básico 10 pulgadas SI 2 8 3-4 hrs. 3-5 tons. 30 min. 1-2 Tons. 1 Hr. 1648-1704°C Aceros - y Fundiciones de Hierro Doble 20 Kg/Ton . Cal 20 Kg/Ton . Caliza 5 Kg/Ton .Fluorita Mayo 1967 4-38 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .6 .6 .2 Datos de Operación La bitácora de operación del Horno de Arco Eléctrico No . 3 del día 17 de Agosto de 1993, se encuentra en el Apéndice XII. 4 .6 .6 .3 Datos del Sistema de Control En el Apéndice XII del presente documento se encuentra la descripción de los sistemas de control del Arco Eléctrico. 4 .6 .6 .4 Resultados del Muestreo La Tabla 4 .4 presenta los resultados obtenidos durante el análisis de los muestreos desarrollados en el Arco Eléctrico Número 3. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-39 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .4 Resultados del Muestreo en el Arco Eléctrico (Muestreo : Corrida I) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 0 .902 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 1790 .764 0 .005 0 .000 19 .000 80 .995 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno ECU 28 .760 28 .663 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en Base Húmeda (g/gmol) Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .888 1 .172 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 15 .603 eg) FLUJO YCL€MAT RICP Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales CONCSNTRAC3 ON DE A HORADECONTAMINANTES(Kg /hr) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . CONDICIONESESTANDAR 57 .000 0 .008 2 .345 2 .427 Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno EMISICIFíEB `POR 2 .482 3 .308 0 .509 0 .000 0 .022 0 .021 100 .665 4-40 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .4 Resultados del Muestreo en el Arco Eléctrico (Muestreo : Corrida 2) Volumen de Gas muestreado a condiciónes estándar (Litros) Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 1603 .866 0 .815 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxígeno Nitrógeno 0 .005 0 .000 19 .000 80 .995 Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular do Base Húmeda(g/gmol) 28 .760 28 .672 .DENSIDAn . ... .... .. . ........ . Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .885 1 .173 Velocidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 14 .039 FLUJOVO4........ 1. g) Flujo Vblumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales 2 .233 2 .983 CONTAMINANTES (10qtav' ) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 51 .300 0 .008 1 .746 2 .800 EMISIONES POR HORA DE '.PNTA INAITrEs4.g l.. Monóxido de Carbono 0 .412 Dióxido de Azufre 0 .000 Oxidos de Nitrógeno 0 .023 Partículas 0 .014 Variación de Isocinetismo (%) 100 .207 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4-41 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 4 .4 Resultados del Muestreo en el Arco Eléctrico (Muestreo Promedio) Volumen de Gas muestreado a condiciones estándar (Litros) 0 .858 Porcentaje de volumen de humedad Porcentaje Porcentaje Porcentaje Porcentaje de de de de 1697 .315 0 .005 0 .000 19 .000 80 .995 Monóxido de Carbono Bióxido de Carbono Oxigeno Nitrógeno ECUt Peso Molecular Base Seca (g/gmol) Peso Molecular en 1 Base Húmeda (g/gmol) 28 .760 28 .668 fBI; Densidad Real (Kg/metro cúbico) Densidad Estándar (Kg/metro cúbico) 0 .886 1 .172 Velócidad media de los gases a condiciones estándar (metro/segundo) 14 .821 FLUJO VOLUMETRICO eq..) Flujo Volumétrico a condiciones estándar Flujo Volumétrico a condiciones reales Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Partículas Oxidos de Nitrógeno 2 .357 3 .145 54 .150 0 .008 2 .046 2 .613 ISIONESPOR HORADECONTiiMINANTES(Rg/ ;br) Monóxido de Carbono Dióxido de Azufre Oxidos de Nitrógeno Partículas Variación de Isocinetismo (%) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 0 .461 0 .000 0 .022 0 .017 100 .436 4-42 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .0 INTEGRACION DE LA INFORMACION DE LA NORMATIVIDAD INTERNACIONAL EN MATERIA DE EMISION DE GASES Y PARTICULAS PROVENIENTE DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO La responsabilidad de cada pals para regular las emisiones de contaminantes hacia la atmósfera recae en diferentes agencias gubernamentales y puede delegarse a dependencias estatales o municipales . Dichos reglamentos han sido establecidos con el objeto de proteger la salud del hombre y conservar el medio ambiente. 5 .1 RESUMEN DE LAS NORMAS INTERNACIONALES ACERCA DE LAS EMISIONES A LA ATMOSFERA PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO 5 .1 .1 República Federal Alemana De acuerdo con el Primer Reglamento General Administrativo para la Ley de Emisiones (Instrucciones Técnicas para la Limpieza del Aire) del 27 de febrero de 1986 (Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum BundesImmissionsschutzgesetz), las emisiones provenientes de los procesos para la elaboración de hierro, acero y otros metales no ferrosos deben ser conducidas por medio de un ducto . Los óxidos de nitrógeno y azufre, el monóxido y óxido de carbono y las partículas contenidas en dichas emisiones deben ser evaluadas de acuerdo con el proceso de producción . En su apartado 3 .3 (apéndice IX) el reglamento da las especificaciones para las emisiones provenientes de las plantas elaboradoras CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . de acero, hierro e 5-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO inclusive otros metales. 5 .1 .1 .1 Plantas para la obtención de hierro Partículas Las partículas contenidas en los gases de desecho, principalmente de la molienda, de las fuentes de emisión de los altos hornos y del proceso de eliminación de azufre del hierro deben evaluarse y conducirse hacia un dispositivo para su eliminación. 5 .1 .1 .2 Plantas para la producción de acero con convertidores, hornos de arco eléctrico y plantas de fundición al vacío 5 .1 .1 .2 .1 Plantas de fundición de acero y hierro colado Partículas a) Las partículas contenidas en los gases de desecho deben evaluarse tanto como sea posible y conducirse hacia un dispositivo para su eliminación, en tanto que su cumplimiento con respecto a otras exigencias es recomendable. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO b) Las emisiones en forma de partículas no deben exceder en los gases de desecho de: aa) Horno de arco eléctrico, horno de inducción, horno de cubilote con succión superior bb) Horno de cubilote con succión inferior 20 mg/m 3 50 mg/m3 Monóxido de Carbono La emisión de monóxido de carbono contenido en el gas de desecho de los hornos de cubilote de viento caliente, con recuperador incorporado de calentamiento posterior, no debe exceder 1 .0 g/m 3 ; en otras plantas de fundición y conversión debe hacerse lo posible para utilizar o incinerar los gases de desecho que contienen monóxido de carbono. Plantas antiguas Los hornos de arco eléctrico y de inducción, que a partir del 1 de marzo de 1986 fueron equipados con un dispositivo para la eliminación de partículas, deben responder a las exigencias para partículas después de 10 años. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .1 .1 .2 .2 Planta de electrofundido de escorias Enlaces con Fluor Las emisiones de gases con enlaces inorgánicos de fluor, contenidas en el gas de desecho no deben exceder 1 mg/m 3 , medidas como ácido fluorhídrico. 5 .1 .2 Japón El sistema japonés de leyes ambientales es complicado ya que, en la mayoría de los casos un solo ministro o agencia no es el único administrador de la ley . Por lo tanto, para averiguar qué cuerpos gubernamentales u oficiales públicos son los responsables en casos particulares, es necesario seguir una investigación acerca de esa ley en particular . Algunas leyes incluyen los nombres de las agencias gubernamentales responsables . Otras entidades responsables no son listadas como es el caso de la oficina del primer ministro y los gobiernos de las prefecturas. Por otro lado, la agencia ambiental, en la mayoría de los casos, no es la autoridad final al tratar de asuntos ambientales . Los poderes administrativos actuales se encuentran conferidos en CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO ministerios, agencias y oficiales junto con las autoridades responsables determinadas dentro de cada ley particular. La oficina de calidad del aire es responsable de establecer los estándares de calidad del medio ambiente, considerados como deseables para la protección de la salud humana y la conservación del medio ambiente humano ; la observación de la contaminación del aire y por ruido, vibraciones y olores ofensivos ; la reglamentación de la cantidad de polvos y hollín emitidos por las fábricas ; la designación de las áreas relacionadas con la contaminación. La Ley de Control de la Contaminación del Aire regula las emisiones de humos y hollín provenientes de las industrias . Las emisiones normadas incluyen óxidos de azufre, cadmio, cloro, ácido fluorhídrico, plomo, partículas, monóxido de carbono e hidrocarburos producidos durante procesos de combustión, síntesis o procesos mecánicos o destrucción . Los estándares de emisión para instalaciones emisoras de humos y hollín están establecidos por la oficina del primer ministro, sin embargo el director general de la oficina de la Agencia de Medio Ambiente puede recomendar a los gobernadores de las prefecturas estándares para las emisiones de industrias. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .1 .2 .1 Estándar de emisión para óxidos de azufre El estándar de emisiones a la atmósfera; aplicable para los óxidos de azufre en cada unidad de las instalaciones es llamado valor K de reglamentación y el valor límite permisible de emisión es definido dependiendo de la altura efectiva de la chimenea y es calculado mediante la siguiente fórmula: q = K x donde, q: K: 10 -3 x He 2 Limite permisible de emisión de óxidos de azufre (Nm 3 /h) Constante definida por áreas: i) Estándar general de emisión 16 valores (valores 3 .0 - 17 .5) ii) Estándar especial de emisión 3 valores (valores 1 .17 - 2 .34) He : Altura efectiva de la chimenea (altura actual de la chimenea más la altura de la pluma de humo) (m). "He" depende de la altura de la descarga de la emisión, del flujo volumétrico del gas a 15°C (en m 3 /s), de la velocidad de la descarga (en m/s) y de su temperatura (en grados absolutos). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Este estándar es aplicable a áreas donde fábricas y negocios están concentradas y que por lo tanto es dificil de mantener el nivel requerido por el Estándar Nacional de Aire Ambiente . Estas han sido designadas por el gobierno como áreas en donde el estándar para el control de emisiones totales debe ser aplicable . El gobernador de la prefectura donde se localiza dicha área está autorizado para modificar, tanto el programa para el control total de emisiones como el de control de uso de combústibles a otras fábricas que no estén dentro de las instalaciones designadas, así como aplicar un estándar a determinadas fábricas cuyos valores de emisión sean mayores al estándar establecido. 5 .1 .2 .2 Estándar de emisión para óxidos de nitrógeno Los siguientes estándares son para instalaciones nuevas ; menos estándares estrictos han sido estipulados para instalaciones existentes. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO de Volumen del gas de la chimenea Valor Estándar Instalación (Unidades 1000 Nm3 /h) (ppm) Tipo Alto horno 100 Horno de fundición 180 de metales Horno de calentamiento de metales 100 y mayores 40 - 100 10 - 40 100 130 5 - 10 menos de 5 150 180 Horno de 130 200 calcinación 5 .1 .2 .3 Estándar de emisión de hollín y polvos Alto horno: Estándar ordinario de emisión Estándar especial de emisión 5 .1 .2 .4 0 .05 g/Nm 3 0 .03 g/Nm 3 Estándar de emisión de polvos El estándar de emisión se relaciona principalmente con el desempeño del equipo, ya CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL SIERRO Y EL ACERO que es dificil determinar la cantidad de polvo producido. La diferencia entre "polvos y hollín" y "polvos" en la definición de la Ley para el Control de la Contaminación de Aire es la siguiente: i) polvos y hollín : material particulado generado por la combustión de materiales; materiales. ii) polvos : material particulado generado y ' dispersado por el manejo mecánico de materiales como el triturado, almacenamiento y transporte. 5 .1 .2 .5 Estándar de emisión para partículas Los estándares de emisión de partículas representan los limites permisibles para las partículas contenidas en las emisiones de gases liberados al aire por las descargas de las instalaciones emisoras, los cuales se encuentran establecidos para diferentes tipos y tamaños de instalaciones . Los estándares ordinarios de emisión son aquellos que aplican de manera uniforme a través del país, mientras que los estándares especiales de emisión aplican a instalaciones muy cercanas a áreas específicas, donde la contaminación del aire es CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL .ACERO más problemática . La segunda es más severa que la primera. Los estándares de emisión están basados en el sistema de control de concentración, sin embargo para predecir el adelgazamiento de la emisión del gas agregando aire fresco, fue adoptado un sistema para calcular la concentración de hollín y polvos con base en la concentración residual de oxígeno de la emisión. Alto horno Estándar ordinario de emisión Estándar especial de emisión Notas : 0 .05 g/Nm3 0 .03 g/Nm3 1 . Las prefecturas pueden, por decreto, aplicar estándares más estrictos. 2 . La tasa de emisión de gases de 40,000 Nm3 /h es el criterio utilizado para la clasificación de la escala. 5 .1 .2 .6 Sustancias peligrosas En hornos de cocimiento, de calcinación y de fundición se establece un valor estándar de 1 .0 mg/Nm 3 para la emisión de Cadmio y sus compuestos. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .1 .3 Estados Unidos La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U .S .- EPA) en su título 40, Protección al Medio Ambiente ; parte 60., Estándares de Desempeño para Fuentes Estacionarias Nuevas (Code of Federal Regulations ; Standards of Performance for New Stationary Sources), establece los limites máximos permisibles para la emisión de partículas provenientes de hornos de arco eléctrico (Subparte AA) y Convertidores BOF (Subparte N) . Dentro de la normatividad no existen reglamentos para emisiones provenientes de altos hornos ni para cubilotes. 5 .1 .3 .1 Hornos de Arco Eléctrico Hornos de arco eléctrico construidos después del 21 de octubre de 1971 y antes del 17 de agosto de 1983: Durante y después de la fecha de terminación de la prueba de desempeño del equipo, ningún dueño u operador puede causar la descarga de cualquier gas hacia la atmósfera, proveniente de un horno de arco eléctrico, que en la descarga de un dispositivo de control contengan partículas en exceso de 12 mg/m 3 std. seco (0 .0052 g/ft 3 std . seco). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-11 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Hornos de arco eléctrico y recipientes de descarburización con Oxígeno-Argón (AOD), construidos después del 17 de agosto de 1983: Durante y después de la fecha de terminación de la prueba de desempeño, ningún dueño u operador puede causar descargas de cualquier gas hacia la atmósfera provenientes de hornos de arco eléctrico o recipientes AOD, que en la descarga de un dispositivo de control contengan partículas en exceso de 12 mg/m 3 std. seco (0 .0052 g/ft 3 std . seco). 5 .1 .3 .2 Convertidores BOF Hornos de proceso cuya construcción comenzó después del 11 de junio de 1973: La descarga de cualquier convertidor no debe contener concentraciones de partículas mayores de 50 mg/m3 std . seco (0 .022 g/ft 3 std . seco). Para instalaciones construidas, modificadas o reconstruidas después del 20 de enero de 1983, se aplican los siguientes límites: a) Empresas cuyo método de control de emisiones primarias sea capuchón abierto no podrán descargar gases a la atmósfera en que contengan partículas CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-12 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO concentraciones mayores que 50 mg/m 3 std. seco (0 .022 g/ft 3 std . seco), medidas durante el primer soplo de oxigeno. b) Empresas cuyo método de control de emisiones primarias sea capuchón cerrado no podrán descargar gases a la atmósfera que contengan partículas en concentraciones mayores de 68 mg/m 3 std. seco (0 .030 g/ft 3 std . seco), medidas durante el primer soplo de oxigeno. Emisiones secundarias de instalaciones productoras de acero con convertidores BOF, cuya construcción comenzó después del 20 de enero de 1983: En la descarga de cualquier dispositivo de control utilizado exclusivamente para las emisiones secundarias de convertidores BOF con soplado superior de oxígeno o durante la transferencia de metal caliente o descoriación de convertidores BOF, ya sea con soplado de oxígeno inferior o superior y contengan partículas en concentraciones mayores de 23 mg/m3 std . seco (0 .010 g/ft3 std . seco). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-13 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .2 COMPARACION DE ESTANDARES DE EMISIONES DE PARTICULAS Y GASES PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO . A diferencia de las normatividades alemana y americana, la japonesa reglamenta las emisiones de óxidos de nitrógeno y de azufre, sin embargo los límites establecidos para estos parámetros son para fuentes emisoras en general. Las partículas estan normadas en los tres paises, como se muestra en la Tabla 5 .1 . mientras que las de emisiones de óxidos de nitrógeno y azufre, así como las de monóxido de carbono están reglamentadas en alguno de los tres países, pero no por los tres. 5 .3 NORMATIVIDAD NACIONAL EN MATERIA DE PREVENCIONY CONTROL DE LA CONTAMINACION A LA ATMOSFERA La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en su Titulo Cuarto, Capítulo I trata de la prevención y control de la contaminación de la atmósfera . En este capitulo se dan los criterios para la protección del Medio Ambiente y las acciones que llevarán a cabo para controlar, reducir o evitar su contaminación . También establece que "no podrán emitirse contaminantes a la atmósfera que, ocasionen o puedan ocasionar desequilibrios ecológicos o daños al ambiente". CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-14 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO En el Reglamento en materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera (publicado el 25 de noviembre de 1988 en el Diario Oficial de la Federación), Capitulo I, se encuentran establecidas las atribuciones de la Secretaria de Desarrollo Urbano y Ecología (ahora Secretaría de Desarrollo Social), así como el campo de aplicación de dicho Reglamento . En su Capítulo II se refiere a la emisión de contaminantes a la atmósfera generada por fuentes fijas . En él se encuentran citadas las obligaciones de los responsables de las fuentes fijas de jurisdicción federal, por las que se emitan olores, gases o partículas sólidas o liquidas a la atmósfera. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 5 .1 Comparación de la normatividad internacional en materia de emisión de partículas Cubilote Eléctrico Convertidor BOF NE 20 mg/m3 NE 20 mg/m3 (1) 50 mg/m3 (2) 30 mg/m3 (3) NE NE NE 12 mg/m3 50 mg/m3 (5) 68 mg/m3 (6) 23 mg/m3 (7) NE Alto Horno Alemania Japón Arco 50 mg/m3 (4) Estados NE Unidos NE No establecido (1) (2) (3) (4) (5) (6) Estándar para hornos con succión superior Estándar para hornos con succión inferior Estándar ordinario Estándar especial Estándar de emisiones para hornos construidos después del 11 de junio de 1973 y para las emisiones primarias de hornos construidos después del 20 de enero de 1983, con capuchón abierto como método de control de emisiones Estándar de emisiones primarias para hornos construidos después del 20 de enero de 1983, con capuchón cerrado como método de control de (7) emisiones Estándar de emisiones secundarias para - hornos construidos después del 20 de enero de 1983 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5-16 1 3 . Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA, NOM-AA /93 QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION A LA ATMOSFERA DE PARTICULAS Y GASES GENERADOS EN LA .INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA DE CONTENIDO CAPITULO 1 . OBJETIVO 1 CAPITULO 2 . CAMPO DE APLICACION 2 CAPITULO 3 . REFERENCIAS 2 CAPITULO 4 . DEFINICIQNES 2 4 .1 Convertidor B .O .F 4 .2 Emisiones Primarias 4 .3 Emisiones Secundarias 4 .4 Ciclo de Producción de Acero 4 .5 Inyección Primaria de Oxígeno 4 .6 Hornos de Inyección por los Fondos 4 .7 Hornos delnyección Superior 4 .8 Dispositivo de Control 4 .9 Estación de Transferencia de Metal Caliente 4 .10 Estación de Desnatado 4 .11 Sistema de Supresión de Gases 4 .12 Sistemas de Control de Emisión Primaria 4 .13 Sistema de Control de Emisiones Secundarias 4 .14 Sistema de Captación 4 .15 Carga 4 .16 Horno de Arco Eléctrico 4 .17 Ciclo de Calentamiento 4 .18 Fundición 4 .19 Vaciado 4 .20 Cubilote 4 .21 Alto Horno 4 .22 Gas de Alto Horno CAPITULO 5 . ESPECIFICACIONES CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5 6 6 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .1 ESTANDAR PARA EMISIONES PRIMARIAS PROCEDENTES DE CONVERTIDORES B .O .F 5 .1 .1 5 .1 .2 5 .1 .3 5 .2 Aplicabilidad Estándar de Partículas Estándar de Oxidos de Nitrógeno 10 10 10 10 ESTANDAR PARA EMISIONES SECUNDARIAS PROCEDENTES DE CONVERTIDORES B .O .F 11 5 .2 .1 5 .2 .2 5 .2 .3 11 11 12 Aplicabilidad Estándar de Partículas Estándar de Oxidos de Nitrógeno 5 .3 ESTANDAR PARA HORNOS DE ARCO ELECTRICO 5 .3 .1 5 .3 .2 5 .3 .3 Aplicabilidad Estándar de Partículas Estándar de Oxidos de Nitrógeno 5 .4 ESTANDAR PARA EMISIONES PROCEDENTES DE HORNOS DE CUBILOTE 5 .4 5 .4 5 .4 5 .4 .1 .2 .3 .4 Aplicabilidad Estándar de Partículas Estándar de Oxidos de Nitrógeno Estándar de Monóxido de Carbono 5 .5 ESTANDAR PARA EMISIONES PROCEDENTES DE ALTOS HORNOS 5 .5 .1 5 .5 .2 5 .5 .3 CAPITULO 6 . Aplicabilidad Estándar de Partículas Estándar de Oxidos de Nitrógeno MUESTREO Y MONITOREO 6 .1 EMISIONES PRIMARIAS PROCEDENTES DE UN CONVERTIDOR B .O .F 6 .1 .1 6 .1 .2 Monitoreo de Operaciones Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .2 EMISIONES SECUNDARIAS PROCEDENTES DE UN CONVERTIDOR B .O .F CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 12 12 12 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15 16 16 18 19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .2 .1 6 .2 .2 6 .2 .3 Monitoreo de Operaciones Métodos y Procedimientos de Prueba Disposiciones para el Cumplimiento 6 .3 EMISIONES DE HORNOS DE ARCO ELECTRICO 6 .3 .1 6 .3 .2 Monitoreo de Operaciones Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .4 EMISIONES DE HORNO DE CUBILOTE 6 .4 .1 6 .4 .2 Monitoreo de Operaciones Métodos y Procemientos de Prueba 6 .5 EMISIONES DE LOS ALTOS HORNOS 6 .5 .1 6 .5 .2 Monitoreo de Operaciones Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .6 REQUERIMIENTOS DE REGISTRO Y REPORTE DE INFORMACION 19 20 21 22 22 23 26 26 27 28 28 30 31 CAPITULO 7 . METODOS DE PRUEBA 32 CAPITULO 8 . VIGILANCIA 33 CAPITULO 9 . SANCIONES 33 1 CAPITULO 10 . BIBLIOGRAFIA 33 CAPITULO 11 . CONCORDANCIA CON LAS NORMAS INTERNACIONALES 34 CAPITULO 12 . VIGENCIA 35 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . MOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO LUIS DONALDO COLOSIO MURRIETA Secretario de Desarrollo Social,"con fundamento en me permito ordenar la publicación de la Norma . Oficial Mexicana NOM-AA- /93, que establece los limites máximos permisibles de emisiones a la atmósfera de partículas y gases en la industria del Hierro y el Acero. El presente Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana se presenta a efecto de que los interesados presenten sus comentarios dentro de los siguentes 90 días naturales, ante el Comité Consultivo Nacional de Normalización para la Protección Ambiental, sito en Rio Elba número 20, Primer Piso, Colonia Cuauhtémoc, en esta Ciudad. México Distrito Federal, noventa y tres. a de Septiembre de mil novecientos SUFRAGIO EFECTIVO NO REELECCION EL PRESIDENTE DEL COMITE LIC . LUIS DONALDO COLOSIO MURRIETA. ANTEPROYECTO DE NORMA OFICIAL MEXICANA, NOM-AA- /93 QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EMISION A LA ATMOSFERA DE PARTICULAS Y GASES GENERADOS EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO. CAPITULO 1 . OBJETIVO Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases generados en la industria del Hierro y el CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . Acero . - 1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO CAPITULO 2 . CAMPO DE APLICACION Esta Norma Oficial Mexicana es de observancia obligatoria para todas las empresas relacionadas con la producción industrial de Hierro y/o Acero mediante Altos Hornos y los siguientes hornos de fundición : Convertidores B .O .F ., Hornos de Arco Eléctrico y Cubilotes. CAPITULO 3 . REFERENCIAS Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. NMx-AA-23-86 Protección al Ambiente - Contaminación Atmosférica - Terminología. DGN-AA-10-1974 Determinación de la Emisión de Partículas Sólidas Contenidas en los Gases que se Descargan por un Ducto. DGN-AA-35-1976 Determinación de Bióxido de Carbono, Monóxido de Carbono y Oxígeno en los Gases de Combustión. NOM-B-19-1992 Nomenclatura para Materiales utilizados en la Industria Siderúrgica. CAPITULO 4 . DEFINICIONES Para los efectos de la presente norma se considerarán las definiciones contenidas en la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, las contenidas en el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Prevención y Control de la Contaminación de la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Atmósfera, asi como las contenidas en las NMX-AA-23-86 y NOM-B-191992 citadas en las referencias de la presente norma. 4 .1 Convertidor B .O .F. Es cualquier horno que cuenta con un recubrimiento refractario, en el cual el acero fundido se produce a partir de la carga de chatarra, hierro fundido, materiales fundentes y/o aleaciones, inyectando adicionalmente un alto volumen de un gas rico en oxigeno. 4 .2 Emisiones Primarias Son las emisiones de partículas generadas por los hornos de fundición únicamente durante el proceso de fundición y producción de acero, captadas por los sistemas de control primario. 4 .3 Emisiones Secundarias Son emisiones de partículas que no se captan mediante el sistema de control primario . Incluyen las emisiones procedentes de las estaciones de transferencia de metal caliente y de desnatado . Esta definición también engloba las emisiones de partículas que escapan de los sistemas de control de emisiones primarias, así como de las aberturas de entrada de suministro de gases comburentes, gargantas o goteos en los mecanismos de ductos de los sistemas de control de emisiones primarias o fugas en las bóvedas. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEI, HIERRO Y EL ACERO 4 .4 Ciclo de producción de acero Comprende aquellas operaciones que se llevan a cabo en la instalación de producción de acero mediante convertidores B .O .F . y que se requieren para producir cada lote de acero. Incluye las siguientes operaciones: Carga de chatarra, precalentamiento (cuando se utilice), carga de metal caliente,. inyección primaria de oxígeno, muestreo (volteo del recipiente hacia arriba y hacia abajo), inyección de oxígeno adicional (cuando se utilice), vaciado y descoriado. 4 .5 Inyección Primaria de Oxígeno Es el periodo, dentro del ciclo de producción de acero de un convertidor B .O .F ., durante el cual se introduce un alto. volumen de un gas rico en oxígeno al baño de hierro fundido, por medio de una lanza insertada en la parte superior del recipiente o a través de toberas en el fondo o en el fondo y en los lados del recipiente . Esta definición no incluye ninguna inyección adicional o secundaria hecha después de la inyección primaria o la introducción de hidrógeno o algún otro gas inerte a través de las toberas en el fondo o en el fondo y en los lados del recipiente. 4 .6 Hornos de Inyección por los Fondos Son los convertidores B .O .F . en los cuales el oxigeno y otros gases de combustión, se introducen al baño de hierro fundido mediante toberas instaladas en el fondo del recipiente o en el fondo y a los lados del recipiente. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 4 NOM - EMISIONES EN LA . INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .7 Hornos de Inyección Superior Son los convertidores B .O .F . en los cuales el oxígeno se introduce al baño, mediante una lanza de oxígeno insertada en la parte superior del recipiente. 4 .8 Dispositivo de Control Es el equipo de control de contaminación atmosférica utilizado para remover las partículas de los efluentes de corrientes gaseosas generadas por un horno de fundición de hierro y acero. 4 .9 Estación de transferencia de metal caliente Es aquella instalación en donde se vacía el metal caliente del carro torpedo de ferrocarril o carro de metal caliente al taller de colado . Esto incluye la transferencia de hierro fundido, desde el carro torpedo o carro de metal caliente, a un mezclador (u otro recipiente intermedio) y de un mezclador, al cazo de colado . Esta instalación también se conoce como estación de recolado o estación de transferencia de colada. 4 .10 Estación de desnatado Es la instalación en la cual la escoria se extrae mecánicamente de la parte superior del baño de hierro fundido. 4 .11 Sistemas de Supresión de gases Son aquellos sistemas utilizados para inhibir la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO generación de emisiones de instalaciones de producción de acero, mediante un gas inerte, una flama, o una cubierta de vapor aplicada en la superficie del hierro o el acero fundido. 4 .12 Sistema de control de emisión primaria Es el conjunto de equipos utilizados para la captación de emisiones primarias (un sistema de captación utilizado conjuntamente con un dispositivo de lavado de partículas, tal como un precipitador electrostático o un lavador húmedo). 4 .13 Sistema de Control de Emisiones Secundarias Es el conjunto de equipos utilizados para la captación y recolección de emisiones secundarias, el cual se presenta de manera general en tres modalidades: (1) Un sistema de capuchón abierto para la captación y recolección de emisiones primarias y secundarias del B .O .F ., con cubierta (campana) local entubada a un dispositivo de recolección de emisiones secundarias como una casa de bolsas para la captación y colección de emisiones de las estaciones de transferencia de metal caliente y de desnatado, o (2) Un sistema de capuchón abierto para la captación y recolección de emisiones primarias y secundarias del horno, más una cubierta (campana) local entubada a un dispositivo de recolección de emisiones secundarias como una casa de bolsas para captación y colección adicional de emisiones secundarias provenientes del horno, así como un encapuchado local entubado a un dispositivo de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO colección de emisiones secundarias, como una casa de bolsas, para captación y colección de emisiones de las estaciones de transferencia de metal caliente y de desnatado, o (3) Una cubierta de horno con encapuchado local entubado a un dispositivo de colección de emisiones secundarias, como una casa de bolsas, para captación y colección de emisiones secundarias provenientes de un B .O .F. controlado bajo un sistema de control de emisiones primarias de capuchón cerrado, así como un encapuchado local entubado a un dispositivo de colección de emisiones secundarias como una casa de bolsas, para la captura y recolección de emisiones de las estaciones de transferencia de metal caliente y de desnatado. 4 .14 Sistema de Captación Es el equipo utilizado para captar y transportar las partículas generadas por un horno de fundición al dispositivo de control de contaminación atmosférica. 4 .15 Carga Es la adición de hierro, chatarra de acero, acero fundido u otros materiales por la parte superior de un horno de fundición. 4 .16 Horno de Arco Eléctrico Es un horno que produce acero fundido mediante el calentamiento de los materiales de carga a través de arcos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO eléctricos producidos por electrodos de carbón . Un horno de arco eléctrico consiste en la coraza del horno, el techo y el transformador . Los hornos que alimentan continuamente mineral de hierro directamente reducido como fuente primaria de hierro, no se consideran dentro del enfoque de esta definición. 4 .17 Ciclo de calentamiento Es el periodo que inicia cuando se carga la chatarra a un horno de arco eléctrico y concluye cuando se termina de vaciar. 4 .18 Fundición Es la fase del ciclo de producción de acero durante la cual la chatarra de hierro y acero se calienta hasta fundir. 4 .19 Vaciado Es la operación de descarga del acero fundido de un horno de fundición. 4 .20 Horno de Cubilote Es un horno vertical de forma cilíndrica que puede utilizar chatarra de hierro y acero y lingotes de arrabio como componentes de carga . La fundición de los componentes de carga resulta de la liberación de calor generado por la combustión del coque, el cual se encuentra en contacto directo con la porción metálica de la carga. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 .21 Alto Horno Es un reactor a contracorriente en el cual se produce arrabio liquido por la reacción de reducción de la carga metálica, la cual junto con el coque y los fundentes desciende, por la acción de la gravedad y la pérdida de volumen de gases,'desde la parte alta del horno hasta el crisol estando ya en fase liquida . A su vez, los gases producidos por la combustión del coque ascienden a través de los intersticios de la carga del horno descargándose por la parte superior. 4 .22 Gas de Alto Horno Es el gas que se descarga de los Altos Hornos, conocido también como gas de tragante, el cual una vez limpio y seco, se emplea como combustible para el precalentamiento de aire, generación de vapor, etc. CAPITULO 5 . ESPECIFICACIONES Debido a que los estándares establecidos en la presente norma se encuentran expresados en unidades de concentración, ningún propietario y/o operador, cuya instalación se encuentre sujeta a las especificaciones de esta norma, construirá, instalará o utilizará ningún dispositivo, máquina, equipo o proceso (incluyendo el uso de diluyentes gaseosos) con el propósito de ocultar cualquier emisión que se encuentre fuera de los limites establecidos en el presente estándar . El Apéndice A presenta la tabla A-1, que resume los limites máximos permisibles especificados CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO en la presente norma. 5 .1 ESTANDAR PARA EMISIONES PRIMARIAS PROCEDENTES DE CONVERTIDORES B .O .F. 5 .1 .1 Aplicabilidad Las plantas afectadas, a las que aplican las especificaciones de este estándar, son las que utilizan convertidores B .O .F . y los limites establecidos aplican a las emisiones primarias de las operaciones de los mismos. 5 .1 .2 Estándar de Partículas Las partículas contenidas en las emisiones primarias de un convertidor B .O .F . deben cuantificarse y conducirse hacia un dispositivo de control para su eliminación . Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera que contengan una cantidad de partículas mayor de 50 miligramos por metro cúbico estándar seco. 5 .1 .3 Estándar de Oxidos de Nitrógeno Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera que contengan una cantidad de óxidos de nitrógeno mayor de 180 partes por millón. ► CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .2 ESTANDAR PARA EMISIONES SECUNDARIAS PROCEDENTES DE CONVERTIDORES B .O .F. 5 .2 .1 Aplicabilidad Las plantas afectadas, a las que aplican las especificaciones de este estándar, son las que utilizan convertidores B .O .F . y los límites establecidos en este mismo, aplican a las emisiones secundarias procedentes de los B .O .F . con inyección de aire por la parte superior y a las estaciones de transferencia de metal caliente y de desnatado que utilizan inyección de aire por el fondo o inyección de aire por la parte superior. Este estándar se aplicará a cualquier instalación identificada en el párrafo anterior de esta Sección que haya comenzado su construcción, modificación o renovación después del 1 de enero de 1994. 5 .2 .2 Estándar de partículas Ninguna instalación, a la que se le apliquen las especificaciones del presente estándar, descargará a la atmósfera emisiones secundarias, que saliendo de un dispositivo de control utilizado exclusivamente para la captación de dichas emisiones, contengan partículas en una cantidad mayor de 23 miligramos por metro cúbico estándar seco. Los sistemas de supresión de humos utilizados para CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 11 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO el control de las emisiones secundarias de la instalación regulada no están sujetos al presente estándar, así como tampoco los dispositivos de control utilizados para colectar tanto emisiones primarias como secundarias de un B .O .F. 5 .2 .3 Estándar de Oxidos de Nitrógeno Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera que contengan una cantidad de óxidos de nitrógeno mayor de 180 partes por millón. 5 .3 ESTANDAR PARA HORNOS DE ARCO ELECTRICO 5 .3 .1 Aplicabilidad Lo especificado en este estándar se aplica a las instalaciones que producen acero al carbón, aleaciones o especialidades de acero por medio de Hornos de Arco Eléctrico. 5 .3 .2 Estándar de Partículas Las partículas, contenidas en las emisiones de un Horno de Arco Eléctrico, deben cuantificarse y conducirse hacia un dispositivo de control para su eliminación . Las instalaciones sujetas a lo especificado en este estándar, -no descargarán a la atmósfera ningún gas que salga de un dispositivo de control y contenga partículas en una CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 12 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO cantidad mayor de 12 miligramos por metro cúbico estándar seco. 5 .3 .3 Estándar de Oxidos de Nitrógeno Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera, que contengan una cantidad de óxidos de nitrógeno mayor de 180 partes por millón. 5 .4 ESTANDAR PARA EMISIONES PROCEDENTES DE HORNOS DE CUBILOTE 5 .4 .1 Aplicabilidad Las plantas afectadas, a las que aplican las especificaciones de este estándar, son las que utilizan hornos de cubilote y los límites establecidos aplican a las emisiones producidas por las operaciones de los mismos. 5 .4 .2 Estándar de Partículas Las partículas contenidas en las emisiones de un horno cubilote deben cuantificarse y conducirse hacia un dispositivo de control para su eliminación . Las instalaciones sujetas a lo especificado en este estándar no descargarán a la atmósfera ningún gas que salga de un dispositivo de control y contenga una cantidad mayor de partículas de 80 miligramos por metro cúbico estándar CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 13 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO seco. 5 .4 .3 Estándar de Oxidos de Nitrógeno Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera, que contengan una cantidad de óxidos de nitrógeno mayor de 180 partes por millón. 5 .4 .4 Estándar de Monóxido de Carbono Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera, las cuales contengan una cantidad de monóxido de carbono mayor de 1 gramo por metro cúbico estándar seco. 5 .5 ESTANDAR PARA EMISIONES PROCEDENTES DE ALTOS HORNOS 5 .5 .1 Aplicabilidad Las plantas afectadas, a las que aplican las especificaciones de este estándar, son las que utilizan Altos Hornos y los límites establecidos aplican a las emisiones procedentes de las operaciones de las estufas de calentamiento de aire de dichos hornos. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 14 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 .5 .2 Estándar de Partículas Las partículas contenidas en las emisiones de las estufas de calentamiento de un alto horno deben cuantificarse . Las instalaciones sujetas a lo especificado en este estándar no descargarán a la atmósfera ningún gas que contenga partículas en una cantidad mayor de 80 miligramos por metro cúbico estándar seco. 5 .5 .3 Estándar de Oxidos de Nitrógeno Ninguna instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, generará descargas a la atmósfera, las cuales contengan una cantidad de óxidos de nitrógeno mayor de 100 partes por millón. CAPTIULO 6 . MUESTREO Y MONITOREO Los muestreos que se requieran para verificar el cumplimiento de los estándares establecidos por la presente norma, se llevarán a cabo según los procedimientos que se establecen en las Normas Oficiales Mexicanas, o en su caso según los procedimientos que marque la autoridad correspondiente. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .1 EMISIONES PRIMARIAS PROCEDENTES DE UN CONVERTIDOR B .O .F. 6 .1 .1 Monitoreo de Operaciones 6 .1 .1 .1 Cualquier instalación regulada deberá contar con un instrumento único de medición de tiempo, para el registro diario del tiempo de inicio y término de cada ciclo de producción de acero y su duración (en minutos), así como del tiempo y duración de cualquier derivación de los gases de salida de la chimenea principal del B .O .F. 6 .1 .1 .2 En cualquier instalación regulada donde se utilicen lavadores Vénturi para el control de emisiones se deberá instalar, calibrar, dar mantenimiento y operar continuamente dispositivos de monitoreo con las siguientes características: (1) Un dispositivo de monitoreo para las mediciones continuas de la caída de presión a través de la garganta del Vénturi . La exactitud de este dispositivo deberá estar certificada por el fabricante dentro de un rango de ± 250 Pa (± 1 pulgada de agua). (2) Un dispositivo de monitoreo continuo de la presión de alimentación de agua al equipo de control . El fabricante deberá CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 16 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO certificar para dicho dispositivo, que la exactitud de las mediciones de la presión de diseño de suministro de agua al dispositivo de control, se encuentran dentro de un rango del ± 5% de las mismas . El sensor de la presión del dispositivo de monitoreo o las derivaciones para la medición de presión deben localizarse cerca del punto de descarga de agua . La autoridad deberá dar su . aprobación previa a la selección de puntos alternativos para la derivación o el sensor de presión. (3) Todos los dispositivos de monitoreo se sincronizarán diariamente con el instrumento de medición de tiempo establecido en la Sección 6 .1 .1 .1. (4) Todos los dispositivos de monitoreo se calibrarán anualmante y¡ en otras ocasiones si la Autoridad así lo requiere. 6 .1 .1 .3 Toda instalación sujeta a las especificaciones de esta sección reportará semestralmente todas las mediciones, sobre cualquier periodo de tres horas, en que el promedio esté a menos del 90% de los r$iveles promedio mantenidos durante la prueba de desempeño en la que . se -demostró el cumplimiento con el estándar de partículas especificado en la Sección 5 .1 .2. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 17 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .1 .2 Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .1 .2 .1 Al llevar a cabo la prueba de cumplimiento con los límites establecidos en el estándar de la sección 5 .1 se utilizarán los métodos y procedimientos establecidos por la autoridad. 6 .1 .2 .2 La instalación deberá determinar el cumplimiento con el estándar de partículas de la siguiente manera: (1) El 'instrumento de medición de tiempo mencionado en la Sección 6 .1 .1 .1 se utilizará para establecer el tiempo y la duración de cada ciclo de producción de acero y cada periodo de derivación durante cada corrida. (2) La Norma DGN-AA-10-1974 (Véase Referencias) se utilizará para determinar la concentración de partículas . El tiempo de muestreo y el volumen de muestreo no deberán ser menores de 60 minutos y 1 .5 metros cúbicos estándar seco respectivamente . Para todas las instalaciones el muestreo completo, de acuerdo al tiempo y volumen especificados, deberá continuar para un número entero de inyecciones de oxígeno primarias. 6 .1 .2 .3 Para dar cumplimiento con lo especificado en la Sección 6 .1 .1 .3, la instalación deberá utilizar dispositivos de monitoreo (véase sección 6 .1 .1 .2 (1) y (2)) durante las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 18 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO corridas de partículas para determinar los promedios de tres horas de las medidas requeridas. 6 .2 EMISIONES SECUNDARIAS PROCEDENTES DE UN convertidor B .O .F. 6 .2 .1 Monitoreo de Operaciones 6 .2 .1 .1 Todas las instalaciones reguladas por el presente estándar deberán instalar, calibrar, operar y mantener un dispositivo de monitoreo que evalúe y registre continuamente en cada ciclo de producción de acero, las diferentes velocidades de ventilación de salida en cada fase del ciclo, a través de cada ducto del sistema de captación de emisiones secundarias y •reportarán semestralmente todas las mediciones de las velocidades de ventilación de salida, sobre cualquier periodo mayor a tres horas, que promedie menos del 90% de las velocidades promedio de ventilación de salida, mantenidos durante la última prueba de desempeño en la cual la instalación regulada demostró el cumplimiento con el estándar. 6 .2 .1 .2 El dispositivo o los dispositivos de monitoreo se colocarán cerca de cada punto de captura del sistema de captación de emisiones secundarias, para monitorear adecuadamente los niveles de ventilación de salida, en distintos puntos alternativos aprobados previamente por CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO la autoridad. 6 .2 .1 .3 Estos dispositivos deberán calibrarse anualmente y en cualquier otra ocasión que la autoridad así lo requiera. 6 .2 .2 Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .2 .2 .1 Al llevar a cabo las pruebas de desempeño para demostrar el cumplimiento con los limites establecidos por el estándar en la sección 6 .2 se utilizarán los métodos y procedimientos que la autoridad especifique. 6 .2 .2 .2 La instalación deberá determinar el cumplimiento con el estándar de partículas como sigue: (1) Se registrarán los tiempos de inicio y término en cada ciclo de producción de acero durante cada corrida, considerando que un ciclo de producción de acero comienza cuando la chatarra o metal caliente se carga al horno (lo que suceda primero) y termina tres minutos después de que la escoria se vacía del horno a la cubeta de la escoria . No se requiere de ciclos de producción de acero consecutivos para determinar el cumplimiento . Cuando la estación de transferencia de metal caliente o de desnatado se regulan, el ciclo de producción de acero también incluye la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 20 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO operación de transferencia de metal caliente o desnatado. (2) La Norma DGN-AA-1O-1974 (Véase Referencias) se utilizará para determinar la concentración de partículas . El muestreo se llevará a cabo solamente durante el ciclo de producción de acero y por un número suficiente de ciclos de producción de acero para obtener un volumen total de muestra mayor o igual a 5 .67 metros cúbicos estándar seco para cada corrida. 6 .2 .3 Disposiciones para el cumplimiento 6 .2 .3 .1 Para determinar el cumplimiento con el límite de emisión de partículas especificado en la Sección 5 .2 .2, una instalación que opere con más de dos convertidores B .O .F . con ciclos traslapados puede operar únicamente un horno durante la prueba . Si se elige parar un horno, se concederá un periodo de tiempo razonable para ajustar los calendarios de producción antes de llevar a cabo las pruebas de cumplimiento . Durante la prueba de cumplimiento, el operador y/o propietario de una instalación regulada también puede elegir la suspensión de las operaciones del taller no sujetas a este estándar. 6 .2 .3 .2 Durante la prueba de cumplimiento para el estándar de emisión de partículas, si en una instalación se elige parar un horno en un taller que normalmente opera con dos hornos con ciclos traslapados ; la instalación debe operar el sistema de control de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 21 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO emisiones secundarias para el horno que está a prueba, a la velocidad de ventilación de salida para cada ducto que sea apropiada para la operación de un solo horno . Después de la prueba de cumplimiento, la instalación deberá operar el sistema de control de emisiones secundarias a velocidades de ventilación de salida que no sean menores del 90% de los valores de ventilación de salida establecidos durante la prueba de cumplimiento mas reciente. 6 .3 EMISIONES DE HORNOS DE ARCO ELECTRICO 6 .3 .1 Monitoreo de Operaciones 6 .3 .1 .1 En las instalaciones sujetas a las especificaciones de este estándar se debe verificar y registrar el amperaje del motor del ventilador del sistema de control y la posición de la compuerta una vez por turno, así como instalar, calibrar y mantener un dispositivo de monitoreo que registre continuamente el flujo volumétrico a través de cada capucha entubada por separado . El dispositivo de monitoreo puede instalarse en cualquier lugar apropiado en el ducto de salida de tal manera que el monitoreo de flujo sea reproducible . El dispositivo de monitoreo de flujo debe tener una exactitud del ±10% sobre su rango de operación normal y debe calibrarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante . La - CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 22 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL SIERRO Y EL ACERO autoridad puede requerir a la planta afectada que demuestre la exactitud del dispositivo de monitoreo de acuerdo con los métodos y procedimientos especificados por la misma. 6 .3 .1 .2 En la instalación se llevarán a cabo inspecciones mensuales de operación al equipo clave para el desempeño del sistema de captación (sensores de presión, compuertas, arrancadores de compuertas, etc .) . Esta inspección incluirá observaciones de la apariencia física del equipo (presencia de agujeros en el sistema de ductos de las capuchas, obstrucciones de flujo causadas por polvo acumulado, por abolladuras y erosión del ventilador) . Cualquier deficiencia se registrará y se le dará el mantenimiento adecuado. 6 .3 .1 .3 Se considera recomendable que los operadores y/o propietarios de instalaciones que utilicen Hornos de Arco Eléctrico, conduzcan las emisiones secundarias generadas en el proceso hacia un dispositivo de control. 6 .3 .2 Métodos y procedimientos de prueba 6 .3 .2 .1 Al llevar a cabo la prueba de cumplimiento con los límites establecidos en el estándar de la sección 5 .3 se utilizarán los métodos y procedimientos establecidos por la autoridad. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 23 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL Y EL HIERRO ACERO 6 .3 .2 .2 Durante las pruebas requeridas para demostrar el cumplimiento, no se deberán añadir diluyentes gaseosos al efluente de gases después del colector de filtros de tela presurizado, a menos de que la cantidad de diluyente se determine por separado y se considere en el cálculo de las emisiones. 6 .3 .2 .3 Cuando las emisiones de cualquier Horno de Arco Eléctrico se combinen con emisiones de instalaciones no sujetas a las especificaciones de este estándar y se controlen con un sistema de captación y un dispositivo de control comunes, el operador y/o propietario deberá utilizar uno o los dos procedimientos siguientes durante la prueba de desempeño: (1) (2) Determinación de cumplimiento usando las emisiones combinadas. Uso de un método aceptado por la autoridad que compense las emisiones de las instalaciones no sujetas a las especificaciones de este estándar. 1 El operador y/o propietario debe obtener la aprobación de la autoridad para el procedimiento que utilizará para determinar el cumplimiento . La notificación del procedimiento debe hacerse 30 días antes de la prueba de desempeño. 6 .3 .2 .4 La instalación deberá demostrar el cumplimiento con el estándar de partículas establecido como sigue: CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 24 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO (1) La Norma DGN-AA-10-1974 se utilizará para determinar la concentración de partículas . El tiempo de muestreo y el volumen de muestreo no deberán ser menores de 4 horas y 4 .5 metros cúbicos estándar seco respectivamente. (2) Cuando más de un dispositivo de control, dé servicio al Horno de Arco Eléctrico que se está probando, la concentración de partículas se determina . mediante la siguiente ecuación: Cp = [ E(1,N) (Cp i Qdci) ]/ E(l,N) Qdci Donde: Cp = Cp i N Concentración promedio de partículas en miligramos por metro cúbico estándar seco. = Concentración de partículas en el dispositivo de control "i" en miligramos por metro cúbico estándar seco. = Número total de dispositivos de control probados. Q dci = Flujo volumétrico de gases de chimenea del dispositivo de control "i" en metros cúbicos estándar seco por hora. 6 .3 .2 .5 El dispositivo de control, de cualquier instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, se diseñará y construirá de manera tal que posibilite llevar a efecto las mediciones de emisiones utilizando los métodos y procedimientos de prueba aplicables. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 25 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .4 EMISIONES DE HORNOS DE CUBILOTE 6 .4 .1 Monitoreo de Operaciones 6 .4 .1 .1 En las instalaciones sujetas a las especificaciones de este estándar se debe verificar y registrar el amperaje del motor del ventilador del sistema de control y la posición de la compuerta una vez por turno, así como instalar, calibrar y mantener un dispositivo de monitoreo que registre continuamente el flujo volumétrico de los gases de salida . El dispositivo de monitoreo puede instalarse en cualquier lugar apropiado en el ducto de salida de tal mañera que el monitoreo de flujo sea reproducible . El dispositivo de monitoreo de flujo debe tener una exactitud del ±10% sobre su rango de operación normal y debe calibrarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante . La autoridad puede requerir que se demuestre la exactitud del dispositivo de monitoreo de acuerdo con los métodos y procedimientos especificados por la misma. 6 .4 .1 .2 En la instalación se llevarán a cabo inspecciones operacionales mensuales del equipo clave para el desempeño del sistema de captación (por ejemplo: sensores de presión, compuertas, arrancadores de compuertas, etc .) . Esta inspección incluirá observaciones de la apariencia física del equipo (presencia de agujeros en el sistema de ductos de las capuchas, obstrucciones de flujo causadas por polvo acumulado, por abolladuras y erosión del CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 26 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO ventilador) . Cualquier deficiencia se registrará y se le dará el mantenimiento adecuado. 6 .4 .1 .3 Se considera recomendable que los operador y/o propietario de instalaciones que utilicen Hornos de Cubilote, conduzcan las emisiones secundarias generadas en el proceso a un dispositivo de control. 6 .4 .2 Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .4 .2 .1 Al llevar a cabo la prueba de cumplimiento con los límites establecidos en el estándar de la sección 5 .4 se =utilizarán los métodos y procedimientos establecidos por la autoridad. 6 .4 .2 .2 Durante las pruebas requeridas para demostrar el cumplimiento, no se deberán añadir diluyentes gaseosos al efluente de gases después del colector de filtros de tela presurizado, a menos de que la cantidad de diluyente set determine por separado y se considere en el cálculo de las emisiones. 6 .4 .2 .3 En la instalación se deberá demostrar el cumplimiento con el estándar de partículas establecido, mediante la determinación de la concentración de éstas utilizando el procedimiento descrito en la Norma DGN-AA-10-1974 . El tiempo de muestreo y el volumen de muestreo no deberán ser menores de 1 hora y 1 .5 metros cúbicos estándar seco respectivamente. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 27 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO 'Y EL ACERO 6 .4 .2 .4 La instalación deberá demostrar el cumplimiento con el estándar de monóxido de carbono establecido, mediante la determinación de la concentración de éste, utilizando el procedimiento descrito en la Norma DGN-AA-35-1976 (Véase Referencias). 6 .4 .2 .5 El dispositivo de control de cualquier instalación sujeta a las especificaciones de este estándar se diseñará y construirá de manera que posibilite llevar a efecto las mediciones de emisiones utilizando los métodos y procedimientos de prueba aplicables. 6 .5 EMISIONES DE LOS ALTOS HORNOS 6 .5 .1 Monitoreo de Operaciones En cualquier instalación regulada donde se utilicen lavadores Vénturi para el control de emisiones, se deberá instalar, calibrar, dar mantenimiento y operar continuamente dispositivos de monitoreo con las siguientes características: (1) Un dispositivo de monitoreo para las mediciones continuas de la caída de presión a través de la garganta del Vénturi . La exactitud este dispositivo deberá estar certificada por el fabricante dentro de un rango de ± 250 Pa (± 1 pulgada de agua). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 28 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO (2) Un dispositivo de monitoreo continuo de la presión de alimentación de agua al equipo de control . El fabricante deberá certificar para dicho dispositivo, que la exactitud de las mediciones de la presión de diseño de suministro de agua al dispositivo de control, se encuentran dentro de un rango del ± 5% de las mismas . El sensor de la presión del dispositivo de monitoreo o las derivaciones para la medición de presión deben localizarse cerca del punto de descarga de agua . La autoridad deberá dar su aprobación previa a la selección de puntos alternativos para la derivación o el sensor de presión. (3) Todos los dispositivos de monitoreo se calibrarán anualmante y en otras ocasiones si la Autoridad así lo requiere. 6 .5 .1 .2 Toda instalación sujeta a las especificaciones de esta sección reportará semestralmente todas las mediciones, sobre cualquier periodo de tres horas, en que el promedio esté a menos del 90% de los niveles promedio mantenidos durante la prueba de desempeño en la que se demostró el cumplimiento con el estándar de partículas especificado en la Sección 5 .5 .2. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 29 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO . Y EL ACERO 6 .5 .2 Métodos y Procedimientos de Prueba 6 .5 .2 .1 Al llevar a cabo la prueba de cumplimiento con los límites establecidos en el estándar de la sección 5 .5 se utilizarán los métodos y procedimientos establecidos por la autoridad. 6 .5 .2 .2 La instalación deberá comprobar el cumplimiento con el estándar de partículas mediante la determinación de la concentración de éstas utilizando el procedimiento descrito en la Norma DGN-AA-10-1974 (Véase Referencias) . El tiempo de muestreo y el volumen de muestreo no deberán ser menores de 60 minutos y 1 .5 metros cúbicos estándar seco respectivamente. 6 .5 .2 .3 Para dar cumplimiento con lo especificado en la Sección 6 .5 .1 .2, la instalación deberá utilizar dispositivos de monitoreo (véase sección 6 .5 .1 .1 (1) y (2)) durante las corridas de partículas para determinar los promedios de tres horas de las medidas requeridas. 6 .5 .2 .4 El dispositivo de control de cualquier instalación sujeta a las especificaciones de este estándar, se diseñará y construirá de manera que posibilite llevar a efecto las mediciones de emisiones utilizando los métodos y procedimientos de prueba aplicables. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 30 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .6 REQUERIMIENTOS DE REGISTRO Y REPORTE DE INFORMACION 6 .6 .1 Las disposiciones desarrolladas dentro de esta sección aplican a todos los hornos de fundición considerados en la presente norma. 6 .6 .2 Los registros de información requeridos deberán retenerse por lo menos 2 años a partir de la fecha de la medición. 6 .6 .3 El operador y/o propietario debe conducir la prueba de desempeño con el fin de demostrar el cumplimiento con los estándares establecidos en la presente norma . Asimismo suministrará a la autoridad un reporte de los resultados de la prueba . Este reporte debe incluir la siguiente información: (1) Nombre y dirección de la instalación (2) Representante de la planta (3) Marca y modelo del proceso, dispositivo de control y equipo de monitoreo continuo. (4) Diagrama de flujo de proceso y equipo de captación de emisiones incluyendo otros equipos o procesos conducidos al mismo dispositivo de control (5) Capacidad de diseño del equipo de proceso (6) Datos de operación: , (i) Lista de materiales, combustibles y peso de carga y vaciado (ii) Tiempo de inicio y término de operaciones, y bitácora de proceso (iii) Bitácora de operación del dispositivo de control (7) Tiempo y fecha de prueba CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 31 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO (8) Compañía que realiza la prueba Representante de la compañía que realiza la prueba (9) (10) Observadores externos de la prueba incluyendo inspectores (11) Descripción de la metodología de prueba utilizada (12) Localización esquemática del muestreo (13) Número de puntos de muestreo (14) Descripción del equipo de muestreo (15) Listado de calibración y procedimientos del equipo de muestreo (16) Hojas de datos de campo y de laboratorio (17) Descripción de los procedimientos de recuperación de muestras (18) Resultadps de la verificación de fugas del equipo de muestreo . (19) Descripción de los procedimientos de aseguramiento de calidad (20) Descripción de los procedimientos analíticos (21) Notas de las correcciones del blanco de muestra (22) Cálculos de emisión de muestra (23) Análisis de Resultados y Determinación del Cumplimiento CAPITULO 7 . METODOS DE PRUEBA Los métodos de prueba necesarios para verificar el cumplimiento de los estándares especificados en la presente norma serán aquellos especificados por la autoridad (Véase Referencias). CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 32 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO CAPITULO 8 . VIGILANCIA La Secretaría de Desarrollo Social por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente, así coma los Gobiernos del Distrito Federal y las Entidades Federativas y en su caso de los Municipios, se encargarán de vigilar el cumplimiento de la presente Norma Oficial Mexicana. CAPITULO 9 . SANCIONES El incumplimiento a las disposiciones contenidas en la presente Norma Oficial Mexicana, será sancionado conforme a lo dispuesto en la Ley general del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente, su Reglamento en materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmosféra y los demás ordenamientos jurídicos que resulten aplicables. CAPITULO 10 . BIBLIOGRAFIA Code of Federal 1. Regulations . "Standard of Performance for Iron and Steel Plants" Subparte N. U .S .A . 1974 2. Code of Federal Regulations . "Standard of Performance for Basic Oxygen Process Furnaces" Subparte Na . U .S .A . 1986 3. Code of Federal Regulations "Standar of Performance for Steel Plants : Electric Arc Furnaces" Subparte AA . U .S .A . 1971 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 33 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Code of Federal Regulations "Standarsof Performance 4. for Steel Plants : Electric Arc Furnaces and ArgonOxygen Decarburization Vessels" Subparte AAa. U .S .A . 1984 5. Ministerio del Interior de la República Federal de Alemania "Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes - Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft)" Parte 3 .3 .3 R .F .A . 1986 6. Van Nostrand Reinhold "Air Pollution Engineering Manual" Air and Waste Management Association Nueva York, U .S .A . 1992 7. United States Steel "The Making, Shaping and Treating of Steel", 9a . Edición . U .S .A . 1971 CAPITULO 11 . CONCORDANCIA CON LAS NORMAS INTERNACIONALES Para el establecimiento de los estándares emitidos en la presente Norma Oficial Mexicana se han tomado en cuenta los estándares especificados en la normatividad internacional (Estados Unidos, República Federal Alemana y Japón) que se ajustan de mejor manera a las tecnologías existentes en nuestro país . La presente Norma Oficial Mexicana coincide parcialmente con las siguientes normas internacionales: CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 34 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Normatividad de los Estados Unidos de Norteamérica Standards of 1. Performance for Iron and Steel Plants 2. Standards of Performance for Basic Oxigen Process Furnaces 3. Standards of Performance for Steel Plants : Electric Arc Furnaces and Argon-Oxygen Decarburization Vessels CAPITULO 12 . VIGENCIA La presente Norma entrará en vigor al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial de la Federación. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 35 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Apéndice A (Normativo) Resumen de Especificaciones de la Norma Oficial Mexicana que Establece los Limites Máximos Permisibles de Emisiones a la Atmósfera de Partículas y Gases en la Industria del Hierro y el Acero. TABLA A-i Límites Máximos Permisibles de Emisiones de Partículas y Gases Provenientes de la Industria del Hierro y el Acero Límites de Emisión Convertidor B .O .F . Horno de Arco Cubilote Altos Horno Electrico Partículas (mg/m3 ) 50 23 (E .P .) (E .S .) 12 80 80 Oxidos de Nitrógeno (PP m ) 180 180 180 100 Monóxido de Carbono ( g/m3 ) NE NE 1 NE Notas : (E .P .) = Emisión Primaria (E .S .) = Emisión Secundaria NE = No Especificado CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V. A-1 4 . Desarrollo del Estudio Ségunda Parte NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA DE CONTENIDO Desarrollo del Estudio Segunda Parte CAPITULO 6 .0 PROTOCOLO DE PRUEBA 6-1 6 .1 PROTOCOLO DE PRUEBA 6-1 6 .2 METODOS DE PRUEBA 6-3 6 .3 MONITOREO 6-3 6 .3 .1 Plantas que utilicen B .O .F Plantas que utilicen Arco Eléctrico Plantas que utilicen Cubilote Plantas que utilicen 6 .3 .2 6 .3 .3 6 .3 .4 Convertidores 6-3 Hornos de 6-4 Hornos de Altos Hornos 6-4 6-5 CAPITULO 7 .0 DETERMINACION DEL GRADO DE CONCORDANCIA ?-1 CAPITULO 8 .0 DEFINICION DE LAS CONDICIONES PARA DETERMINAR EL CUMPLIMIENTO Y CRITERIOS PROGRAMATICOS PARA LA APLICACION 8-1 8 .1 OBJRTIVO 8-1 8 .2 ANTECEDENTES 8-1 8 .3 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES ESTABLECIDOS EN LA NORMA OFICIAL MEXICANA 8-2 8 .4 TECNOLOGIAS DE CONTROL APLICABLES RECOMENDADAS PARA EL CUMPLIMIENTO 8- 8 .4 .1 Control de Emisiones de Partículas 8 .4 .1 .1 Ciclones 8 .4 .1 .2 Filtros de Bolsa 8 .4 .1 .3 Precipitadores Electrostáticos 8 .4 .1 .4 Lavadores Húmedos de Ionización CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . — . 8-3 8-4 8-5 8-6 8-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO .4 .1 .5 Lavadores Húmedos Control de Emisiones de Oxidos de Nitrógeno (NOs) 8 .4 .2 .1 Modificaciones de los Sistemas de Combustión 8 .4 .2 .2 Técnicas de Pre y Post Flama 8 8 .4 .2 8-8 8-9 8-9 8-11 8 .5 DETERMINACION DEL COSTO DE LA TECNOLOGIA RECOMENDADA PARA HACER APLICABLE LA NORMA OFICIAL MEXICANA 8-12 8 .6 DETERMINACION DEL COSTO DE EL CONTROL DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL Y EL BENEFICIO DERIVADO DE LA APLICACION DEL MISMO 8-14 8 .7 REFERENCIAS 8-20 CAPITULO 9 .0 PROGRAMA DE CONSULTA 9-1 9 .1 ANTECEDENTES 9-1 9 .2 OBJETIVO 9-2 9 .3 PARTICIPANTES 9-3 9 .4 ESTRATEGIAS 9-4 9 .5 CALENDARIZACION 9-6 9 .5 .1 9 .5 .2 Duración del Programa de Consulta Calendarización de Actividades CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-7 9-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO INDICE DE TABLAS TABLA 6 .1 Métodos de Prueba para Verificación de Cumplimiento con las Especificaciones del Anteproyecto TABLA 7 .1 Determinación del Grado de Concordancia TABLA 8 .1 Límites de Emisión Permisibles . Norma Oficial Mexicana TABLA 8 .2 Costos de Equipos de Control de Contaminación del Aire. Equipos de Remoción de Partículas TABLA 8 .3 Costos de Equipos de Control de Contaminación del ' Aire. Equipos de Control de Oxidos de Nitrógeno TABLA 9 .1 Programa de Consulta . Calendarización de Actividades INDICE DE FIGURAS FIGURA 8 .1 Curvas de Costo vs . Beneficio CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .0 PROTOCOLO DE PRUEBA 6 .1 PRUEBA DE DESEMPEÑO A fin de demostrar el cumplimiento con los estándares establecidos en la Norma Oficial Mexicana que establece los Límites Máximos Permisibles de Emisión a la Atmósfera de Partículas y Gases generados en la Industria del Hierro y el Acero, el propietario u operador de cualquier instalación regulada por el presente estándar llevará a cabo una prueba de desempeño y canalizará a la Autoridad un reporte por escrito de los resultados de dicha prueba. La Prueba de desempeño se llevará a cabo de acuerdo con los métodos y procedimientos que se establecen en el estándar y en el presente documento, o de acuerdo con aquellos métodos alternativos que en su caso especifique o autorice la Autoridad. La prueba deidesempeño se llevará a cabo bajo las condiciones que especifique la Autoridad, en base al desempeño de cada instalación en particular . El propietario u operador de cualquier instalación afectada deberá suministrar a la Autoridad los registros de información representativa de la operación que ésta considere necesaria para determinar las condiciones de la prueba . Las operaciones efectuadas durante periodos de arranque, paro o mal funcionamiento de las instalaciones no se considerarán representativas, para efectos de la determinación del desempeño. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO El propietario u operador de cualquier instalación regulada por la presente norma deberá notificar a la Autoridad con treinta días de anticipación a la prueba de desempeño a fin de hacer posible que un inspector se encuentre presente durante la misma. Para llevar a cabo la prueba de desempeño, el propietario u operador hará los arreglos pertinentes a fin de que la instalación cuente con plataformas y puertos de muestreo adecuados, asi como instalaciones seguras de acceso hacia ellos, de acuerdo con el Instructivo de Plataformas y Puertos de Muestreo (CCATFF-001) para la Medición de Gases y Partículas en Ductos o Chimeneas de las Fuentes Fijas. A menos que la Autoridad especifique otra cosa, la prueba de desempeño consistirá en tres corridas separadas, utilizando los métodos adecuados bajo las condiciones y los tiempos establecidos en el estándar aplicable . A fin de determinar si se cumple con los estándares establecidos en la norma, se compararán las medias aritméticas de los resultados de las tres corridas con los límites máximos permisibles establecidos . En el caso de que una muestra se pierda accidentalmente o de que una de las tres corridas se vea suspendida debido a un paro forzoso, a una falla en una porción irreparable del tren de muestreo, a condiciones meteorológicas extremas u otras condiciones que escapen al control del propietario u operador de la planta, con la previa aprobación de la Autoridad, es posible comparar los límites establecidos con la media aritmética de los valores de las otras dos corridas. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .2 METODOS DE PRUEBA La Tabla 6-1 presenta los métodos de prueba aplicables para la determinación del cumplimiento con los estándares establecidos en el Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana. 6 .3 MONITOREO 6 .3 .1 Plantas que utilicen Convertidores B .O .F Las instalaciones que produzcan hierro y acero mediante convertidores B .O .F . registrarán diariamente el tiempo de inicio y término de cada ciclo de producción de acero y su duración (en minutos), así como el tiempo y duración de cualquier derivación de los gases de salida de la chimenea principal del Convertidor B .O .F . mediante un instrumento único de medición de tiempo, el cual servirá además para la sincronización diaria de todos los dispositivos de monitoreo . Estos dispositivos se calibrarán por lo menos una vez por año . Aquellas instalaciones que utilicen lavadores Venturi como dispositivos de control, deberán contar con dispositivos de monitoreo continuo para los siguientes parámetros: La caída de presión a través de la garganta del Venturi. La presión de alimentación de agua al equipo de control. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6-3 TABLA 6-1 Métodos de Prueba para verificación de cumplimiento con las especificaciones del Anteproyecto Parámetro Método de determinación Partículas DGN-AA-10-1974 NOM- "Determinación de la Emisión de Partículas Sólidas contenidas en los Gases que se descargan por un Conducto". Isocinético DGN -AA-35-1976 NOM- "Determinación de Bióxido de Carbono, Monóxido de Carbonos Oxigeno en los Gases de Combustión" Por Absorción EPA Método 7E Por Quimioluminiscencia Monóxido de Carbono (CO) Oxidos de Nitrógeno Tipo de Método NOM -•EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Las velocidades de ventilación de gases de salida para cada fase del ciclo de producción de acero a través de cada ducto del sistema de captación de emisiones secundarias. 6 .3 .2 Plantas que utilicen Hornos de Arco Eléctrico En las instalaciones que operen con Hornos de Arco Eléctrico, se debe verificar y registrar el amperaje del motor del ventilador del sistema de control y la posición de la compuerta una vez por turno . Además se deberá monitorear continuamente el flujo volúmetrico a través de cada capucha entubada por separado . Una vez por mes, se llevarán a cabo inspecciones del equipo clave para el sistema de captación de contaminantes. 6 .3 .3 Plantas que utilicen Hornos de Cubilote En las instalaciones que operen con Hornos de Cubilote se debe verificar y registrar el amperaje del motor del ventilador del sistema de control y la posición de la compuerta una vez por turno. Además se deberá monitorear continuamente el flujo volúmetrico de los gases de salida . Una vez por mes, se llevarán a cabo inspecciones del equipo clave para el sistema de captación de contaminantes. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 6 .3 .4 Plantas que utilicen Altos Hornos Las instalaciones que produzcan hierro y acero mediante Altos Hornos calibrarán sus dispositivos de monitoreo por lo menos una vez por año. Aquellas instalaciones que utilicen lavadores Venturi como dispositivos de control, deberán contar con dispositivos de monitoreo continuo para la calda de presión a través de la garganta del Venturi y para la presión de alimentación de agua al equipo de control. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 6-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO CAPITULO 7 . DETERMINACION DEL GRADO DE CONCORDANCIA Los estándares propuestos por el presente Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana para la emisión de partículas provenientes de Convertidores B .O .F . y Hornos de Arco Eléctrico, concuerdan con los estándares publicados en el título 40 (Protección del Medio Ambiente), Capítulo 1 (Agencia de Protección Ambiental), Subcapítulo C (Programas de Aire), Parte 60 (Estándares de Desempeño para Fuentes Estacionarias Nuevas) del Code of Federal Regulations de Estados Unidos, bajo los siguientes títulos: Subparte AA : Standards of Performance for Steel Plants : Electric Arc Furnaces. Subparte N : Standards of Performance for Primary Emissions from Basic Oxygen Process Furnaces. Subparte Na : Standards of Performance for Secondary Emissions From Basic Oxygen Process Steelmaking Facilities. Los estándares propuestos para los Hornos de Cubilote y para los Altos Hornos no tienen concordancia con la normatividad revisada. Los estándares propuestos para las emisiones de Oxidos de Nitrógeno provenientes de los Convertidores B .O .F ., Hornos de Arco Eléctrico, de Cubilote y Altos Hornos concuerdan en su CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 7-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO totalidad con la normatividad de Japón en esta materia. El estándar propuesto para las emisiones de Monóxido de Carbono provenientes de los Hornos de Cubilote, concuerda con la normatividad de la República Federal Alemana en esta materia (Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum BundesImmssionsschutzgesetz, parte 3 .3 .3). En la Tabla 7 .1 se muestra la comparación entre las normatividades de Estados Unidos, de la República Federal Alemana y Japón con la propuesta para la Norma Oficial Mexicana que establece los límites máximos permisibles de emisiones a la atmósfera de partículas y gases en la industria del Hierro y el Acero. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 7-2 TABLA 7 .1 DETERMINACION DEL GRADO DE CONCORDANCIA MEXICO ESTADOS UNIDOS JAPON REPI~LICA FEDERAL ALEMANA . Partículas NOx CO Partículas NOx CO Partículas NOx CO Partículas NOx CO (mg /m 3 ) (ppm) (g/m3 ) (mg/m3 ) (ppm ) (g/m3 ) (mg /m3 ) (ppm) (9/m3 ) (mg/m3 ) (ppm) (g/m3 ) NE NE NE NE NE NE 180 NE 50 (1) 50 (3) Convertidor 180 BOF NE 68 (4) 23 (2) 23 (5) Horno de Arco Eléctrico Horno de 12 180 NE 12 NE NE 20 NE NE NE 180 NE 80 180 1 .0 NE NE NE 50 NE 1 .0 NE 180 NE 80 100 NE NE NE NE NE NE NE 30 (6) 100 NE Cubilote Alto Horno 50 (7) NE (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) No existe Estándar para emisiones primarias. Estándar para emisiones secundarias. Estándar para emisiones primarias de hornos construidos después del 11 de junio de 1973 y antes del 20 de enero de 1983 y para hornos construidos después del 20 de enero de 1983 con capuchón abierto coma método de control. Estándar para emisiones primarias de hornos construidos después del 20 de enero de 1983 con capuchón cerrado como método de control. Estándar para emisiones secundarias. Estándar especial de emisiones para áreas críticas. Estándar general de emisiones. NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 8 .0 DEFINICION DE LAS CONDICIONES PARA DETERMINAR EL CUMPLIMIENTO Y CRITERIOS PROGRAMATICOS PARA LA APLICACION 8 .1 Objetivo Esta sección tiene como objetivo el determinar el tiempo, el costo, la tecnología necesaria y las estrategias de implementación para hacer aplicable la Norma Oficial Mexicana que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases provenientes de la industria del hierro y el acero. 8 .2 Antecedentes La Norma Oficial Mexicana que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases provenientes de la industria del hierro y el acero, ha sido fundamentada en el estudio detallado de la industria de producción de hierro y acero existente en nuestro país, tomando en cuenta sus características ambientales y la repercusión que, che las emisiones procedentes de ésta, puede tener sobre la salud humana y del ambiente en general (Véase Capítulo 2 y 3 del Desarrollo del Estudio). La Normatividad Internacional en materia de prevención y control de la contaminación ambiental, relacionada con la ' industria de producción de hierro y acero, ha servido de base para el establecimiento de los límites máximos permisibles emitidos en la Norma Oficial Mexicana propuesta . A fin de considerar las características de la industria instalada en nuestro CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO país, ha sido necesario realizar muestreos en distintas industrias representativas para posteriormente evaluar, comparar y determinar el grado de aplicación local que puedan o no tener los limites emitidos en las regulaciones equivalentes existentes en otros paises. Los muestreos aleatorios realizados durante el desarrollo de la presente Norma Oficial Mexicana, han dado como resultado que la industria instalada en nuestro país puede sujetarse a los estándares emitidos, los cuales han sido establecidos tomando en cuenta tanto los resultados obtenidos en los muestreos como la información, obtenida de otros países, relacionada con los limites máximos permisibles y los equipos de control utilizados para lograr el cumplimiento. 8 .3 Limites Máximos Permisibles establecidos en la Norma Oficial Mexicana Considerando la clasificación de la industria en México, desarrollada en el Capítulo 2 del Desarrollo del Estudio, la normatividad mexicana clasifica a las plantas de fundición de hierro y acero en cuatro tipos de hornos: 1. Convertidores B .O .F. 2. Hornos de Arco Eléctrico 3. Hornos de Cubilote 4. Altos Hornos Los límites permisibles de emisión a la atmósfera especificados en la Norma Oficial Mexicana se muestran en la Tabla 8 .1. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-2 NOM EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 8 .1 Límites de Emisión Permisibles Norma Oficial Mexicana Límites de Emisión Convertidor B .O .F . Horno de Arco Cubilote Altos Horno Electrico Partículas (mg/m 3 ) 50 (E .P .) 23 (E .S .) 12 80 80 Oxidos de 180 180 180 100 NE NE 1 NE Nitrógeno (PP m ) Monóxido de Carbono (g/m 3 ) Notas : (E .P .) = Emisión Primaria (E .S .) = Emisión Secundaria NE = No Especificado 8 :4 Tecnologías de Control aplicables recomendadas para el cumplimiento 8 .4 .1 Control de Emisiones de Partículas El control de las emisiones de partículas es critico para dar cumplimiento a los estándares emitidos en la Norma Oficial Mexicana . Es común que ciertos compuestos (incluyendo algunos metales tóxicos) se vaporicen en la cámara de combustión y más adelante se condensen corriente abajo . Tales compuestos pueden encontrarse en forma de partículas muy finas (< 1 4m) conforme pasan a CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO través de los dispositivos de control . Para controlar este tipo de emisiones se requieren aparatos colectores de partículas de alta eficiencia. Además de la vaporización de varios compuestos, el arrastre de materiales en un horno puede generar una gran cantidad de partículas constituyendo una fuente importante no controlada de emisión. Los dispositivos de control de partículas más comúnmente utilizados son los ciclones, filtros de tela, precipitadores electrostáticos, lavadores húmedos de ionización y lavadores húmedos. 8 .4 .1 .1 Ciclones Los ciclones constituyen un método de remoción de partículas medianas y gruesas de . corrientes gaseosas . Por lo general no son suficientes para cumplir con estándares de emisión de partículas muy estrictos por sí solos, pero son útiles como prelavadores para otros dispositivos de control más especializados (p .e . filtros de bolsa) y como dispositivos de recuperación de productos secos. Un ciclón es una unidad cilíndrica con fondo cónico . Los gases entrantes se introducen tangencialmente por la parte superior del ciclón donde son forzados a girar en un vórtice . Las partículas más pesadas de la corriente de gases, son lanzadas más hacia afuera bajo la influencia de la fuerza centrífuga, hasta que golpean con las paredes CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO del ciclón, después de esto caen por gravedad a través de una delgada capa laminar de aire cercana a la pared, las partículas se descargan por el fondo del ciclón hacia tolvas de polvos . Los gases limpios salen por la parte superior del ciclón. 8 .4 .1 .2 Filtros de bolsa Consisten en un conjunto de bolsas de tela a través de los cuales pasan los gases de chimenea . En la superficie de las bolsas va creciendo una torta de partículas que funciona como el mecanismo principal de tamizado . Conforme aumenta el grosor de la torta, aumenta la caída de presión a través del sistema de filtración, y es necesario limpiar las bolsas revirtiendo la corriente de aire . Los sistemas de filtros de bolsas cuentan con un número de bolsas, situadas en configuraciones tales que_ mientras unas se limpian, otras continuan en operación. La caída de presión del gas y la relación airetela son los principales parámetros de control que afectan la eficiencia de remoción de partículas de los filtros de bolsa . Estos son dispositivos muy eficientes de colección de partículas mayores de 0 .1 gm de diámetro a una caída de presión de 0 .5-1 .5 kPa y son capaces de remover una cantidad sustancial de partículas hasta de 0 .01 µm . Las telas utilizadas para la fabricación de bolsas, generalmente son sensibles a la temperatura por lo que los gases de combustión se deben enfriar a menos de 300° C a CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO contracorriente . Los filtros de bolsa pueden recubrirse con cal para remover los gases ácidos por absorción y así evitar que la tela se dañe por acción de los mismos. 8 .4 .1 .3 Precipitadores Electrostáticos Los Precipitadores Electrostáticos PEs, usan una descarga de corona para dar una carga a las partículas y separarlas de la corriente de gases en un campo eléctrico intenso . En el precipitador, se crea un campo eléctrico en el que los iones cargados negativamente fluyen de los electrodos de emisión (alambres) a los electrodos colectores en el fondo (placas o tubos). Los gases de combustión fluyen a través de estos campos eléctricos y las partículas contenidas en los gases se cargan negativamente por el bombardeo con iones cargados negativamente . Las partículas ya cargadas migran hacia el electrodo colector como resultado de fuerzas electrostáticas. Los precipitadores electrostáticos se pueden diseñar en base seca o húmeda . Los PE en base seca remueven las partículas mediante barridos periódicos en las placas (o tubos) ; que tiran las partículas a tolvas que se encuentran localizadas en el fondo de la unidad . Los PEs en base seca tienen la ventaja de que colectan las partículas secas y no producen aguas residuales, sin embargo los PEs en base húmeda presentan la ventaja de que son ligeramente más CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO eficientes y pueden remover parte de los gases ácidos . Los dos tipos de PEs son capaces de alcanzar altas eficiencias de colección de partículas finas, hasta de 0 .1 µm con bajas caídas de presión, hasta de 0 .25kP. Los parámetros de control primarios que afectan la eficiencia de remoción de los PEs son el voltaje aplicado, el flujo de gases de chimenea y el área superficial de la placa colectora . La eficiencia de colección aumenta en relación directa al voltaje aplicado, en relación directa al área superficial, e inversamente proporcional al flujo de gases. 8 .4 .1 .4 Lavadores Húmedos de Ionización El principio de operación de un lavador húmedo de ionización (LHI) es similar al de un PE . En un LHI, los gases de chimenea pasan a través de un campo eléctrico que induce una carga negativa a las partículas contenidas en los gases . Los gases de chimenea pasan después a través de una torre de lecho empacado, donde las partículas grandes se colectan en los materiales de empaque húmedos por impacto inercial y las partículas más pequeñas se colectan - por atracción electrostática a los materiales de empaque . El lecho empacado y húmedo de un LHI también es eficiente en la absorción de gases ácidos . Las partículas colectadas y los contaminantes gaseosos salen en una corriente de agua residual por el fondo de la torre. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-7 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 8 .4 .1 .5 Lavadores húmedos En un lavador Vénturi, los gases de chimenea pasan a través de una restricción o garganta, que aumenta las velocidades de gas aproximadamente de 30-120 m/seg . Un liquido lavador, que puede ser agua o solución alcalina, se introduce a través de la garganta, por lo general a través de boquillas de aspersión . El gas a alta velocidad atomiza el líquido de lavado en gotas finas que remueven las partículas y una buena proporción de gases ácidos en la corriente de gas . La temperatura de gas desciende cuando el gas se acelera a través de la garganta lo cual induce a la condensación de ciertos compuestos volátiles en forma de partículas . Como otros lavadores húmedos, los lavadores Vénturi requieren por lo general de un eliminador de humedad corriente abajo y producir un residuo húmedo (agua residual) que requiera posterior tratamiento. Los parámetros primarios de control que afectan la eficiencia de remoción de partículas y los lavadores Vénturi son la caída de presión y la relación gas-líquido . Los lavadores Vénturi presentan alta eficiencia para remover partículas de un diámetro mayor de 1 µm con una caída de presión de 7 .5 a 12 .5 kPa . Las relaciones gas-líquido varían de 0 .7 - 2 .7 L/m 3 . Los lavadores Vénturi pueden remover partículas tan pequeñas como 0 .2µm de diámetro, pero a costa de altas caídas de presión. Los filtros de bolsas y los precipitadores por lo general son más económicos y más efectivos en la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-8 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO remoción de partículas de menos de 1 µm de diámetro. Los lavadores Vénturi también pueden remover gases ácidos por la adición de álcalis al agua de lavado, sin embargo su eficiencia es baja. 8 .4 .2 Control de Emisiones de Oxidos de Nitrógeno NOX Las emisiones de óxidos de Nitrógeno se forman cuando el Nitrógeno contenido o expedido por los combustibles fósiles o en la materia prima, se oxida . Las emisiones de NO X contribuyen a la creación de lluvia ácida, al desgaste del ozono atmosférico y al aumento de oxidantes atmosféricos . La formación de óxidos de nitrógeno se a puede reducir hasta un 90% por la modificación del sistema de combustión y se pueden controlar efectivamente mediante técnicas de pre y postflama. 8 .4 .2 .1 Modificaciones de los sistemas de combustión A) Operación con bajo exceso de aire La operación con bajo exceso de aire se logra a través de la reducción del aire suministrado a la cámara de combustión hasta que se alcanza una restricción ambiental, de seguridad o en relación a la producción . La formación de NO X se limita por lo tanto, como resultado de la reducción de oxígeno disponible en la zona de combustión . Las operaciones con bajo exceso de aire pueden alcanzar reducciones de NOX del 20-25% . Las operaciones de CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-9 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO reducción de suministro de aire se pueden aplicar casi a algunos tipos de dispositivos utilizados para la fundición de hierro y/o acero. B) Reducción de temperatura de flama La formación de NO X depende de manera importante de la temperatura más alta del horno, por ejemplo la formación de NO X vía fijación química térmica, cesa esencialmente a temperaturas menores a 1650°C . La técnica de reducción de temperatura incluye: Reducción del precalentamiento de aire, ya sea por derivación de los dispositivos de precalentamiento de aire de combustión o por reducción de la eficiencia de los dispositivos de precalentamiento. Por introducción de agua o vapor al aire de combustión. Por recirculación de los gases de chimenea al horno provenientes de una cámara localizada inmediatamente a co-corriente de una unidad de enfriamiento (este método presenta la ventaja de suministrar aire de combustión con niveles de oxigeno bajos). Aún cuando las técnicas de reducción de la temperatura reportadas alcanzan reducciones en las emisiones de NO X hasta del 80%, presentan la CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-10 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO desventaja de que reducen la eficiencia térmica. 8 .4 .2 .2 Técnicas de pre y post-flama. Las emisiones de NO S también 'pueden controlarse a través del uso de varias técnicas de pre y post-flama, incluyendo la denitrificación de combustibles, reducción selectiva catalítica y no-catalítica y el uso de lavadores húmedos. La denitrificación del combustible no se lleva a cabo con el solo propósito de reducir las emisiones de NO S , por el contrario , es un beneficio paralelo de otros procesos de limpieza de combustible, tales como desulfuración, refinación de solventes o limpieza de carbón. Las técnicas de reducción selectiva catalítica y no catalítica involucran la inyección de un reactivo a la corriente del gas de chimenea . El material inyectado (por lo general amoniaco, al que algunas veces se le añade hidrógeno), reduce el NOS a nitrógeno y agua . Esta reacción de reducción se ve afectada por la temperatura, el tiempo de residencia y el nivel de oxígeno . Para aumentar la velocidad de reacción, se pueden utilizar catalizadores tales como platino, sulfato de cobre, óxidos de titanio y vanadio y otros óxidos y sulfatos de metales activos . Las técnicas de reducción catalítica selectiva permiten lograr reducción de NO S del 80-95% . El único problema asociado con el uso de esta técnica es la limitación de la vida útil del catalizador . La reducción selectiva, no catalizada reduce los niveles de NO S de 4060%. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-11 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Existen varios diseños disponibles de lavadores húmedos para reducción de NO S . Estos diseños se pueden clasificar como lavadores de oxidación-absorción reducción, de absorción-reducción, de oxidación-absorción o de absorción-oxidación . Estos procesos usan soluciones que reaccionan con el NO u oxidan en fase gas el NO a NO2 . De los diseños mencionados, el lavador de oxidaciónabsorción-reducción es el que se encuentra más desarrollado y presenta las mejores ventajas. 8 .5 DETERMINACION DEL COSTO DE LA TECNOLOGIA RECOMENDADA PARA HACER APLICABLE LA NORMA OFICIAL MEXICANA A continuación se presenta el costo de la tecnología recomendada en la sección 8 .4 del presente documento, para hacer aplicable la Norma Oficial Mexicana . Cabe hacer notar que dicha tecnología es la más comúnmente utilizada mas no es la única que, para fines de control de emisiones, puede ser utilizada. Todos los costos se reportan en dólares americanos en 1992 . Los costos son una función de múltiples variables incluyendo entre otros : la capacidad de los hornos de fundición y dispositivos, las propiedades físicas y químicas de la materia prima utilizada, el grado de sofisticación del sistema, los controles regulatorios y los factores económicos regionales y locales . Los costos reportados en las Tablas 8 .2 y 8 .3, son solo una estimación global .'Todas las unidades son métricas . Las referencias se enlistan al fin de las tablas. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-12 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 8 .2 Costos de Equipo de Control de Contaminación del Aire Equipos de Remoción de Partículas Tipo de Equipo Costo Estimado de Capital a Número de Referencia Flujo de alimentación de gas de 60 mcmr $21,000 3 Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr $140,000 3 Flujo de alimentación de gas de 1,700 mcmr $270,000 3 Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr $550,000 3 Flujo de alimentación de gas de 3,000 mcmr $2'100,000 3 Flujo de alimentación de gas de 9,000 mcmr $5'500,000 3 $690,000 3 Flujo'de alimentación de gas de 3,000 mcmr $1'400,000 3 Flujo de alimentación de gas de 9,000 mcmr $2'600,000 3 Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr $1'100,000 3 Flujo de alimentación de gas de 3,000 mcmr $2'700,000 3 Flujo de alimentación de gas de 9,000 mcmr $6'900,000 3 Flujo de alimentación de gas de 150 mcmr $430,000 1 Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr $860,000 1 $1'700,000 1 $600,000 3 Flujo de alimentación de gas de 3,000 mcmr $1'600,000 3 Flujo de alimentación de gas de 9,000 mcmr $3'400,000 3 $600,000 3 Flujo de alimentación de gas de 3,000 mcmr $2'100,000 3 Flujo de alimentación de gas de 9,000 mcmr $8'200,000 3 Equipos de remoción de partículas Ciclón Filtro tejido Precipitador electrostático (para partículas de baja a moderada resistividad y 99% de eficiencia de colección) Precipitador electrostático (para partículas de alta resistividad y 99% de eficiencia de colección) Lavador Húmedo de Ionización Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr Flujo de alimentación de gas de 1,700 mcmr Lavador Vénturi (oP=5,000 Pa) Lavador Vénturi (oP=10,000 Pa) Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr Flujo de alimentación de gas de 600 mcmr a Incluye costos de instalación mcmr = metros cúbicos por minuto reales CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-13 NOM — EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO TABLA 8 .3 Costos de Equipo de Control de Contaminación del Aire Equipos de Control de Oxidos de Nitrógeno Tipo de Equipo Costo Estimado de Capital (a) Número de Referencia Equipos de Control de NOx Modificación de sistemas de combustión Bajo exceso de aire Recirculación de flujo de gas 520,000-560,000 b 3 530,000-80,000 c 3 < 510000d 3 $7,000-20,000 2 $40,000-50,000 < 25 millones de BTU/hr S80,000-120,000 >25 millones de BTU/hr 2 Precalentamiento de aire reducido Modificación del quemador Dispositivo de atomización a un quemador existente Reemplazamiento de quemador mcmr - metros cúbicos por minuto reales ; kg/hr - kilogramos por hora a Incluye costos de instalación b Los costos incluyen et montaje del sistema de oxfgeno (analizador de oxfgeno, reguladores del flujo de aire) y modificación del quemador. c Los costos incluyen el montaje del sistema de oxigeno, puertos de entrada de aire, modificación del d quemador, poder del ventilador grande. Usualmente pequeño o sin modificación requerida. 8 .6 DETERMINACION DEL COSTO DE EL CONTROL DE LA CONTAMINACION AMBIENTAL Y EL BENEFICIO DERIVADO DE LA APLICACION DEL MISMO En esta sección se describirán de manera general los aspectos económicos del control de la contaminación del aire, considerando tanto los costos derivados del beneficio resultante de su control como los costos derivados de los daños ocasionados por la falta de control. 4, CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8 — 14 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO A nivel internacional se han desarrollado estudios exhaustivos i4 en los que se ha hecho un intento por cuantificar el costo real de la contaminación del aire sin control y la cuantificación del beneficio ocasionado por su control . Estos estudios han tomado en cuenta diversos aspectos tales como el costo de los daños a la salud humana para los sectores públicos y privados, el costo del incremento de empleos ocasionado por los requerimientos de la autoridad en cuanto al control de las emisiones contaminantes, el costo de decremento en los empleos ocasionado por el cierre de plantas cuyas condiciones económicas no son suficientemente adecuadas como para absorber los costos del equipo de control, los costos de los daños causados en los materiales, en la vegetación y en las propiedades residenciales asi como los beneficios económicos, derivados del valor de recuperación y/o la influencia de las operaciones de tecnologías limpias sobre la vegetación, la limpieza del aire y del suelo, de los materiales y las residencias. De acuerdo a estos estudios, de los costos totales del no control de la contaminación del aire, el 38% son costos ocasionados por daños a la salud, el 32% son costos derivados del daño a la propiedad residencial, el 29% son costos derivados de daños a los materiales y el restante 1% son costos derivados de daños a la vegetación y a la fauna. En cuanto a los contaminantes principales del aire, los costos derivados de los daños ocasionados por éstos, se fraccionan de la siguiente manera : el 36% son costos CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-15 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO derivados de daños ocasionados por material particulado, el 51% son costos derivados de daños ocasionados por los SOx, el 5% son costos derivados de daños ocasionados por los NOx y el restante 7% son costos derivados de daños ocasionados por oxidantes fotoquímicos. Los principales daños a la salud asociados con la contaminación del aire son principalmente enfermedades tales como el cáncer en el sistema respiratorio, la bronquitis crónica, la neumonía, los resfriados comunes, el enfisema y el asma. Los daños ocasionados a la vegetación, por la falta de control de la contaminación atmosférica, repercuten principalmente en la agricultura, horticultura y los terrenos forestales. Los daños ocasionados sobre los materiales, por la falta de control de la contaminación atmosférica, incluyen la corrosión de los metales, el daño a textiles y otras fibras, el daño de pintura y recubrimientos decorativos de edificaciones y casas en general, etc. Los daños ocasionados sobre la propiedad de valores contempla principalmente la devaluación de terrenos residenciales los cuales se ven afectados por el incremento en los niveles de contaminación atmosférica. Los párrafos anteriores dan una idea de los costos y beneficios del control de la contaminación ambiental. Es obvio que es sumamente difícil cuantificar de manera exacta todos estos costos pues se requiere de una CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-16 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO investigación exhaustiva para la obtención de infomación exacta y detallada. La Figura 8 .1, contiene curvas generalizadas que ilustran el comportamiento entre el costo de la contaminación del aire no controlada, el costo real del control de la contaminación asi como los recursos disponibles para invertir en la limpieza del aire . Estas curvas indican únicamente un comportamiento supuesto, es decir una aproximación básica que nos permite tener una orientación sobre como dar mejor manejo a los problemas de contaminación del aire. La Figura 8 .1, muestra que el costo del control de contaminantes se incrementa de manera exponencial conforme aumenta el porcentaje de remoción . En otras palabras, esto quiere decir que es relativamente fácil remover las primeras pocas toneladas de contaminantes de el aire, pero que es prácticamente imposible removerlos en su totalidad . Otra curva nos muestra que el costo real de la contaminación no controlada se incrementa de manera proporcional al decremento en la remoción de contaminantes . La curva de los recursos disponibles aumenta en primera instancia por la buena voluntad del público en general para resolver los problemas relacionados con la contaminación del aire, sin embargo su comportamiento muestra que mientras los costos de control se incrementan de manera considerable, la posibilidad de inversión disminuye. Un concepto cuyo para curvas comportamiento es asimétrico, tal como se presenta en las CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . económico 8-17 /''. : . : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : . . . . . . : : .. . :8:, ~y : F t Gi U R.A : .: .. . . . Gur:vas de : . . . nefi~io . . . . . . o #o :vs. . . ~ e . . . . .. . . . . . . .. . .. . . . . . .. . . . .. . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . .. .. .. . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. .. .. . . . .... . . . . .. . . . : .. .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . . . . . . . .. . . .. \ \ COSTO REAL DE LA CONTAMINACION NO CONTROLADA \ N W \ RECURSOS DISPONIBLES \ \ \ Q J COSTO DEL CONTROL DE LA CONTAMINACION 0 NADA REMOVIDO ALGO REMOVIDO MITAD REMOVIDA MUCHO REMOVIDO TODO REMOVIDO NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO curvas mencionadas anteriormente, es el hecho de que el punto económico óptimo se define en la intersección de dichas curvas . Sin embargo, para definir este, se requiere de datos específicos y exactos que nos den una aproximación real de dichas curvas. Para una cuantificación real y actualizada de los beneficios que se derivan de la aplicación de la Norma Oficial Mexicana, se requieren datos específicos, establecidos en una base de caso por caso, que incluyan distintos aspectos relacionados con la generación de los contaminantes emitidos en el área industrial a la que los hornos de fundición dan servicio, los daños ocasionados por estos a la salud, al ambiente natural, a los ecosistemas, a las propiedades y a los materiales ; asi como el contar con informacion detallada y específica en una base de caso por caso de los costos de control necesarios para un tipo de horno en específico, el costo de operación y las utilidades derivadas de éste. Por lo cual, para una determinación de los beneficios reales cuantificables, es necesario en primera instancia partir del desarrollo de una fuente de información completa y confiable que incluya un inventario actualizado de hornos de fundición, de sus emisiones específicas y del control con el que actualmente cuentan. A continuación se enumeran con un enfoque general, los beneficios considerados cualitativamente que se derivan de la aplicación de la Norma Oficial Mexicana. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-18 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO A) Beneficios en General La continua y cada vez mas creciente generación de emisiones contaminantes ha traido consigo en los últimos años, un desequilibrio en la infraestructura de tratamiento y control adecuados, que permita asegurar de algún modo, la salud de la población, la integridad de sus propiedades y del medio ambiente en general . El tratamiento y control inadecuados de las emisiones contaminantes, causa directa o indirectamente daños adversos a la salud pública y al ambiente circundante. Debido a esto, la aplicación de la Norma Oficial Mexicana que establece los limites permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases procedentes de la industria del hierro y del acero, constituye un beneficio a la sociedad en su conjunto. B) Beneficios Públicos BENEFICIOS PÚBLICOS AÑOS Proteger de las emisiones contaminantes que se derivan de las plantas de fundición de hierro y acero, a la población en general y muy especialmente a la población mas sensible asi como a la que se encuentre en las colindancias del sitio donde se localice la planta. Permanente Garantizar a la sociedad la conservación del ambiente en general y de los ecosistemas mas sensibles y especies animales y vegetales, endémicas o en peligro de extinción . Permanente Reducir la atención de enfermos en instituciones de salud pública asi como los riesgos posteriores de daños a la población . Reducir los costos de daños a la propiedad y a los materiales derivados de la contaminación del aire . CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . Permanente Permanente 8-19 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Por todos los beneficios que se derivan de la aplicación de la norma, se justifica su aplicación y se considera que es una alternativa adecuada para abatir el deterioro del medio ambiente y garantizar la seguridad de las personas y de sus propiedades. Las estrategias de implementación asi como las bases para el monitoreo de operaciones y los métodos de prueba aplicables para determinar el cumplimiento con la normatividad propuesta se describen en el capitulo 6 del presente documento. 8 .7 Referencias McCormick, 1. R .J ., K . Lim, R . DeRosier, R . Larkin, H. Lips . 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The Benefits of Air and Water Pollution Control : A Review and Synthesis of Recent Estimates . A report prepared for de Council on Environmental Quality . Brunswick, Me . : Bowdoin College. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 8-21 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9 .0 PROGRAMA DE CONSULTA 9 .1 ANTECEDENTES La Secretaría de Desarrollo Social a través del Instituto Nacional de Ecología, está llevando a cabo el "Programa Ambiental de México" para la modernización y fortalecimiento de su capacidad de gestión ambiental y de análisis e implementación de políticas ambientales en el país . En el Programa Sectorial Ambiental de México que se lleva a cabo actualmente con recursos provenientes del crédito del Banco Mundial, se incluye una subcomponente relativa a la normatividad ambiental, la cual considera entre sus objetivos fundamentales, la elaboración y expedición de Normas Oficiales Mexicanas. La Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente establece en el Artículo 8 fracción VII y en el Artículo 111, que es atribución de la Secretaría de Desarrollo Social formular las Normas Oficiales Mexicanas que especifiquen los niveles máximos permisibles de emisión por contaminante y por fuente de contaminación. Dentro de las prioridades normativas se encuentra el establecimiento de especificaciones que incluyan los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de gases y material particulado procedentes de las operación de fundición de hierro y acerb. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO Es necesario controlar estas emisiones, a través del establecimiento de niveles máximos permisibles con el fin de asegurar la preservación del equilibrio ecológico, la salud humana y la protección al ambiente. La Secretaria de Desarrollo Social a través de la Dirección General de Normatividad Ambiental, ha contratado los servicios de Corporación Radian S .A . de C .V ., una empresa consultora con amplia experiencia en el soporte y elaboración de normatividad ambiental internacional, con el objeto de formular la Norma Oficial Mexicana que establezca los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de material particulado y gases en la industria del hierro y el acero. Con el fin de enriquecer la "Norma Oficial Mexicana que establece los Límites Máximos permisibles de Emisión a la Atmósfera de Material Particulado y Gases en la Industria del Hierro y el Acero", se presenta el siguiente programa de consulta a los sectores públicos, privados y sociales afectados por la aplicación de la presente norma. 9 .2 OBJETIVO La presente consulta tiene como fin el recibir comentarios por parte de los sectores públicos, privados y sociales afectados, que enriquezcan la "Norma Oficial Mexicana que establece los Límites Máximos permisibles de Emisión a la Atmósfera de Material Particulado y Gases en la Industria del Hierro y el Acero". CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-2 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9 .3 PARTICIPANTES La industria de fundición de hierro y acero se encuentra desarrollada de manera importante en el territorio nacional . Todos las industrias afectadas por la presente Norma Oficial Mexicana se consideran participantes para propósitos del presente programa de consulta y los organismos representativos que las agrupan son: 1. Cámara Nacional de la Industria de la Transformación (CANACINTRA) Sección Av . San Antonio # 250 Tercer Piso Col . Ampliación Nápoles, Del . Benito Juárez 03849 México, D .F. Tel . 563-34-00 (Conmutador) Cámara Nacional 2. de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO) Amores # 338 Col . del Valle Del . Benito Juárez 03199 México, D .F. Tel . 543-44-43 al 47 3. Sociedad Mexicana de Fundidores Av . San Antonio # 250 Octavo Piso Col . Ampliación Nápoles, Del . Benito Juárez 03849 México, D .F. Tel . 563-34-00 (Conmutador) CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-3 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9 .4 ESTRATEGIA Con el fin de cumplir con los objetivos del presente programa de consulta, se describen a continuación las cinco principales actividades a desempeñar de acuerdo al siguiente orden de consecución: Reunión sectorial 1. o por grupo. Se extenderá una convocatoria escrita a los participantes involucrados en la presente consulta donde se especificará la fecha y hora precisa en la que se efectuará la reunión . En esta reunión se dará a conocer a los distintos sectores participantes el objetivo del programa de consulta y se solicitará su atenta participación en el enriquecimiento de la norma presentada para lo cual se distribuirá el borrador del "Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana que establece los Límites Máximos permisibles de Emisión a la Atmósfera de Material Particulado y Gases en la Industria del Hierro y el Acero". Revisión del 2. Anteproyecto de Norma por parte de los participantes. En un periodo de cinco semanas contadas a partir de la siguiente semana de la reunión sectorial, los participantes darán revisión al Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana con el objeto de analizarla y estructurar sus comentarios por escrito . Durante este periodo los participantes podrán aclarar las dudas que surjan durante la revisión. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-4 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 3. Reunión de consulta y recepción de comentarios por escrito. El objetivo de esta reunión es la recepción de comentarios por escrito y la consulta a los diferentes sectores participantes con el fin de enriquecer el Anteproyecto presentado. 4. Revisión, verificación y análisis. En este periodo se procederá a la revisión, verificación y análisis de los comentarios escritos entregados por los participantes, con el fin de enriquecer el Anteproyecto de Norma Oficial Mexicana. 5. Reunión de presentación del formato final del Anteproyecto. En esta reunión se dará a conocer a los interesados el resultado final derivado de las aportaciones recibidas y se presentará el formato final de la "Norma Oficial Mexicana que establece los Límites Máximos permisibles de Emisión a la Atmósfera de Material Particulado y Gases en la Industria del Hierro y el Acero". CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-5 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9 .5 CALENDARIZACION Para fines del presente programa de consulta los participantes serán agrupados de la siguiente manera: GRUPO I (GI) 1. Cámara Nacional de la Industria de la Transformación (CANACINTRA) Sección 2 Av . San Antonio # 250 Tercer Piso Col . Ampliación Nápoles, Del . Benito Juárez 03849 México, D .F. Tel . 563-34-00 (Conmutador) 2. Sociedad Mexicana de Fundidores Av . San Antonio # 250 Octavo Piso Col . Ampliación Nápoles, Del . Benito Juárez 03849 México, D .F. Tel . 563-34-00 (Conmutador) GRUPO II (GII) 3. Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO) Amores # 338 Col . del Valle Del . Benito Juárez 03199 México, D .F. Tel . 543-44-43 al 47 CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-6 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 9 .5 .1 Duración del Programa de Consulta La duración del programa de consulta será de doce semanas, tiempo en el cual se desarrollarán las actividades descritas en la sección 9 .4. 9 .5 .2 Calendarización de Actividades La Calendarización de Actividades se ajustan a la duración del programa de Consulta y se muestra en la Tabla 9 .1. CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . 9-7 %ir TABLA 9 .1 PROGRAMA DE CONSULTA CALENDARIZACION DE ACTIVIDADES A C T I V I D A D / S E M A N A Reunión sectorial o por grupo Revisión del Anteproyecto de Norma por parte de los participantes Reunión de consulta y recepción de comentarios por escrito Revisión, verificación y análisis Reunión de presentación del formato final del Anteproyecto' © 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 . Conclusiones y Recomendaciones NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 5 . CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De acuerdo con el desarrollo técnico del presente estudio y la información obtenida a nivel de normatividad ambiental internacional, los objetivos planteados han sido alcanzados y se concluye lo siguiente: 1. El estudio técnico y científico realizado es una base sólida que sustenta la "Norma Oficial Mexicana que regula los limites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas y gases en la industria del hierro y el acero". 2. El grado de concordancia de la Norma Oficial Mexicana presentada demuestra que los criterios utilizados para su elaboración, son los más adecuados y actualizados a nivel mundial pues están establecidos bajo la base de protección a la salud y al medio ambiente en general. 3. El beneficio que se deriva de la aplicación de la normatividad presentada es considerable pues el establecimiento de especificaciones, condiciones, procedimientos y requisitos en el control-de emisiones a la atmósfera dá por si mismo, el aseguramiento necesario para la protección de la salud de todos los sectores sociales involucrados muy especialmente los más sensiblemente afectados por la operación de las unidades de producción de hierro y acero . CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . C-1 NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO 4 . Considerando que la presente norma se encuentra dentro de los límites reales y aceptables basados en la protección a la salud humana y ambiental, se recomienda su mas pronta y eficiente implementación, en todas las tecnologías consideradas dentro del campo de aplicación especificado a fin de cubrir con los objetivos establecidos dentro de la Norma Oficial Mexicana . CORPORACION RADIAN S .A . DE C .V . C-2 6. Bibliografía NOM - EMISIONES EN LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y EL ACERO BIBLIOGRAFIA - Instituto Latinoamericano del Fierro y el Acero ILAFA. Repertorio Siderúrgico Latinoamericano, Santiago, Chile, 1991. - Cámara Nacional de la Industria del Hierro y el Acero, CANACERO . Directorio de Socios, 1991/1992. - Instituto Nacional de Estadistica, Geografía e Informática, INEGI . La Industria Siderúrgica en México, México, 1990. - Cámara Nacional de la Industria de la Transformación, CANACINTRA, Directorio Nacional, México, 1992. - Sarré, L . J . 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