Tecnologías Disponibles para Reducir Las Emisiones Contaminantes

TECNOLOGÍAS DISPONIBLES PARA REDUCIR LAS EMISIONES CONTAMINANTES INTEGRANTES:

INTRODUCCIÓN Cada día, las empresas mineras afrontan el desafío de mejorar sus procesos productivos y, al mismo tiempo, hacer de sus minas yacimientos sostenibles en el tiempo. Con estas nuevas tecnologías, que se adaptan a los más exigentes controles de calidad, se puede reforzar la seguridad, las condiciones de trabajo, tener un uso responsable de agua, disminuir el polvo, ahorrar energía, disminuir ruidos, etc

SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE VOLADURAS Constituyen una innovación tecnológica que permite, no solo una precisión 1.000 veces mayor y un timing más flexible que los detonadores tradicionales, sino que brinda un mejor control energético. Asimismo, otro ejemplo innovador es la tecnología Quantex de Exsa que reduce un 20% de ahorro en los costos totales de fragmentación de roca, disminuye la huella de carbono y elimina los gases nitrosos, lo cual la convierte en una opción eco amigable

CONTROL DEL POLVO Otro gran desafío de la minería es el control del polvo, ya que una gran cantidad de material con partículas finas afecta la salud de los operadores y de las poblaciones de alrededores, Máquinas como los supresores de polvo modifican las propiedades físicas de la superficie, para que las partículas y el material del suelo sean más pesados y se evite la polución por esta vía, mejorando así la calidad del aire. Para evitar el polvo el material será humedecido y finalmente introducido en un domo (foto de arriba) para evitar su dispersión por el viento. Durante todo el proceso se minimizará la generación del polvo para que no llegue en ningún momento hasta la población.

LA BIOTECNOLOGÍA Por otro lado, la Biotecnología, que se basa en el uso de organismos vivos para producir bienes y servicios, brinda beneficios tales como la simplificación de procesos, mejoras en la calidad de los productos, menor impacto ambiental y ahorro de costos. En el rubro minero, ayuda con los procesos de bioremediación y fitoremediación de suelos, tratamiento de relaves y recuperación de metales en aguas.

MINERODUCTOS La mina Antamina utiliza tecnología limpia en el transporte del mineral, desde el lugar de extracción hasta el embarque, mediante una tubería de 305 kilómetros. Este mineroducto transporta el mineral desde la parte alta, en San Marcos, Áncash, hasta Punta Lobitos, en Huarmey. El mineral se transporta con agua (60% de sólido y 40% de líquido), en Huarmey se separa el líquido, se seca el concentrado y se exporta. El agua que cumple la labor de transportar el mineral no se desperdicia, se limpia mediante un proceso tecnológico y se reúsa para el riego de plantas. Por eso en Huarmey se puede ver un bosque de árboles en pleno desierto, ese se creó con estas aguas.

Normativas 

La actividad minera en el Perú representa la base económica del desarrollo del país; sin embargo, los procesos que se llevan a cabo durante la extracción y producción del mineral generan emisiones en el medio ambiente, por lo que se cuenta con una normativa sectorial que permite supervisar y fiscalizar la actividad minera en el país.

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El fortalecimiento de la gestión de supervisión y fiscalización en el control de las emisiones en el subsector minero ha contribuido a una supervisión directa de manera descentralizada. Esto se ha dado gracias al proceso de transferencia entre el Ministerio de Energía y Minas y el OEFA, culminado el año 2010.

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La política de calidad del aire en minería se hace posible gracias a cada uno de sus instrumentos de gestión ambiental vigentes (EIA, PAMA, DAP, DIA, IGAC), y redunda en beneficio de las comunidades que forman parte del área de influencia directa e indirecta de los proyectos minero-metalúrgicos.

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En el Perú, el marco regulatorio para el control de la calidad del aire y de las emisiones contaminantes se ha construido desde el año 2003. Los primeros estándares de calidad del aire se aprobaron en el año 2003 y los sectores de hidrocarburos, pesquería, cemento, minero metalúrgico y transporte vehicular ya cuentan con límites máximos permisibles (LMP).

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En el Perú, las actividades socioeconómicas son generadoras de emisiones gaseosas, y estas se encuentran reguladas por un marco legal que establece el cumplimiento de LMP. Esta norma proporciona los criterios de calidad exigidos para las fuentes puntuales de emisión de contaminantes atmosféricos, con la finalidad de prevenir riesgos a la salud y el ambiente.

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Los sectores son los responsables de la aprobación de sus instrumentos de gestión ambiental: Programa de Adecuación de Manejo Ambiental (PAMA), estudio de impacto ambiental (EIA) y diagnóstico ambiental preliminar (DAP).

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Las emisiones atmosféricas del sector minería son aquellas que provienen de las fundiciones de refinerías. El origen de los principales contaminantes del subsector minería en el Perú, se debe a las emisiones de gases de la quema de combustibles y las emisiones fugitivas procedentes del proceso de extracción y durante la manipulación de los minerales. Se han identificado que las emisiones más importantes que se generan en este subsector corresponden a PTS y SO2, con el 93 % y el 97 % del total del subsector energético, respectivamente, que también incluyen el subsector eléctrico e hidrocarburos.

Tecnologías para reducir la contaminación del aire 

El problema de la contaminación del aire causada por emisiones gaseosas de origen antropogénico ha tenido distintas respuestas a lo largo del tiempo, con una evolución en su enfoque que ha corrido paralela a otros problemas de contaminación por vertidos líquidos o por residuos.

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Primero se empezó por la construcción de chimeneas que, mediante la dilución de los contaminantes, disminuían los problemas causados a la población cercana.

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Posteriormente se instalaron sistemas de tratamiento de los gases para eliminar de estos los contaminantes. Sistemas que, conforme aumentaron las exigencias sociales, se fueron haciendo más y más complejos técnicamente. Se recurrió entonces a mejorar tanto la materia prima como los procesos a fin de reducir los contaminantes a separar. Como un paso más, se ha intensificado la búsqueda y el desarrollo de tecnologías y combustibles alternativos que puedan ser considerados "limpios", y las nuevas tendencias podrían ir por una modificación importante de los hábitos de consumo.

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METODOS DE ELIMINACIÓN CO2: Son cuatro los métodos utilizados más usualmente para la captación de CO2: 

absorción química

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absorción física

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criogénicos

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adsorción física

Fueron desarrollados con otro objeto, pero recientemente pueden encontrar utilidad en la prevención de un posible cambio climático causado por el aumento del efecto invernadero.

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ABSORCION QUIMICA. La más prometedora, consiste en un "stripping" químico donde tiene lugar una reacción reversible entre el CO2 y otra sustancia (tal como mono-, di-, o tri-etanol amina; di-isopropanol amina; hidróxido sódico; carbonato sódico) para producir un líquido o un sólido que, mediante calentamiento, libera el CO2 y regenera la sustancia que ha reaccionado con él. Así, el proceso con monoetanol amina (MEA) se basa en:

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C2H4HNH2 + CO2 + H2O = C2H4HNH3 + + HCO3 –

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Algunos procesos típicos son los que denominados ADIP, ALKAZID, BENFIELD, CATACARB, ECONAMINE, MDEA, SEABORD, VACUUM CARBONATE, SNPADEA, SULFIBAN, SULFINOL GIAMARCO-VETROCOKE y STRETFORD.

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Algunos de ellos están en plena operación para la captación de gases ácidos, incluido el CO2, de los yacimientos de gas natural, plantas de producción de amoniaco y otras aplicaciones. Con el proceso ECONAMINE, de Dow Chemical Co., se han instalado varias plantas en los últimos años en Estados Unidos y MODULO ATMOSFERA- Técnicas no convencionales de depuración con capacidades de captación de varios cientos de t de CO2 al día.

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ABSORCION FISICA. Se pueden utilizar líquidos orgánicos e inorgánicos para absorber preferentemente algunas especies gaseosas de una mezcla de gases. El líquido absorbente se regenera incrementando su temperatura o reduciendo la presión. Se usan disolventes orgánicos (p.e. carbonato de propileno, metanol, dimetil eter, polietilen glicol) o inorgánicos, fundamentalmente agua de mar para el CO2. La capacidad de absorción aumenta con la presión y disminuye con la temperatura. Puesto que la presión parcial del CO2 en los gases de una planta convencional es baja y su temperatura es alta, estos métodos no pueden competir con la absorción química. Sin embargo, en las nuevas plantas que se están construyendo con carbón gasificado, donde la concentración de CO2 en los gases es mayor, y por tanto mayor su presión parcial, y con ciclo combinado, con menor temperatura de gases, podrían competir favorablemente con el citado método.

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METODOS CRIOGENICOS. Se basan en una serie sucesiva de etapas de compresión y enfriamiento y, eventualmente, expansión del gas. Así se consigue licuar el CO2, siendo el gas restante fundamentalmente N2 y el exceso de O2 de la combustión. Este N2, que está a alta presión, se puede calentar y expandir en una turbina de gas a fin de disminuir los gastos energéticos. De todos modos, el coste energético es antieconómico.

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ADSORCION FISICA. Necesitan baja temperatura y alta presión parcial. No es muy competitivo para el CO2 En cuanto a los sistemas de depósito del CO2 capturado, se busca que los tiempos de retención sean lo más elevados posible, por encima de los 1.000 años si es posible. Un sistema alternativo sería la forestación compensatoria, pero hay que tener en cuenta que una planta de 500 MW requeriría una superficie de bosque tropical de 2.000 km2 . Los sistemas de depósito más estudiados son el depósito en el fondo del mar, a ser posible por debajo de los 3.000 m, el depósito en acuíferos profundos y el depósito en yacimientos agotados de gas o petróleo.

Nuevas tecnologías en aguas residuales 

Es conocido el efecto nocivo del Drenaje Ácido (DAM) en la minería en general y los efectos negativos en el ambiente circundante, particularmente cuando ocurre en lugares aledaños a terrenos agrícolas. De esta manera, recurso hídricos superficiales y subterráneos pueden verse afectado por este fenómeno ya conocido en las actividades mineras.

 Para controlar la generación de aguas ácidas en las minas, es casi imposible erradicar la pirita, por lo que es preferible manejar el ingreso de agua y aire a las labores mineras, con lo cual puede reducirse drásticamente el problema.

Existen técnicas preventivas basadas principalmente en el manejo del agua, las cuales están referidas a lo siguiente: • Desvío de aguas superficiales y subterráneas. • Sellado con arcilla, compactación del relleno e impermeabilización de la

superficie de escombreras y relaves. • Manipulación de la cobertura y colocación de lechos de caliza. • Inhibición bacteriana mediante bacterias, detergentes aniónicos, sustancias orgánicas conservantes, e inyección alcalina.

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Filtración por membranas: Los avances en la tecnología de membranas no sólo han reducido los riesgos de salud y medioambiente asociados a las aguas residuales, sino que también han abierto nuevas vías como la reutilización potable. El uso de tecnologías de membrana (ósmosis inversa, microfiltración, ultrafiltración, etc.) es cada vez más común para el tratamiento terciario o avanzado, especialmente en los países desarrollados. Además, a medida que las membranas continúan mejorando y los costos operacionales disminuyen.

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Los biorreactores de membrana (MBR) son una tecnología emergente, resultado de innovaciones de la separación por membranas, incorporándola al proceso de fangos activados. Actualmente, el número de plantas con tecnología MBR está en auge. Los MBR ofrecen ventajas tales como compacidad, flexibilidad y capacidad de operar de una manera totalmente fiable bajo control remoto.

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Las células de combustible microbianas: esta innovación tecnológica, basada en procesos bio-electroquímicos, se comenzó a aplicar en el tratamiento de aguas residuales durante esta última década, con el fin de producir energía (corriente eléctrica) mediante la utilización de la digestión anaeróbica, la cual imita las interacciones bacterianas que se encuentran en la naturaleza. Esta tecnología puede reducir significativamente los costos del proceso de tratamiento y la cantidad de fangos sobrantes. Sin embargo, teniendo en cuenta los retos que plantea su aplicación práctica, se necesitan mejoras para superar las altas necesidades energéticas.

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Los nuevos desarrollos en los procesos de tratamiento biológico han resultado exitosos debido a la alta eficiencia y bajos costos de inversión y operación. Ejemplos incluyen procesos innovadores para eliminación de nitrógeno mejorado tal como SHARON® (sistema de un solo reactor para la eliminación biológica de nitrógeno vía nitrito), ANAMMOX® (oxidación anaerobia de amonio) y BABE® (potenciación de organismos nitrificantes), así como procesos de cristalización mineral para la recuperación y reutilización del fósforo. Los procesos de tratamiento de los fangos granulares también están surgiendo mediante el uso de estructuras microbianas de ingeniería. El primer fango granular se comercializa bajo el nombre de NEREDA®.

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La nanotecnología es un campo emergente y creciente con aplicaciones muy prometedoras en el tratamiento de aguas residuales, así como en la calidad del agua y el monitoreo de aguas residuales. En la actualidad, las aplicaciones de la nanotecnología en el tratamiento del agua y las aguas residuales se centran en la tecnología de maduración y demostración a gran escala.