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INTRODUCCIÓN
El control de la protección del ambiente y la contaminación antrópica producida por las diferentes actividades industriales es uno de los aspectos que más ha evolucionado desde el punto de vista técnico, social y, por ende, legislativo. El enfoque ha evolucionado, pasando de una estrategia correctiva a otra totalmente preventiva cuyo objetivo principal es reducir la contaminación mediante una visión holística de los procesos, protegiendo el medio ambiente de forma global y siendo más transparentes y accesibles en cuanto a información ambiental.
Para un control exhaustivo de la calidad del aire de forma preventiva y anticipada en el tiempo, es necesario estimar las emisiones mediante modelos estadísticos que se ajusten a la realidad de cada entorno, basados en las emisiones de sustancias contaminantes, normalmente simulados mediante factores de emisión (FE) (INECC 2013).
La transparencia y accesibilidad de datos es una cuestión primordial y los registros de emisiones y transferencias de contaminantes son una de las herramientas más adecuadas y utilizadas a nivel global para tener a disposición información y realizar el seguimiento y control de las emisiones (Mora-Peris et al. 2018). Por ello es necesario vigilar y recopilar tanto la emisión de gases contaminantes de CO2, NOx, SOx (Barba et al. 2006, Zemba et al. 2011), como las de metales pesados, furanos, dioxinas (Rovira et al. 2014) y partículas sólidas, entre las que cabe destacar las PM10 (Pérez Vidal et al. 2010, Abril et al. 2014). Cualquier ciclo de un producto que implique extracción, transporte y otras fases, conduce a la emisión de estos componentes (Barba et al. 2007, Syamala Devi et al. 2017).
El presente estudio tiene como objetivo evaluar la emisión de contaminantes en los procesos de combustión para la obtención de una tonelada de clínker, en los que se consumen entre 3000 y 6500 MJ de energía, dato que varía según el proceso de fabricación y el tipo de producto (García-Gusano et al. 2015), por un lado, y por otro a las mejoras tecnológicas de los hornos (Barba et al. 2006), implementando las mejores tecnologías disponibles (MTD).
En el caso del cemento, los procesos de combustión, como se ha comentado previamente, generan NOx, SO2 y otros contaminantes menores (Valderrama et al. 2012), pudiendo incluso considerarse aquellos con contenido de cloro (Carrasco et al. 2010, Laribi et al. 2017). Este tipo de emisiones son características tanto de los hornos húmedos (Zimwara et al. 2012) como los de vía seca. La mejor solución aplicable a las existentes es la aplicación de las MTD por vía seca (Hoyos-Barreto et al. 2008).
Las partículas sólidas con diámetro de 10 µm (PM10) que pueden tener origen en este tipo de industrias (Pérez-Vidal et al. 2010), contienen algún componente dañino que causa malestares como irritación de garganta y ojos, e incluos enfermedades cardiovasculares, asmáticas o respiratorias crónicas (HEI 2002, Pérez-Vidal et al. 2010). Esto se debe principalmente a su tamaño reducido (Gupta et al. 2012, Sana Mehraj et al. 2013, Rovira et al. 2018), el cual facilita la penetración al tórax por inhalación e influye en la aparición de células cancerígenas, teratogénicas y mutagénicas (Arden et al. 1995, Pérez-Vidal et al. 2010). Diversos estudios han demostrado que los parámetros meteorológicos como precipitación y viento no sólo pueden perjudicar la flora y la fauna (HEI 2000, Pérez-Vidal et al. 2010), sino que además la estacionalidad es otra constante que debe tenerse en cuenta, ya que, por ejemplo, las emisiones son mayores en diciembre y con condiciones anticiclónicas y menores en verano o en la época de lluvia (Pey et al. 2010, Rovira et al. 2018). Por ello la identificación y cuantificación de las fuentes de contaminación por partículas sólidas se han convertido en un tema cada vez más trascendente (Kong et al. 2011, Gupta et al. 2012).
Por otro lado, los contaminantes orgánicos persistentes (COP), caracterizados como dioxinas y furanos (PCDD-PCDF) son nocivos por sus propiedades lipófilas y sus efectos bioacumulativos persistentes en los seres humanos y el ambiente (van den Berg et al. 2006, Sana-Mehraj et al. 2013); sin embargo, en contraposición con la creencia que ha persistido durante décadas, se ha demostrado que la industria cementera no es uno de los emisores significativos de este tipo de contaminante (Raffetti et al. 2019); es más, contribuye con un porcentaje inferior al 1 % de las emisiones globales (Karstensen 2008). Se ha probado incluso que muchos contaminantes provienen del tráfico de vías de comunicación públicas de la red estatal o regional localizadas en los alrededores de las cementeras (Bertoldi et al. 2012, Rovira et al. 2018). Situación similar ocurre con los metales pesados, cuyas emisiones no superan los límites establecidos por la legislación (DOUE 2010, 2013), y la fuente de emisión en estudio no tiene por qué afectar a la flora, la fauna o el ambiente en general.
El mayor productor de cemento a nivel mundial es China, con casi 2.4 × 103 Mt en 2018, seguida por India con 290 Mt en el mismo año (Estatista 2019). España se situó en una producción próxima a los 20 Mt en 2019. Para reducir las emisiones de la industria cementera se han combinado la mejora en la eficiencia energética, el uso de sustitutos del clínker (tales como cenizas volantes y escorias [Siti-Aktar y Haslenda 2015]) y el cambio a combustibles alternativos (McLellan et al. 2012). El sector del cemento es responsable del 12-15 % de la energía primaria consumida (Ali et al. 2011), de la cual el 75 % corresponde al combustible usado en la fase de fabricación (Madlool et al. 2011). Extensos estudios han demostrado que recurrir al uso de combustibles alternativos, tales como aceite de motor, residuos urbanos, residuos de pintura y residuos de tratamiento de efluentes (Gupta et al. 2012, Rovira et al. 2014) permite disminuir las emisiones en una media del 40 % (Hoyos-Barreto et al. 2008).
Debido a esta preocupación ambiental, el cambio de combustible en las fábricas de cemento es una estrategia seguida en muchos países, y su rendimiento individual se evalúa constantemente en función de normativas reglamentarias (Richards y Agranovski 2017). En España, la administración está tomando medidas para limitar en el año 2025 las emisiones antrópicas de NOx, SO2, COVs no metálicos, amoniaco y partículas finas (BOE 2018).
De ahí que los FE e inventarios de emisión (IE) sean herramientas fundamentales para la gestión de la calidad del aire (Yeo et al. 2016). La estimación de emisiones puede ser la clave para desarrollar, controlar y evaluar las estrategias de emisión, a fin de determinar la aplicación de controles y programas, inventarios de efectos de las fuentes adecuadas y estrategias de mitigación, así como cualquier otro tipo de aplicación relacionada, vinculando al Estado y a distintas administraciones, así como agencias locales, consultorías y la propia industria (Mora-Peris et al. 2008). Los FE destacan las fuentes de emisión, cuyos controles pueden llevar a considerables reducciones de contaminación en las zonas geográficas (Canpolat et al. 2002). Sin embargo, hasta ahora la mayoría de los estudios se han centrado en años específicos (Lei et al. 2011).
El presente trabajo tiene como objetivo evaluar y mostrar los resultados del cálculo de los FE de cada contaminante basados en las mediciones de cada fábrica de cemento según el RD 818/2018 (BOE 2018), tanto anual como quinquenalmente. En este proceso, los factores han sido calculados para las emisiones de los hornos de las cementeras españolas desde la perspectiva tecnológica y ambiental (Mora-Peris et al. en proceso) con una metodología característica de este sector del cemento y con base en datos reales. Los resultados obtenidos permiten disponer de un método de cálculo estándar para mejorar el conocimiento de las características, cantidades y frecuencias de las emisiones atmosféricas significativas del sector.
MATERIALES Y MÉTODOS
Selección de contaminantes
Los FE deben ser lo más representativos del sistema industrial en cuestión y basarse en datos reales de la actividad específica. Para el caso en estudio, emisiones de la industria cementera, existen numerosas referencias bibliográficas sobre factores de emisión que, además, son propuestos por organismos de prestigio internacional, entre los que cabe destacar la Guía de inventarios de emisiones de contaminantes atmosféricos EMEP/AEMA (EMEP/EEA 2013), una guía indispensable para la realización de inventarios nacionales de emisiones en Europa o el Documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles en la industria de fabricación de cemento, cal y óxido de magnesio (BREF), el cual describe los FE calculados a partir de datos de concentración (Schorcht et al. 2013).
Para este estudio se llevó a cabo una revisión del estado del arte disponible, prosiguiendo con la determinación de las sustancias contaminantes más significativas emitidas por las fábricas de cemento y, por consiguiente, los FE correspondientes más representativos del sector, todo ello en función de los datos de actividad y la legislación vigente.
Recopilando la legislación aplicable al sector cementero en España relacionada con las emisiones (Canales et al. 2003) y con la información disponible en el Inventario Nacional y el Registro PRTR-España (Canales et al. 2003), se determinó que las sustancias más características seleccionadas y agrupadas por familias son las reflejadas en el cuadro I.
CUADRO I AGRUPACIÓN CONCEPTUAL DE CONTAMINANTES POR FAMILIAS EN EL SECTOR CEMENTERO.
| Familia de contaminantes | Compuestos ácidos | Metales pesados y metales de transición | Compuestos orgánicos | Sólidos |
| Contaminantes | CO NOx SOx N2O NH3 CHl HF | As Cd Cr Cu Ni Pb Tl Sb Co V Mn Se Hg Zn | NMVOC Benceno COT CH4 PAH PCB PCCD PCCF | Partículas totales PM10 |
NMVOC: compuestos orgánicos volátiles distintos del metano, COT: carbono orgánico total, PAH: hidrocarburos aromáticos policíclicos, PCB: bifenilos policlorados, PCDD: policlorodibenzodioxinas, PCDF: policlorodibenzofuranos.
Con esta información de todos los contaminantes recogidos en el BREF (Canales et al. 2003) como referencia (si bien se consideran los datos emitidos por las instalaciones que generan dichos contaminantes, reflejados anteriormente), el artículo se enfoca a la selección de aquellos cuyos valores límite para la incineración de cemento están señalados en el RD 815/2013 (BOE 2013) (cuadro II).
CUADRO II CONTAMINANTES CON VALORES LÍMITE DE EMISIÓN SEGÚN EL RD 815/2013.
| Contaminantes | Valores límite (mg/Nm3) |
| Partículas totales | 30 |
| HCl | 10 |
| HF | 1 |
| NOx | 500 |
| Cd+Tl | 0.05 |
| Hg | 0.05 |
| Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V | 0.5 |
| Valores límite (ng/Nm3) | |
| Dioxinas y furanos | 0.1 |
Durante la revisión del estado del arte que se realizó en este estudio, se observaron todos los aspectos posibles en los que influyen los contaminantes característicos de la industria cementera. En el cuadro III se muestran los impactos causados por las sustancias emitidas que forman parte de este estudio.
CUADRO III DETERMINACIÓN DE CADA IMPACTO PROVOCADO POR CADA CONTAMINANTE.
| Contaminante | Impacto | Proceso | Referencia |
| Mercurio (Hg) | Salud Bioacumulación No degradable Biomagnificación | Combustión combustible (carbón y otros), calcinación de mineral y uso de energía | Cipurkovicet al. 2014 Nirel y Pasquini 2010 Al-Khashman y Shawabkeh 2006 Karbowska 2016 |
| Plomo (Pb) | |||
| Cadmio (Cd) | |||
| Cobre (Cu) | |||
| Cromo (Cr) | |||
| NOx (NO y NO2) | Acidificación de ecosistemas Eutrofización | Combustión de combustible, calcinación de mineral y uso de energía | Drossman 2002 Lei et al. 2011 UNFCCC 2016 Roe et al. 2004 |
| Dioxinas y furanos | Compuestos orgánicos persistentes (COP) | Combustión de combustible y residuo | Conesa et al. 2016 Sánchez-Palencia et al. 2015 Ruiz. et al. 2005 |
| PST | Partículas en suspensión | Uso de energía, minería | Drossman 2002 Lei et al. 2011 UNFCCC 2016 Chang-Tang 2004 |
PST: partículas suspendidas totales.
Metodología de medición
Como se ha tratado en el apartado anterior, existe abundante literatura sobre FE y metodologías de gran renombre para el cálculo de los mismos, por ejemplo el sistema de medición de la Asociación de Fabricantes de Cemento de Alemania (VDZ, por sus siglas en alemán), que consiste en una nube de puntos de cada contaminante en la que se muestra la concentración y se procede tanto en medición continua como discontinua (VDZ 2010). Sin embargo, como se ha destacado, estas técnicas de medición reconocidas no necesariamente son aplicables al sector cementero español, ya que tanto los datos como su uso y las condiciones de medición pueden ser distintas a las internacionales. Esto, porque la normalización puede diferir entre países (normas DIN, UNE, ASTM); un ejemplo de ello es la toma de muestras en continuo para mercurio o dioxinas y furanos en el sector de la incineración respecto al presente caso de estudio.
Una metodología de evaluación correcta de FE se basa en la caracterización completa de las emisiones y su medición con métodos normalizados, lo que requiere determinar la concentración de los contaminantes significativos previamente descritos. Hay que tener en consideración que existen factores como representatividad de la muestra, tiempo de muestreo, acondicionamiento de equipos, fases de contaminantes emitidos (sólida y gaseosa) y condiciones de referencia que influyen en la medición, tal y como está descrito en las mejores técnicas disponibles en España para la fabricación de cemento (Canales et al. 2003).
De acuerdo con lo establecido tanto en la Autorización Ambiental Integrada (AAI) como en las legislaciones autonómicas pertinentes y en la legislación vigente (Ley 34/2007, RD 100/2011 y RD 815/2013) (BOE 2007, 2011, 2013), los propietarios de las instalaciones deben realizar obligatoriamente controles internos y externos, y llevar un control exhaustivo de todos los datos obtenidos. Ambos tipos de medida tienen como objetivo la comprobación y verificación del funcionamiento de sistemas de corrección y prevención, seguimiento de la contaminación y valores límite de emisión, entre otros.
En los controles internos, las medidas de emisiones, realizadas por el titular de la industria, deben proceder de acuerdo con lo establecido en la administración competente; es decir, según lo plasmado en la legislación vigente de la comunidad autónoma donde está ubicada la planta. En cuanto a los controles externos, las mediciones deben ser realizadas por los organismos que establezca la comunidad autónoma, los cuales son entidades totalmente capacitadas técnicamente y acreditas por la Entidad Nacional de Acreditación (ENAC), según lo establecido en la norma UNE-EN ISO/IEC 17020:2012 (UNE 2012).
Para ambos tipos de control, el criterio de medición y de elaboración del informe de control se realiza de acuerdo con lo estipulado en la norma UNE-EN 15259:2008 (UNE 2008). Asimismo, el muestreo, análisis de contaminantes y métodos de medición se realizan conforme a las normas existentes del Comités Europeo de Normalización (CEN).
Mediciones en continuo y puntuales
Los sistemas de medición y control de emisiones son de dos tipos: medición en discontinuo y medición en continuo, mediante sistemas continuos de medida, también conocidos como sistemas automáticos de medida en continuo (SAM). En el sector cementero español, las Autorizaciones Ambientales Integradas obligan a las instalaciones a contar con un SAM.
El SAM es un equipo que mide en continuo los parámetros físicos y químicos relevantes para obtener una cuantificación correcta de la emisión de un contaminante. La medición en continuo, según lo estipulado, mide partículas suspendidas totales (PST), HCl, HF, NOx, SO2 y carbono orgánico total (COT) en hornos en los que se coincineran los residuos (BOE 2013), y se recomienda usarla para medir CO.
La medición discontinua consiste en obtener, mediante técnicas y equipos de filtración, extracción, absorción y adsorción, una cantidad de muestra, siempre representativa, de la corriente emisora. De esta manera se obtienen mediciones que permiten la determinación puntual de parámetros específicos en un determinado tiempo limitado.
En el presente estudio, todos los valores límite a los que hace referencia el cuadro II se establecieron como valores medios durante un periodo de tiempo. En el caso de PST, HCl, HF y NOx, se consideró una medida continua; para metales pesados (Cd+Tl, Hg, Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V) se determinó un rango de tiempo variable (30 min-8 h). Para dioxinas y furanos (PCCD y PCCF), el intervalo de tiempo varió de 6 a 8 h, siendo estos valores el mínimo y el máximo.
Queda claro que el número de mediciones requeridas para obtener resultados totalmente comparables, significativos y representativos dependerá de cada caso y cada contaminante, y por ende de las condiciones en las que se realizan las mediciones.
Metodología plurianual seguida en el presente estudio
La metodología empleada parte de una revisión extensa de la literatura existente sobre metodología de cálculo y evaluación de FE. Tras este paso se seleccionaron los contaminantes más característicos de la industria cementera y se procedió a pedir los datos de medición de dichos contaminantes a todas las instalaciones del sector en España. Estos números se agruparon por sustancias y por años y quinquenios a partir de 2007 de la siguiente manera: 2007-2011, 2008-2012, 2009-2013, 2010-2014, 2011-2015, 2012-2016, 2013-2017 y 2014-2018.
Una vez recibidos los datos y agrupados de la manera descrita, se continuó con el tratamiento de la información por medio de una herramienta estadística y se calcularon y evaluaron los FE de cada sustancia contaminante de todas las fábricas con las ecuaciones pertinentes.
Por otra parte, la metodología de toma de muestras a lo largo de los años se ha ido modificando e incorporando la legislación vigente de ese periodo.
Tanto el muestreo y el análisis de las sustancias como la verificación de la calidad de los sistemas de medición automática y los métodos de medición de referencia para su calibración se llevaron a cabo de acuerdo con las normas CEN. En ausencia de éstas, se aplicaron las normas ISO o, en su defecto, normas nacionales o internacionales, con el fin de garantizar la obtención de datos de suficiente calidad científica.
Este aseguramiento de la calidad de los sistemas de medición ha sido uno de los grandes objetivos del presente trabajo, ya que la aplicación de métodos normalizados de medición para algunos componentes, aplicada a mediciones estacionales, han generado fallos e incertidumbres en el desarrollo de la investigación.
La medición es anual; sin embargo, los resultados medidos se agrupan por quinquenios y se obtienen las medias. De esta manera se evita la afluencia de valores estadísticamente anormales, motivados por la existencia de errores en la selección del método de medición o en la toma de muestras.
Cálculo de los factores de emisión
Para caracterizar las emisiones hay que calcular la concentración de contaminantes, obteniendo los datos de una serie de parámetros característicos de la corriente emisora y otros necesarios para el flujo volumétrico.
El cálculo de la carga contaminante anual de emisión se realiza a partir de los factores de emisión del propio sector industrial y de datos de la actividad como balances de materia, de manera que se determina con la ecuación 1:
donde FE contaminante es el factor de emisión para el contaminante i y D actividad es el dato de la actividad. El cálculo de los FE por medio de la herramienta estadística diseñada, la cual se mencionó anteriormente, se lleva a cabo mediante la aplicación secuencial de las ecuaciones 2, 3, 4 y 5.
Cálculo de la carga contaminante específica por horno, contaminante y año:
donde FEhorno i,año x es la carga contaminante específica o factor de emisión del horno i para el año x (kg de contaminante/t de clínker); Ci x es la concentración media del contaminante en el horno i en el año x (mg/Nm3), calculada a partir de la concentración del contaminante corregida al 10 % de O2 y en base seca; Qi x es el caudal anual del horno i en el año x (Nm3/año) corregido al 10 % de O2 y en base seca; y Pk horno i, año x es la producción de clínker del horno i en el año x (t clínker/año).
Cálculo de la carga contaminante específica por fábrica, contaminante y año:
donde FE fabrica f, año x es la carga contaminante específica o factor de emisión de la fábrica f en el año x (kg de contaminante/t clínker); FE horno i, año x es la carga contaminante específica del horno i para el año x (kg de contaminante/t clínker); Pk horno i, año x es la producción de clínker del horno i en el año x (t clínker/año); y n es el número de hornos existentes en la fábrica f en el año x.
Cálculo de la carga contaminante específica por media del sector por contaminante y año:
Cálculo de la carga contaminante específica media quinquenal del sector por contaminante (al año x se le asigna la correspondiente al periodo x-4 a x):
donde FEQ sector año x es la carga contaminante específica o factor de emisión quinquenal (media móvil) del sector en el año x (kg de contaminante/t clínker); FE sector año x es la carga contaminante específica o factor de emisión del sector en el año x (kg de contaminante/t clínker), y Pk sector, año x es la producción de clínker del sector en el año x (t clínker/año).
La información remitida por los titulares de las cementeras está compuesta por concentración anual del contaminante para cada horno en mg/Nm3, calculada a partir de la concentración del contaminante en cuestión, en base seca, en condiciones normales y al 10 % de O2. Respecto de los contaminantes medidos en continuo, la concentración media anual se ha obtenido de los datos proporcionados por el SAM, mientras que para los restantes se han utilizado mediciones puntuales.
El cálculo estadístico que forma parte de esta metodología se compone de una media móvil quinquenal sectorial, medias ponderadas con base en la producción de clínker y, por último, el tamaño de muestra de cada contaminante, que siempre debe ser representativa para que los resultados sean válidos.
En líneas generales, todo método de medición tiene un límite de cara a la concentración más baja que esté capacitado para medir. Por ello es frecuente diferenciar entre límite de detección (LOD) y límite de cuantificación (LOQ), de manera que se utiliza un método de medida que tenga un límite inferior al 10 % del valor límite de emisión implantado para el proceso. Para el caso en que existan valores por debajo del límite de detección se proponen las siguientes opciones:
Usar en los cálculos el valor límite de detección, lo que tiende a sobreestimar los resultados.
Usar en los cálculos la mitad del límite de detección u otro valor, tendiendo tanto a sobreestimar como subestimar los resultados.
Usar en los cálculos el valor cero, tendiendo a subestimar los resultados.
En caso de que no se quiera usar alguna de estas opciones, se puede proceder al cálculo mediante la ecuación 6:
donde A es el porcentaje de las muestras medidas con resultados inferiores al LOD del parámetro medido. Con la ecuación 6 se determinan los FE.
Puede darse el caso de que para un mismo contaminante existan varias mediciones y, además, los valores de algunas de éstas estén por debajo del límite de detección. En este caso el valor a utilizar para cada una de las muestras se determinará de acuerdo con los siguientes casos:
-
El valor que proporciona el laboratorio está por debajo del límite de detección. En estos casos se utiliza la ecuación 7 para cada muestra:
El valor que proporciona el laboratorio está por encima del límite de detección. En este caso se utiliza dicho valor.
El valor medio asignado al contaminante:
Cero si el valor medio de los valores obtenidos en cada muestra es inferior al menor límite de detección proporcionado por el laboratorio.
El valor medio de los valores obtenidos, en caso de que este valor sea superior o igual al menor límite de detección que proporciona el laboratorio.
El límite de detección menor es aquel que tenga el valor más bajo entre los proporcionados por el laboratorio para todas las muestras.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para la interpretación de los datos obtenidos a partir de la Ecuación 5 (Cuadro IV) se debe tener en cuenta que el método de toma de muestras evolucionó a lo largo del intervalo de tiempo establecido en la investigación (2007-2018). Uno de los factores más importantes ha sido la evolución de los métodos normalizados de medición adecuados para determinados contaminantes en fuentes estacionarias. El uso de un método inadecuado puede generar errores en la medición superiores al 100 % del valor medido. Por ello la homogenización normalizada de las mediciones ha sido uno de los principales avances del proyecto. También las incertidumbres y los errores de estimación en los cálculos anuales han evolucionado, de tal manera que los errores han ido disminuyendo. De la misma manera, con la evolución de la tecnología se han incorporado nuevas técnicas de mejora en las instalaciones, por lo cual debe destacarse que posiblemente alguna medida expuesta resalte por estos motivos.
CUADRO IV FE POR kg/t DE CLÍNKER EN FÁBRICAS DE VÍA SECA, CON MTD 2019.
| Contaminantes | FE (kg/t clínker) | |
| Compuestos ácidos | CO | 2.2878978 |
| NOₓ | 1.4717519 | |
| SOₓ | 0.1329718 | |
| N2O | 0.0041555 | |
| NH3 | 0.0378856 | |
| HCl | 0.0038552 | |
| HF | 0.0002619 | |
| Metales pesados y metales de transición | As | 0.0000035 |
| Cd | 0.0000028 | |
| Cr | 0.0000304 | |
| Cu | 0.0000255 | |
| Ni | 0.0000219 | |
| Pb | 0.0000331 | |
| Tl | 0.0000122 | |
| Sb | 0.0000051 | |
| Co | 0.0000042 | |
| V | 0.0000044 | |
| Mn | 0.0000261 | |
| Se | 0.0000217 | |
| Hg | 0.0000235 | |
| Zn | 0.0000862 | |
| Compuestos orgánicos | NMVOC | 0.015911 |
| Benceno | 0.0017948 | |
| COT | 0.0455842 | |
| CH4 | 0.0012577 | |
| PAH | 0.0000122 | |
| PCB | 0.0000000003 | |
| PCDD/F (ng/t clínker) | 27.7519245 | |
| Sólidos | Partículas totales | 0.020267 |
| PM10 | 0.0080107 | |
NMVOC: compuestos orgánicos volátiles distintos del metano, COT: carbono orgánico total, PAH: hidrocarburos aromáticos policíclicos, PCB: bifenilos policlorados, PCDD/F: policlorodibenzodioxinas/ policlorodibenzofuranos.
Por otro lado, en el caso de algunos contaminantes seleccionados (por ejemplo, el N2O) no hay personas acreditadas por la ENAC para la realización de ensayos en España, mientras que para otros contaminantes las mediciones no siguen las normas CEN sino que se han tenido que adaptar de acuerdo con las normas ISO nacionales o internacionales, como EPA, ASTM, etc. Por tanto las variaciones de índices son incongruentes o pueden inducir errores de interpretación.
Para la interpretación de datos se toma como base 100 la media del quinquenio 2007-2011. En el análisis global de resultados se aprecia una gran disminución de los factores emitidos por todos los componentes.
Centrando el análisis en los valores obtenidos para compuestos ácidos (NOx como SO2) (Fig. 1), hay una disminución del índice con tendencia a ser constante, debido a la implementación de MTD, tales como sistemas de desulfuración y reducción no catalítica de dióxido de nitrógeno. Lo mismo ocurre con el HCl y el HF, cuyas emisiones disminuyen y sus medidas se basan en sistemas de control de Cl y F en materias primas y combustibles.
Fig. 1. Evolución de emisiones de compuestos ácidos respecto al año quinquenio base de los factores.
A pesar de todo, existe un incremento de las emisiones de CO y NH3 debido al ajuste de los sistemas de combustión y a emisiones difusas de amoniaco generadas por la imposición de sistemas no catalíticos de reducción de NOx en los que se inyecta amonio. El N2O presenta un comportamiento errático en la medición, con valores en aumento, debido principalmente a errores producidos en los métodos de medición no normalizados, lo que determina una anomalía estadística a la hora de su medición.
Para los componentes pertenecientes a la familia de los metales pesados y de transición (Fig. 2) se observa en general una amplia variabilidad, pero se aprecia una cierta constancia para cada contaminante específico; a causa de ello (como se explicó antes), la calidad de las mediciones efectuadas en la primera campaña, cuyos valores se toman como referencia y a partir las cuales se efectúan los cálculos de índices, era inadecuada, ya que era la dictada por la legislación vigente del momento. Esto provoca una dispersión estadística en las medidas puntuales, puesto que los métodos de medición se tienen que adaptar en función de las modificaciones de las normativas vigentes.
Fig. 2 Evolución de emisiones de metales pesados y metales de transición respecto al año quinquenio base de los factores.
En el caso de los compuestos orgánicos (Fig. 3), éstos presentan una reducción global significativa, aunque en algunos casos, tales como PCDD/F y bencenos, las incertidumbres de métodos de medición y las interrelaciones entre compuestos pueden generar incrementos en las incertidumbres en los valores.
Fig. 3 Evolución de emisiones de compuestos orgánicos respecto al año quinquenio base de los factores.
En cuanto a las partículas sólidas (Fig. 4), se aprecia un característico decremento de emisiones, fomentado primordialmente por el establecimiento de equipos como filtros de mangas de última generación (los cuales se engloban como MTD) debido al avance tecnológico de los últimos años.
Los factores de emisión por producción de cemento en fábricas de vía seca, que incorporan las MTD del último año, son los mostrados en el cuadro I. Esos resultados recogen la media de valores de los últimos cinco años.
CONCLUSIONES
La industria del cemento detectó que los FE expuestos en fuentes bibliográficas, los cuales se han utilizado de manera habitual tanto en inventarios nacionales y europeos como en protocolos internacionales, no eran equiparables a las técnicas implantadas en las fábricas ni se adaptaban a las normativas vigentes. Por ende, se vio la necesidad de desarrollar una metodología, adecuada a las condiciones del sector cementero español, que definiera los FE propios, de tal manera que permitiera obtener cálculos más característicos y ajustados a las emisiones reales y que hicieran más comparables los resultados entre sí.
Se ha determinado el cálculo de FE en instalaciones cementeras de hornos en vía seca y que siguen directrices de las MTD. Por el contrario, no se consideran aquellas industrias de las que toman datos EMEP/CORINAIR; fábricas de hornos tanto en vía seca como húmeda, y que además no desarrollan su actividad con equipos que emplean criterios establecidos en las MTD.
Para ello, y tras seleccionar los contaminantes más característicos emitidos, se diseñó la metodología para obtener los FE, teniendo en cuenta la realidad de la industria cementera española desde el punto de vista tecnológico y ambiental. De esta manera se incorporó toda la información existente disponible sobre emisiones y la evolución continua y real de la implantación de las MTD del sector en estudio.
Los FE obtenidos en este trabajo se ajustan a las características del sector cementero español en mayor medida que los propios FE teóricos procedentes de las distintas fuentes bibliográfica. Esto se debe a que los primeros se basan en datos derivados de la operación real de las cementeras españolas, los cuales no sólo son reales sino que, además, pertenecen a un rango de años largo y reciente.
Este estudio permite, adicionalmente, que los datos proporcionados sobre cargas de contaminantes anuales entre las distintas fábricas sean comparables y coherentes con los diversos instrumentos y requisitos legales de información ambientales, tales como inventarios nacionales, registros PRTR y otros.
Con los resultados obtenidos se puede afirmar que la industria cementera tiene a su disposición, para la evaluación de FE, una herramienta consistente y representativa debido a su metodología y por la muestra temporal y de las instalaciones, respectivamente. Cuenta además con un instrumento para la armonización de criterios de metodología de medición y FE atmosféricos sectoriales. Esta metodología es aplicable a conjuntos de fábricas de cemento en cualquier país que considere necesario disponer de factores reales actualizados para las tecnologías existentes.
A pesar de la existencia de esta nueva metodología, se recomienda la revisión periódica, para tener en cuenta los posibles cambios que puedan ocurrir en el sector cementero durante los próximos años, sobre todo en áreas técnicas y ambientales, referentes a instalaciones, requisitos y prácticas de seguimiento.
