Monitoreo Continuo de DIOXINAS y FURANOS

Experiencias previas y próximas tendencias.

El monitoreo continuo de las emisiones de dioxinas y furanos en plantas de incineración de residuos es un tema que viene en discusión desde hace varios años. Hasta hoy no se dispone de un sistema de monitoreo en línea que pueda proveer información precisa sobre las emisiones de PCDD/PCDF (dibenzo-p-dioxinas policloradas/dibenzofuranos policlorados) como un valor de EQT (Tóxico Equivalente), tal cual lo requieren las normas EN-1948, Método 23 de la US EPA (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) o la directiva de la UE (Unión Europea) 2000/76/EC sobre incineración de residuos (y las normas argentinas sobre Basura Cero, Gestión Integral de Residuos Sólidos Urbanos, adhesión al Convenio de Estocolmo, etc.). 

La realidad es que estos sistemas no estarán disponibles en los próximos años, de manera que el sistema de muestreo continuo de largo plazo es una alternativa válida y tal vez el paso previo más próximo al monitoreo continuo, ofreciendo información continua de las emisiones de dioxinas y furanos en un incinerador. El muestreo continuo provee mucha más información sobre las emisiones reales de dioxinas en una planta que el muestreo de corto plazo basado en campañas de 8 horas durante 1, 2 o 3 días cada año y cuya representatividad es de apenas el 0,1 a 0,3 % del tiempo efectivo de operaicón de la planta.

Hace más de 18 años, Environnement S.A. diseñó el sistema AMESA para el muestreo continuo de las emisiones de dioxinas y furanos y desde ese entonces ha instalado más de 200 unidades.

Bélgica fue el primer país alrededor del mundo que exigió el muestreo continuo de dioxinas y furanos para los Incineradores de Residuos Municipales (IRM) en el año 2.000. Más tarde, este requerimiento legal se extendió a incineradores de residuos peligrosos, fábricas de cemento y otro tipo de industrias. Los períodos de muestreo fueron fijados en 2 semanas y el valor límite promedio para 2 semanas fue de 0,1 EQT ng/Nm3. Al mismo tiempo, Bélgica fue el único país en el mundo con un requisito legal para monitoreo continuo de emisiones de dioxinas y hasta el momento se han instalado más de 50 sistemas de monitoreo en diferentes plantas.

En la región de Wallonia, se demostró a lo largo de 10 años que las emisiones anuales totales de 11 incineradores podrían reducirse en un factor de 10 a 20 incluso si la cantidad total de basura incinerada aumentara en un factor de 3. (ver figura a continuación)

El monitoreo continuo de las emisiones de dioxinas y furanos en plantas de incineración de residuos es un tema que viene en discusión desde hace varios años. Hasta hoy no se dispone de un sistema de monitoreo en línea que pueda proveer información precisa sobre las emisiones de PCDD/PCDF (dibenzo-p-dioxinas policloradas/dibenzofuranos policlorados) como un valor de EQT (Tóxico Equivalente), tal cual lo requieren las normas EN-1948, Método 23 de la US EPA (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) o la directiva de la UE (Unión Europea) 2000/76/EC sobre incineración de residuos (y las normas argentinas sobre Basura Cero, Gestión Integral de Residuos Sólidos Urbanos, adhesión al Convenio de Estocolmo, etc.).

La realidad es que estos sistemas no estarán disponibles en los próximos años, de manera que el sistema de muestreo continuo de largo plazo es una alternativa válida y tal vez el paso previo más próximo al monitoreo continuo, ofreciendo información continua de las emisiones de dioxinas y furanos en un incinerador. El muestreo continuo provee mucha más información sobre las emisiones reales de dioxinas en una planta que el muestreo de corto plazo basado en campañas de 8 horas durante 1, 2 o 3 días cada año y cuya representatividad es de apenas el 0,1 a 0,3 % del tiempo efectivo de operaicón de la planta.

Hace más de 18 años, Environnement S.A. diseñó el sistema AMESA para el muestreo continuo de las emisiones de dioxinas y furanos y desde ese entonces ha instalado más de 200 unidades.

Bélgica fue el primer país alrededor del mundo que exigió el muestreo continuo de dioxinas y furanos para los Incineradores de Residuos Municipales (IRM) en el año 2.000. Más tarde, este requerimiento legal se extendió a incineradores de residuos peligrosos, fábricas de cemento y otro tipo de industrias. Los períodos de muestreo fueron fijados en 2 semanas y el valor límite promedio para 2 semanas fue de 0,1 EQT ng/Nm3. Al mismo tiempo, Bélgica fue el único país en el mundo con un requisito legal para monitoreo continuo de emisiones de dioxinas y hasta el momento se han instalado más de 50 sistemas de monitoreo en diferentes plantas.

 En la región de Wallonia, se demostró a lo largo de 10 años que las emisiones anuales totales de 11 incineradores podrían reducirse en un factor de 10 a 20 incluso si la cantidad total de basura incinerada aumentara en un factor de 3. (ver figura a continuación)

A comienzos del año 2004, algunas autoridades regionales locales (ARPA) en Italia empezó a implementar el muestreo continuo de dioxinas/furanos para la emisión de licencias de funcionamiento de IRM. Desde entonces se instalaron unos 50 sistemas de muestreo de largo plazo en Italia.

En Alemania, algunas autoridades locales exigieron la instalación de estos muestreadores en IMRs, tales como plantas de cogeneración de energía a partir de la combustión combinada de biomasa y plantas de carbón con coincineración. Estas exigencias llevaron a la instalación de 20 sistemas.

En el año 2010, Francia siguió el ejemplo de Bélgica y demandó, por ley, el muestreo continuo de emisiones de PCDD/PCDF en todas las plantas incineradoras de residuos domiciliarios y peligrosos hasta el 1 de julio de 2014. Esta ley engloba a cerca de 200 chimeneas, lo cual ha incrementado considerablemente la cantidad de sistemas de monitoreo continuo de dioxinas, esperando llegar a unos 450 o 500 sistemas.

Este creciente interés en el monitoreo continuo de dioxinas está apoyado por el trabajo de la comisión europea TC264 WG1, el cual ha establecido el estándar EN 1948-5, para el muestreo continuo de PCDD/PCDF y PCB similares a dioxinas. Hablamos del primer estándar internacional que describe este tipo de monitoreo de emisiones.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los principios de operación y funcionamiento del sistema AMESA es similar al sistema de sonda refrigerado que se indica en el método EN-1948 con la diferencia de que el frasco de condensado está instalado después del cartucho XAD-II de manera que el condensado no necesita ser recolectado ni analizado (ver figura a continuación)

Este mecanismo descripto concuerda con el método 23A de la US EPA. Adicionalmente, el filtro plano para la recolección de polvo es reemplazado por lana de cuarzo incluida en la partes superior del cartucho XAD-II. Este cartucho, que contiene las dioxinas y furanos adsorbidos, es evaluado junto con el soporte de datos en un laboratorio acreditado. Por medio de este proceso, las dioxinas y furanos son separados de la fase gaseosa y del condensado en una sola operación de adsorción. Con este método es posible recolectar las dioxinas y furanos por un período de hasta 6 semanas en un cartucho XAD-II. En consecuencia, pueden determinarse las emisiones totales anuales de una planta.

La operación completa del sistema es gestionada desde un menú muy sencillo con un selector en el controlador de operación.

En una instalación en Flanders (Francia) el impacto positivo de la limpieza de la corriente de gases de combustión pudo demostrarse con base en un sistema de muestreo de largo plazo. En este IMR, los valores de emisión de dioxinas fueron reducidos drásticamente en un factor de 5 con las instalación de un catalizador DeNOx en octubre de 2004.

Los resultados de una investigación realizada por los operadores de una planta en la región de Flemish (Bélgica) publicados por Vito en 2009 son también muy interesantes al respecto. Los 13 operadores de planta que respondieron el cuestionario de la investigación habían instalado un total de 20 sistemas AMESA. En la pregunta "cree usted que el uso de un sistema de muestreo continuo es útil?", el 76% respondió que si. Estos datos reflejan la impresión positiva de los operadores luego del uso de estos sitemas por varios años. Contrario a las dudas planteadas por quienes deben financiar la inversión, los operadores ven la posibilidad de contar con un chequeo adecuado sobre la eficiencia del tratamiento de limpieza de la corriente de gases, para tener así una alerta temprana sobre perturbaciones o una alarma sobre el funcionamiento, lo cual por supuesto previene incidentes y daños graves y ofrece una prueba de inocencia irrefutable para el caso de que la autoridad ambiental de aplicación encuentre niveles elevados de dioxinas y furanos fuera de la planta en cuestión.

En conclusión, puede decirse que el monitoreo continuo de emisiones de dioxinas/furanos en diferentes plantas de incineración motivo por los estándares regulatorios en Europa es ya un hecho. Algo similar sucede con Asia donde se cuenta con varios sistemas instalados en Japón, Corea del Sur, China y Taiwan.

Debido al creciente interés, se espera que esta clase de monitoreo de emisiones va ser introducido en muchos más países. Mientras, el sistema AMESA puede modificarse para cumplir con los requerimientos de la US EPA para el muestreo continuo de emisiones de mercurio en hornos de cemento Portland y centrales eléctricas de carbón.

Para más información sobre el sistema AMESA y métodos alternativos para el muestreo de Dioxinas y Furanos:

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Referencias:

- Jürgen Reinmann. Branch Manager. Environnement S.A. Deutschland.

 

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