Impacto ambiental

Redacción y Ejecución de un Proyecto en Química
GRADO EN QUÍMICA
9. Impacto Medioambiental de los Procesos Químicos∙ Pag.: 1
TEMA 9. IMPACTO MEDIOAMBIENTAL DE LOS
PROCESOS QUÍMICOS
GRADO EN QUÍMICA

GRADO EN QUÍMICA
Contenidos
• Análisis medioambiental del ciclo de vida del proceso
• Fuentes de emisión de residuos en la Industria Química
• Estrategias para la minimización de residuos
• Química verde
• Costes ambientales
• Legislación

GRADO EN QUÍMICA
Análisis del ciclo de vida (ACV)
• El ACV describe los efectos asociados a productos, procesos o
actividades durante su ciclo de vida relacionado con el cálculo de
las necesidades materiales y energéticas, así como las emisiones al
aire, agua y suelo.
• Su objetivo es analizar de forma objetiva y metódica el efecto
ambiental ocasionado por los productos desde su origen en las
materias primas hasta su eliminación final.
• Constituye una herramienta útil dentro de la gestión ambiental de
la empresa y debe servir para ayudar en la toma de decisiones.

GRADO EN QUÍMICA
CICLO DE VIDA DE UN PRODUCTO. FASES
EXTRACCION Y ELABORACIÓN
MATERIAS PRIMAS
FABRICACIÓN
TRANSPORTE
DISTRIBUCIÓN
UTILIZACIÓN/CONSUMO
REUTILIZACION/RECICLADO
ELIMINACIÓN RESIDUO
DISEÑO
CICLO
DE VIDA

GRADO EN QUÍMICA
ENTRADAS PROCESO SALIDAS
ENERGIA
MATERIAS
AUXILIARES
MATERIAS PRIMAS
SUBPRODUCTOS
FABRICACION, ELABORACION Y
FORMULACION
ADQUISICION MATERIAS PRIMAS
DISTRIBUCION Y TRANSPORTE
USO/REUTILIZACION/MANTENIMIENTO
RECUPERACION Y RECICLADO
GESTION DE RESIDUOS
EMISIONES ATMOSFERA
VERTIDOS LIQUIDOS
RESIDUOS SÓLIDOS
POLVO, RUIDO, ETC.
SUBPRODUCTOS

GRADO EN QUÍMICA
El ACV consta de las siguientes fases:
• Definición de objetivos y ámbito.
• Análisis de inventarios, incluido el flujo de materia y de energía en
forma de balance de entradas y salidas a lo largo de todo el ciclo
de vida.
• Evaluación de impactos, que comporta una determinación de los
posibles impactos ambientales.
• Interpretación de los resultados, que se utiliza para seleccionar
las variantes más favorables desde el punto de vista ecológico.

GRADO EN QUÍMICA
El ACV se realiza de acuerdo con reglas reconocidas, como:
•ISO 14040: Gestión medioambiental – análisis del ciclo de vida –
principios y directrices.
análisis de inventarios del ciclo de vida.
evaluación del impacto del ciclo de vida.
evaluación de la mejora del ciclo de vida.

GRADO EN QUÍMICA

GRADO EN QUÍMICA
Fuentes de emisión de residuos en la IQ
Fuentes de residuos de procesos:
•Reactores (subproductos).
•Sistemas de separación y recirculación (perdidas de productos).
•Operaciones de proceso (arranques, paradas, cambios de productos,
limpieza de equipos, etc).
•Servicios auxiliares (calefacción, refrigeración, agua).

GRADO EN QUÍMICA
Residuos generados:
•Aguas residuales.
•Gases residuales.
•Residuos líquidos y sólidos.

GRADO EN QUÍMICA
Aguas de proceso
•Licores madres
•Aguas de lavado de la purificación de
productos
•Condensados de vapores
•Agua de enfriamiento
•Agua de limpieza de aire de escape /
gases de combustión
•Agua de limpieza de equipo
•Agua de generación de vacío
Aguas de otras fuentes
• Lavado de bases de escape de
incineración y servicios
• Acondicionamiento de agua de
servicio
• Sangrado de sistemas de alimentación
de agua a calderas
• Sangrado de ciclos de refrigeración
• Lavado a contracorriente de filtros
• Laboratorios
• Talleres
• Aguas sanitarias
• Aguas pluviales
Aguas residuales

GRADO EN QUÍMICA
Contaminantes presentes en el agua residual:
• Materias de partida sin reaccionar.
• Residuos de productos.
• Compuestos auxiliares.
• Compuestos intermedios.
• Subproductos no deseados.

GRADO EN QUÍMICA
Caracterización de las aguas residuales:
•Carga y concentración de compuestos individuales.
•Carga hidráulica.
•Efecto y/o potencial sobre el cauce receptor (SST, DQO, DBO, pH,
conductividad, temperatura).
•Efecto sobre los organismos del cauce receptor, expresada como
datos de toxicidad.

GRADO EN QUÍMICA
Gases residuales:
•Emisiones conducidas.
•Emisiones difusas (no liberadas a
través de puntos de emisión
específicos como p. ej. chimeneas).
•Emisiones fugitivas (gases
liberados a la atmósfera de forma
imprevista o deliberada).
Tratamiento
Prevención
y/o
Minimización

GRADO EN QUÍMICA
Emisiones conducidas:
•Emisiones a través de un conducto de ventilación de un equipo de proceso.
•Gases de combustión de las unidades que suministran energía.
•Gases residuales de equipos de control de emisiones.
•Tail-gas de recipientes de reacción y condensadores.
•Gases residuales de regeneración de catalizadores y disolventes.
•Gases residuales de ventilaciones de almacenaje y manipulación de
productos, materias primas y compuestos intermedios.
•Gases residuales de ventilaciones de purgas o equipos de precalentamiento
que solo se utilizan en las operaciones de arranque y parada.
•Descargas de dispositivos de alivio de seguridad.

GRADO EN QUÍMICA
Emisiones difusas:
•Emisiones del equipo de proceso, inherente al funcionamiento de la planta,
emitidas desde una superficie grande o a través de aberturas.
•Emisiones no conducidas (ej. pérdidas de trabajo y pérdidas por respiración,
cuando no son capturadas y conducidas), de equipos de almacenaje y durante
operaciones de manipulación (ej. llenado de bidones, camiones o depósitos).
•Emisiones no rutinarias, derivadas de operaciones distintas del proceso
rutinario en la instalación, incluidas emisiones durante arranques o paradas, y
durante mantenimiento.
•Emisiones de antorchas.
•Emisiones secundarias, derivadas de la manipulación o desecho de residuos
(ej. material volátil de alcantarillas, instalaciones de manipulación de aguas
residuales o agua de refrigeración).

GRADO EN QUÍMICA
Emisiones fugitivas:
•Fugas de los equipos, de sellos de bombas y compresores, válvulas, bridas,
conectores y otros elementos de conducciones, u otros elementos del equipo,
como sellos o tapones de ventilaciones.

GRADO EN QUÍMICA
Principales contaminantes atmosféricos de procesos químicos y
suministro de energía:
•Dióxido de carbono.
•Oxidos de azufre (SO2, SO3) y otros compuestos de azufre (H2S, CS2,
COS).
•Oxidos de nitrógeno (NOx, N2O) y otros compuestos de nitrógeno (NH3,
HCN).
•Halógenos y sus compuestos (Cl2, Br2, HF, HCl, HBr).
•Compuestos de combustión incompleta, como CO y CxHy.
•Compuestos orgánicos volátiles (COV) y compuestos organosilícicos, que
pueden incluir compuestos con potencial cancerígeno.
•Partículas (como polvo, hollín, álcali, metales pesados) con posibles
propiedades cancerígenas.

GRADO EN QUÍMICA
Gestión de las aguas residuales

GRADO EN QUÍMICA
Gestión de los gases residuales

GRADO EN QUÍMICA
Estrategias para la minimización de residuos
• La protección ambiental avanzada se desplaza cada vez más desde
métodos de postproducción (final de línea) a medidas integradas
en el proceso.
• Tienen por objeto reducir, o incluso evitar, la producción de
residuos directamente en origen antes de que se conviertan en
una descarga.
• Contribuyen a reducir los costes de las medidas de tratamiento
adicionales, así como a aumentar la rentabilidad, aumentando el
rendimiento de la producción y/o reduciendo las necesidades de
materias primas.

GRADO EN QUÍMICA
Estrategias para la minimización de residuos
Ejemplos:
•Nuevas vías de síntesis.
•Uso de materias primas y agentes de proceso más puros o incluso distintos.
•Uso de combustibles más puros o incluso distintos.
•Optimización de pasos de proceso.
•Mejora de la tecnología de la planta, control de proceso y secuencia de reacciones.
•Adaptaciones técnicas al proceso.
•Uso mejorado de catalizadores y/o disolventes.
•Reciclaje de productos auxiliares (ej. agua de lavado, gases inertes, disolventes,
catalizadores).
•Reciclaje de residuos inmediatamente durante el proceso.
•Uso de residuos como materia prima para otras producciones (integración de
productos in situ y/o externamente).
•Uso de residuos para generación de energía.

GRADO EN QUÍMICA
Química verde
• La Química Verde (también llamada Química Sostenible) consiste en una
filosofía química dirigida hacia el diseño de productos y procesos químicos
que implica la reducción o eliminación de productos químicos peligrosos
(para los materiales, las personas y el medioambiente).
• Se centra en las reacciones y procesos que se llevan a cabo en la
Industria Química e industrias afines. Es necesario distinguirla de la
Química Ambiental, que estudia el comportamiento de los compuestos
químicos (naturales o sintéticos) en el medioambiente.
• Tiene un carácter preventivo (evitando, en la medida de lo posible, la
generación de productos peligrosos), mientras que la remediación
medioambiental se dirige hacia la eliminación de productos dañinos que ya
se han vertido a la naturaleza.

GRADO EN QUÍMICA
Química verde
LOS DOCE PRINCIPIOS DE LA QUÍMICA VERDE:
1. Es mejor prevenir la formación de residuos que tratar de limpiar tras su formación.
2. Lo métodos sintéticos deben ser diseñados para conseguir la máxima incorporación en el producto final de todas
las materias usadas en el proceso.
3. En cuanto sea posible, se deben diseñar metodologías sintéticas para el uso y la generación de substancias con
escasa toxicidad humana y ambiental.
4. Se deben diseñar productos químicos que, preservando la eficacia de su función, presenten una toxicidad escasa.
5. Las substancias auxiliares (disolventes, agentes de separación, etc.) deben resultar innecesarias en lo posible y,
cuanto menos deben ser inocuas.
6. Las necesidades energéticas deben ser consideradas en relación a sus impactos ambientales y económicos y
minimizadas. Los métodos sintéticos deben ser llevados a término a temperatura y presión ambiente.
7. Las materias de partida deben ser renovables y no extinguibles, en la medida que esto resulte practicable
técnica y económicamente.
8. La formación innecesaria de derivados (bloqueo de grupos, protección/desprotección, modificación temporal de
procesos físicos/químicos) debe ser evitada en cuanto sea posible.
9. Los reactivos catalíticos (tan selectivos como sea posible) son superiores a los estequiométricos.
10. Los productos químicos han de ser diseñados de manera que, al final de su función, no persistan en el ambiente,
sino que se fragmenten en productos de degradación inertes.
11. Se deben desarrollar las metodologías analíticas que permitan el monitoreo a tiempo real durante el proceso y el
control previo a la formación de substancias peligrosas.
12. Las substancias y las formas de su uso en un proceso químico, deben ser elegidas de manera que resulte mínima
la posibilidad de accidentes.

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
• Los costes externos o externalidades –también llamados costes
ambientales- incluyen aquellos costes y beneficios que resulten de
las actividades productivas, de distribución y de consumo pero que
no se consideran en los costes privados de estas actividades.
• Esos costes son soportados por la sociedad en general, o por
individuos que necesariamente no son los usuarios de la
producción.
• Las externalidades están normalmente asociadas con impactos en
la salud, medioambientales y estéticos debido a las emisiones a la
atmósfera, contaminación de las aguas, deposición de desechos y
cambios en los usos de la tierra.

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
¿Cómo estimar las externalidades?
• Cuantificar los Impactos (casos/año)
• Estimar Costes ($/caso)
¿Para qué?
• Decisiones de inversión
• Evaluación de tecnologías
• Internalización de costes externos
• Análisis coste-beneficio
• Indicadores de bienestar y sostenibilidad

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
PROCESO
QUÍMICO
Calentamiento global
Smog fotoquímico
Destrucción de O3
Deposición ácida
Toxicidad
Etc.
Perjuicios a la
salud y a los
ecosistemas
COSTE EXTERNO AMBIENTAL
CAUSA
ALTERACIÓN
EFECTO
VALORACIÓN ECONÓMICA
DEL DAÑO OCASIONADOINTERNALIZACIÓN DE COSTES
EXTERNOS

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
• Principio vigente: El que contamina paga. Sin embargo, la
legislación en general está destinada a contener la contaminación,
no a reparar los daños consiguientes, por muy pequeños que sean
éstos.
• En la práctica: El que contamina “poco” (< VLE) no paga o incluso
obtiene beneficios, caso del CO2. El que contamina “mucho” (> VLE)
paga pero en provecho de alguna o algunas Administraciones del
Estado o de algún otro productor (caso del CO2). Su contribución
no se destina, al menos directamente, a remediar los daños que
pudiera haber causado.

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
• Tendencia: Búsqueda de un sistema para cuantificar el efecto que
la contaminación asociada a la actividad productiva tiene sobre la
salud y el medio ambiente, de tal forma que aquél (el efecto) se
pueda valorar económicamente como un coste, destinado
directamente a remediar el mal causado. Esta política se conoce
como “Internalización de costes externos”, ambientales en este
caso.
• Beneficiarios de esta política: Los ciudadanos, el medio ambiente y
todos aquellos fabricantes de productos “ limpios ” , como las
energías renovables, cuyos costes por este concepto son casi
nulos.

GRADO EN QUÍMICA
Costes ambientales
• En 1991, la Unión Europea y el Departamento de Energía de
Estados Unidos lanzaron un proyecto de investigación conjunta
cuyo principal objetivo fue realizar una evaluación comparativa de
riesgo de diferentes sistemas de energía, incluyendo, entre otros,
el carbón y los ciclos de combustible nucleares.
• La intención fue desarrollar una metodología común y rigurosa que
pudiera ser aplicada para determinar los costes externos de la
generación de electricidad en Europa y Estados Unidos.
• Los trabajos posteriores se han concentrado en un procedimiento
de estimación estándar para la valoración de los costes externos,
con la meta final de integrar estos costes a las políticas locales y
nacionales relacionadas con el manejo de la energía, su
planificación y expansión.
Fuente: http://www.externe.info/

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Un proyecto, en el momento actual, precisa de los siguientes
permisos ambientales:
•Declaración de Impacto Ambiental que debe emitir el Ministerio
de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.
•Autorización Ambiental Integrada que debe emitir el Órgano
Ambiental Competente de la Comunicad Autónoma con carácter
previo a todas las autorizaciones y licencias necesarias.

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Evaluación del Impacto Ambiental
•Conjunto de estudios y análisis técnicos que permiten estimar los efectos
que la ejecución de un determinado proyecto puede causar sobre el medio
ambiente.
•Desde el año 1986 está incorporada a la normativa española en lo que se
refiere a la evaluación de impacto ambiental para proyectos y actividades
específicas y, desde el año 2006, también para Planes y Programas
elaborados por la Administración.
•Real Decreto Legislativo 1/2008, de 11 de enero, por el que se aprueba el
texto refundido de la Ley de Evaluación Ambiental de proyectos (BOE nº 23
de 26/01/2008)
Fuente: http://www.mma.es/portal/secciones/evaluacion_ambiental/

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Estudio de Impacto Ambiental
•Es el documento técnico que debe presentar el titular del proyecto, y sobre
la base del que se produce la Declaración de Impacto Ambiental.
•Este estudio deberá identificar, escribir y valorar de manera apropiada, y
en función de las particularidades de cada caso concreto, los efectos
notables previsibles que la realización del proyecto produciría sobre los
distintos aspectos ambientales (efectos directos e indirectos; simples,
acumulativos o sinérgicos; a corto, a medio o a largo plazo; positivos o
negativos; permanentes o temporales; reversibles o irreversibles;
recuperables o irrecuperables; periódicos o de aparición irregular; continuos
o discontinuos).

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Declaración de Impacto Ambiental
•Es el pronunciamiento de la autoridad competente de medio ambiente, en el
que, de conformidad con el artículo 12 del Real Decreto Legislativo 1/2008,
se determina, respecto a los efectos ambientales previsibles, la conveniencia
o no de realizar la actividad proyectada, y, en caso afirmativo, las
condiciones que deben establecerse en orden a la adecuada protección del
medio ambiente y los recursos naturales.

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Prevención y Control Integrado de la Contaminación (Ley IPPC)
•La nueva Directiva 2008/1/CE del Parlamento Europeo y el Consejo, de 15
de enero de 2008, es el texto refundido de La Directiva 96/61/CE, de
Prevención y Control Integrados de la Contaminación (Ley IPPC), y las
modificaciones que a lo largo de los años ésta ha ido sufriendo.
•El objetivo de la ley IPPC es “evitar o, cuando ello no sea posible, reducir y
controlar la contaminación en su conjunto, mediante sistemas de prevención y
control que eviten su transmisión de un medio a otro”.
•Define importantes actuaciones como son la necesidad de obtención de la
Autorización Ambiental Integrada (AAI), para poder iniciar la actividad, el
concepto de las Mejores Técnicas Disponibles (MTD) como medida de
protección del medio ambiente y la transparencia informativa (PRTR).
Fuente: http://www.mma.es/portal/secciones/calidad_contaminacion/ipcc/

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Autorización Ambiental Integrada (AAI)
•Es una nueva figura de intervención administrativa que, para las
instalaciones afectadas, sustituye al conjunto de autorizaciones ambientales
existentes hasta el momento, y que establece un condicionado ambiental para
el funcionamiento de complejos industriales. Esta autorización se otorga con
carácter previo a otras autorizaciones o licencias sustantivas exigibles, como
las reguladas por la Ley 21/1992 de Industria y las licencias municipales de
actividades clasificadas y que con carácter vinculante para todo lo relativo al
condicionado ambiental.
•La AAI incluye todos los aspectos ambientales, y aquellos otros relacionados
que consideren las autoridades ambientales competentes, de acuerdo con la
legislación básica estatal y las correspondientes autonómicas.

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Mejores Técnica Disponibles (MTD)
•Se puede definir como Mejores Técnicas Disponibles aquellas tecnologías
utilizadas en una instalación junto con la forma en que la instalación esté
diseñada, construida, mantenida, explotada y paralizada, y siempre que sean
las más eficaces para alcanzar un alto nivel de protección del medio ambiente
en su conjunto y que puedan ser aplicadas en condiciones económica y
técnicamente viables.
•Los documentos que recogen estas MTD en el ámbito europeo son los
denominados documentos BREF, hay 33 aprobados ya por la Comisión Europea
y actualmente están en revisión 9 de ellos.

GRADO EN QUÍMICA
Legislación
Registro de Emisiones y Fuentes Contaminantes (PRTR)
•PRTR-España es, a partir del 1 de enero de 2008, el nuevo Registro Estatal
de Emisiones y Fuentes Contaminantes que sustituye al anterior registro
EPER-España, cumpliendo el Reglamento (CE) 166/2006 E-PRTR y el Real
Decreto 508/2007, de 20 de abril, por el que se regula el suministro de
información sobre emisiones del Reglamento E-PRTR y de autorizaciones
ambientales integradas.
•En este registro, se pone a disposición del público información sobre las
emisiones de contaminantes y transferencias de residuos fuera del
emplazamiento, de todos aquellos complejos industriales que realicen alguna
de las actividades contempladas en el reglamento europeo y en la legislación
española, siempre que se superen los umbrales de información establecidos.

GRADO EN QUÍMICA
Fuentes de información
• Mejores Técnicas Disponibles de referencia europea. Sistemas de
Gestión y Tratamiento de Aguas y Gases Residuales en el Sector
Químico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino,
2009.
• Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.
http://www.marm.es/

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