Manejo de Residuos Peligrosos (página 3)

Tabla 4.26. Clasificación de los residuos generados en el subgiro "Resinas, adhesivos y plásticos" que cumplen un criterio CRETIB

* Punto 5.6: La mezcla de un residuos peligroso conforme a esta norma con un residuo no peligroso será considerada un residuo peligroso

** Código CRETIB

C: Corrosivo T: Tóxico

R: Reactivo I: Inflamable

E: Explosivo B: Biológico infeccioso

Tabla 4.27. Residuos del subgiro "Resinas, adhesivos y plásticos", clasificados como peligrosos de acuerdo con la legislación alemana, pero no de acuerdo con la legislación mexicana

Aceites, grasas y solventes

De acuerdo a la información obtenida del área de estudio, los aceites, las grasas y los solventes se elaboran generalmente en empresas pequeñas o medianas con un número de empleados entre 15 y 200. La elaboración de estos productos a partir de las sustancias utilizadas, se realiza en mezcladoras a temperatura ambiente o a temperaturas mayores. Por regla general, los procesos de producción se llevan a cabo a presión atmosférica. El tamaño de las mezcladoras va desde pocos litros hasta varios metros cúbicos.

Productos

Los productos principales de este subgiro son:

• 1. Aceites y grasas para lubricación

• 2. Líquidos refrigerantes y líquidos de frenos para la industria automotriz

• 3. Compuestos de resinas y ceras

• 4. Productos para talabartería, tintas, pinturas

• 5. Mezclas de solventes

Los aceites lubricantes se utilizan para reducir la fricción de partes rodantes o deslizantes. Los destilados y los refinados de ciertas fracciones del petróleo crudo son componentes básicos de los principales lubricantes. Los hidrocarburos naturales por sí solos ya no son capaces de cumplir los requerimientos de las técnicas modernas de lubricación. Por lo tanto, a estas fracciones de petróleo crudo se adicionan aditivos con el fin de mejorar su resistencia a la oxidación, al desgaste o a la corrosión, además de los efectos de altas temperaturas, o para dar a los lubricantes, por ejemplo, características dispersantes. Estos aditivos pueden ser: compuestos de fósforo y azufre, derivados de fenol, desactivadores de metales como poliolefinas, polialquilestiroles, sulfonatos, fenolatos, tiofosfonatos o carbamatos.

En caso de especificaciones muy estrictas, se utilizan también lubricantes sintéticos con los aditivos correspondientes, entre otros, los polialquilglicoles, los aceites esteáricos y los aceites de silicón.

Debido a su menor impacto ambiental, en los últimos años han ido cobrando mayor importancia los aceites vegetales, por ejemplo, de colza o jojoba.

Las grasas lubricantes son dispersiones sólidas o semisólidas de un espesante en un lubricante líquido, las cuales al separar lentamente el aceite, desprenden la suficiente cantidad de un lubricante líquido para reducir por ejemplo la fricción y el desgaste en caso de almacenamiento durante períodos largos a un amplio rango de temperaturas. Además de los aceites y aditivos, las grasas contienen jabones metálicos que se elaboran a partir de hidróxidos de aluminio, de litio, de sodio y calcio y de grasas y aceites, a temperaturas elevadas. Además de los lubricantes endurecidos con jabón que se utilizan con mayor frecuencia, también se usan grasas lubricantes sintéticas.

Los lubricantes sólidos se depositan durante la fricción sobre la superficie trabajada y la modifican al constituir, por vía química o física, capas de separación que influyen en la lubricación de manera que no se den sobre las superficies deslizantes las microsoldaduras que causan el desgaste. Los lubricantes sólidos están elaborados principalmente de grafito o sulfuro de molibdeno con diferentes sustancias o de capas de cloruro, de sulfuro o de fosfato. Estos lubricantes sólidos pueden elaborarse en forma de polvo, de suspensión, de pasta o laca lubricante.

En el proceso de manufactura de metales, el aceite refrigerante sirve para el enfriamiento de la maquinaria y de la pieza que se está trabajando, para la lubricación reduciendo las fuerzas de desgaste y de corte, así como para limpiar la pieza de trabajo. Se diferencian dos tipos de aceite refrigerante.

El aceite refrigerante insoluble (no se mezcla con el agua) es una combinación de diferentes aceites minerales que para mejorar sus propiedades de aplicación, contienen aditivos de protección contra desgaste, antioxidantes, antiespumantes, así como antineblinas. El aceite refrigerante soluble en su forma concentrada posee un alto contenido de aceite mineral y además contiene agentes emulsificantes, sustancias de alta presión, inhibidores de la corrosión, solventes, antiespumantes, antioxidantes, estabilizadores y biocidas. Para la aplicación, el concentrado se mezcla con agua de 4 – 8 %.

Los lubricantes anticongelantes se utilizan principalmente en invierno para vehículos automotores enfriados con agua. Consisten principalmente de líquidos orgánicos pesados, difícilmente inflamables y solubles en agua, por ejemplo, glicoles de etileno. Para reducir la corrosión se adicionan con frecuencia fosfatos.

Los líquidos para frenos sirven para transmitir la presión en sistemas hidráulicos de frenado y deben ser resistentes al frío, al calor, al envejecimiento y a la oxidación. Contienen glicoles, éteres de glicoles o polialcaliglicoles, así como diferentes aditivos.

Los productos para el cuidado del cuero consisten de grasas naturales de origen animal o de aceites vegetales. Como emulsiones para regular la consistencia se utilizan aceites minerales y sintéticos. Para lograr la distribución uniforme, con frecuencia se les agregan solventes orgánicos a estos productos, como por ejemplo: ésteres, cetonas y alcoholes. Los productos para teñir el cuero contienen colorantes metálicos complejos, colorantes bases y colorantes reactivos.

Las mezclas de solventes son sustancias líquidas o mezclas de sustancias líquidas que facilitan el ingreso de otras sustancias por vías físicas a la solución. En el caso de los solventes orgánicos, se dividen en cuatro grupos principales:

• ? Los solventes polares mezclables con agua son, por ejemplo, diferentes alcoholes monohídricos o polihídricos.

• ? Los solventes polares solubles en agua son, por ejemplo, las cetonas y el éter.

• ? Los solventes no polares son, por ejemplo, las fracciones de hidrocarburos obtenidas a partir del petróleo.

• ? Las mezclas de solventes se elaboran a partir de producto nuevo o de redestilados, dependiendo de los requerimientos del cliente y del objetivo de aplicación.

Reacciones y procesos seleccionados

Para la fabricación de aceites lubricantes se bombean fracciones de aceite virgen a las mezcladoras, se calientan y se mezclan con aditivos sólidos o líquidos. Después de su análisis y aprobación en el laboratorio, el aceite lubricante se bombea a los depósitos de almacenamiento y se vacía a continuación en los envases para su venta (botes o latas, bidones o tambos).

Los aditivos para aceites lubricantes y grasas lubricantes se elaboran en reactores mezclando y calentando los productos iniciales. Las sustancias de bajo punto de ebullición que se eliminan se condensan y se regresan al recipiente de reacción. El agua destilada obtenida de diferentes reacciones se conduce a la planta de tratamiento de aguas residuales. Después de realizar las operaciones correspondientes se filtran los productos, los lodos que se obtienen con la filtración se procesan o se filtran, dependiendo de las sustancias que contienen.

Los lubricantes anticongelantes y los líquidos para frenos se mezclan de manera correspondiente a partir de concentrados orgánicos y aditivos según las especificaciones. Debido a que se trata aquí de procesos únicamente de mezclado, sin reacciones químicas, no se generan residuos. Solamente se generan residuos durante la limpieza de las instalaciones, siempre y cuando no se elabore siempre el mismo producto.

Los pegamentos se elaboran mezclando cauchos sintéticos con resinas y solventes. El tamaño de las mezcladoras va desde 600 hasta 1200 litros. Después de mezclarse, el producto se envasa directamente en tambos. La limpieza de las instalaciones se realiza con toluol, mismo que se utiliza en la carga siguiente como solvente.

Las pinturas se elaboran en lotes pequeños a partir de diferentes sustancias químicas. En primer lugar se trituran los pigmentos y los aglutinantes agregando pequeñas cantidades de solvente. Una vez que los pigmentos y los aglutinantes hayan formado una pasta homogénea, se ajusta la viscosidad agregando más solventes. El área de producción está equipada con un sistema de extracción y purificación de aire. Las instalaciones se limpian con una mezcla de agua y metanol. Esta solución residual de limpieza se reutiliza como componente en la elaboración de pintura de color negro.

Los productos para el cuidado del cuero se elaboran mezclando las sustancias iniciales (grasas naturales, aceites minerales y sintéticos y solventes) a una temperatura aproximada de 120?C. El envasado en latas que generalmente son cerradas y rotuladas por la misma empresa, se hace de 50 a 70?C. Los vapores de aceite que se generan son aspirados y eliminados a través de un sistema de inyectores. El agua de la separación de la neblina se regresa al sistema. Las instalaciones para la rotulación de las latas de productos para el cuidado del cuero se limpian con la mezcla de solvente.

Los solventes empleados en la elaboración de las diferentes mezclas de solventes se suministran en tambos y/o en auto-tanques, se pesan y se toman muestras para analizar en el laboratorio. En mezcladoras de dimensiones lo suficientemente grandes se realizan las diferentes combinaciones conforme a las especificaciones del cliente. En los procesos de mezclado se obtienen de los azeotrópicos, residuos de solventes con contenido de agua, mismos que son enviado a tratamiento (destilación). Además se generan aguas residuales que se generan durante la limpieza de los tambos; el lodo que se genera del tratamiento se separa con ayuda de filtros de grava.

Residuos generados

• Áreas de generación de residuos

A continuación se enlistan los residuos generados en las industrias visitadas del subgiro aceites, grasas y solventes de acuerdo al proceso o área donde se generan. Esta clasificación muestra los residuos típicos en cada área y puede servir como aproximación para calcular los costos de disposición para los distintos residuos por área.

Los diagramas de flujo facilitan la comprensión de la forma en que se relacionan entre sí las distintas etapas que componen un proceso. Un diagrama de flujo es un herramienta útil a la hora de analizar todo el proceso productivo y sus principales características. A través del diagrama de flujo de los diferentes procesos unitarios, se identificaron las áreas de generación de los residuos tanto peligrosos como no peligrosos. También son importantes para identificar las oportunidades de minimización y manejo adecuado de las materias y residuos generados.

Los residuos listados en las siguientes tablas se refieren a la denominación interna, es decir, al nombre en como son clasificados dentro de las empresas generadoras.

Tabla 4.31. Residuos generados en el almacén de materias primas

Tabla 4.32. Residuos generados en la producción

Tabla 4.33. Residuos generados en el tratamiento de aguas residuales

• Clasificación oficial de los residuos

Para la declaración de un residuo en el marco de la autorización y de la clasificación para su gestión dada por la autoridad competente, es importante que se clasifique el residuo con el número correcto del listado mexicano de tipos de residuos peligrosos. La siguiente lista da un resumen sobre los tipos de residuos en este subgiro, sus números INE y, en su caso, la denominación interna en las empresas. Tiene la finalidad de brindar un manejo más fácil de la clasificación del residuo para el usuario del presente manual.

Las tablas siguientes resumen los tipos de residuos más importantes generados en la industria química en el subgiro de aceites, grasas y solventes, clasificándolos según las claves de residuos correspondientes a la NOM-052-ECOL-1993.

Las clasificación se divide en tres tablas. La primera tabla contiene los residuos listados en los anexos de la NOM052-ECOL-1993, la segunda contiene los residuos clasificados como peligrosos según los criterios CRETIB, y la tercera aquellos residuos que, según la legislación mexicana, no están especificados como peligrosos, pero que en la clasificación alemana, de acuerdo con el Reglamento General para el Manejo de Residuos "TA Abfall", son residuos tóxicos y peligrosos; además en esta tabla se hace referencia con la clave CRETIB que les correspondería.

Tabla 4.34. Clasificación de los residuos generados en el subgiro "Grasas, aceites y solventes", según números INE conforme a la NOM-052-ECOL-1993.

Tabla 4.35. Clasificación de los residuos generados en el subgiro "Grasas, aceites y solventes", que cumplen con un criterio CRETIB

* Punto 5.6: La mezcla de un residuos peligroso conforme a esta norma con un residuo no peligroso será considerada un residuo peligroso

** Código CRETIB

C: Corrosivo T: Tóxico

R: Reactivo I: Inflamable

E: Explosivo B: Biológico infeccioso

Tabla 4.36. Clasificación de los residuos generados en el subgiro "Grasas, aceites y solventes", que se clasifican como peligrosos según la legislación alemana, pero no considerados en la legislación mexicana

Agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos

Productos

Las empresas participantes en el marco de la elaboración de los conceptos de manejo y minimización de residuos en este subgiro, elaboran principalmente los productos o subproductos de agentes tensoactivos. En la mayoría de los casos, las materias primas utilizadas son de origen vegetal (aceites y grasas vegetales sobre la base de triglicéridos) y dependiendo del campo de aplicación, son refinadas de manera correspondiente. Con frecuencia, los productos finales son mezclas de una gran variedad de componentes y las fórmulas finales son confidenciales y sólo la fabricación de cada uno de los componentes, así como el tipo de los componentes principales, son conocidos.

En este subgiro se elaboran los siguientes productos:

• 1. Tensoactivos aniónicos (sulfatos, sulfonatos)

• 2. Tensoactivos no iónicos

• 3. Tensoactivos catiónicos

• 4. Jabones

• 5. Detergentes como producto final

• 6. Productos para el cuidado de la piel

• 7. Dentífricos

El número de productos y subproductos fabricados en este subgiro es muy amplio, por lo que sólo es posible mencionar aquellos que son relevantes por sus residuos o por su cantidad. Los productos base, así como las materias auxiliares, sólo se describen en el proceso cuando se pueden derivar de ellos propuestas de mejoramiento. En los demás casos, este tipo de químicos especiales se incluyen en el rubro de fármacos, plaguicidas y productos especiales.

Las sustancias tensoactivas se caracterizan químicamente por que contienen una parte hidrofóbica de cadena larga y una parte hidrofílica, generalmente más pequeña. Esto se representa esquemáticamente como sigue:

Figura 4.41. Principio de la configuración de una sustancia tensoactiva

Esta configuración especial determina las propiedades físicas de los tensoactivos: poseen la capacidad de emulsionar el aceite en agua o el agua en aceite. Con ello, proporcionan también la posibilidad de extraer las partículas de suciedad que se encuentran en los textiles y en el agua de lavado (agua y detergente disuelto en la lavadora de ropa). Por lo tanto, se utilizan sustancias básicas para la elaboración de productos de limpieza de todo tipo. Además se utilizan para la extracción de petróleo (extracción secundaria) y para otros fines, como por ejemplo, la reducción de la tensión superficial del agua. Otros campos de aplicación de determinados tensoactivos "especializados" son la desintegración de emulsiones (sobre todo en la industria del petróleo) y la protección contra la corrosión.

En principio se distingue entre:

• ? tensoactivos aniónicos.

• ? tensoactivos no iónicos, y

• ? tensoactivos catiónicos.

Para aplicaciones especiales se conocen también los tensoactivos anfóteros que poseen una carga positiva y una carga negativa.

En la producción se encontraron los tres tipos de sustancias tensoactivas, que se fabrican o se compran como producto para las fórmulas finales.

Los más frecuentes son los tensoactivos aniónicos. Entre ellos se cuentan los jabones, conocidos desde hace mucho tiempo. La parte hidrófila en los tensoactivos aniónicos puede ser un grupo sulfonato, sulfato o carboxilato.

Entre los tensoactivos aniónicos que se encontraron en las visitas, están también los alcanosulfonados (AS), que gracias a su consistencia líquida se utilizan principalmente en la elaboración de detergentes para lavar vajillas.

En los tensoactivos no iónicos, con frecuencia la parte hidrófila es una cadena de unidades de oxietileno. Existen paralelamente una serie de tipos básicos de enlace para aplicaciones especiales, y de las cuales sólo se mencionarán las dietanolamidas de ácidos grasos. Se puede suponer que los "saponificadores" grandes, e incluso los pequeños, además de los tensoactivos registrados, se elaboran también otros tensoactivos no iónicos.

La importancia de las sustancias no iónicas aumenta día a día gracias a sus propiedades de lavado de fibras sintéticas y a su estabilidad frente a endurecedores.

En los tensoactivos catiónicos, la parte hidrófoba es un grupo de amonio cuaternario. El campo de aplicación de éstos está limitado a suavizantes de tela e inhibidores de corrosión. Aunque en las empresas visitadas se utilizan tensoactivos catiónicos para las fórmulas finales de concentrados de suavizantes, así como para detergentes, no se encontró ninguna empresa que fabrique estos tensoactivos en la región estudiada. En México se utiliza principalmente cloruro de distearildimetilamonio, un suavizante que se utilizó también en Alemania hasta fines de los años ochenta. Debido a su alta toxicidad bacterial y a su poca posibilidad de degradación biológica, este enlace se reemplazó por otras clases (por ejemplo, derivados de imidazolina), que tienen propiedades más favorables en relación con el medio ambiente. Como residuos se obtienen aquí exclusivamente embalajes vacíos contaminados que no se pueden limpiar. El siguiente esquema muestra un ejemplo de un producto sustituto de ese tipo.

Figura 4.42. Estructura de una sustancia activa moderna para suavizantes de ropa

Reacciones y procesos seleccionados

Las reacciones y los procesos que se describen a continuación representan una selección de la variedad de los tipos de producción. Es de suponerse que muchas otras empresas elaboran sus productos en las mismas condiciones o en condiciones similares. Se comentan de manera representativa las reacciones, los procesos y los productos.

La materia prima se somete a diferentes pasos de refinación hasta que se obtienen las propiedades adecuadas para la aplicación correspondiente. En algunas empresas se lleva a cabo también la elaboración final, es decir, que diferentes sustancias refinadas e insumos se mezclan para obtener un producto comercializable, y posteriormente se envasan. Los pasos físico-químicos aplicables se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 4.41. Procedimientos físico-químicos en la elaboración de los productos

Desde el punto de vista técnico, las condiciones para los diferentes pasos no son muy complicadas. Se deberá observar sólo la limpieza, en algunos casos la esterilización, sobre todo cuando se trata de productos que están en contacto con la piel.

• Sustancias tensoactivas y residuos generados

La producción de los sulfonatos se realiza mezclando alquilbenzoles lineales (generalmente lauribenzol) con reactivos de sulfonación. Actualmente, conforme al estado del arte se utiliza SO3 en solución al 4 – 8 % con nitrógeno. El SO3 se obtiene por combustión de azufre y oxidación catalítica (V2O5). La neutralización del ácido sulfónico se realiza con sosa cáustica. Los productos obtenidos son alquilbenzolsulfonatos lineales (abreviados como LAS o LABS). Se utilizaban anteriormente los grupos de alquilos no lineales, pero se demostró que la capacidad de degradación de los microorganismos se hace mucho más lenta debido a la ramificación, lo que a principios de los años sesenta causó grandes formaciones de espuma en los cuerpos de agua.

En general en México, el proceso anterior se lleva a cabo prácticamente sin generación de residuos; sin embargo paralelamente también se realiza el procedimiento más antiguo que trabaja con ácido sulfúrico sobreconcentrado (óleum). Este procedimiento tiene la desventaja de que el ácido sulfúrico utilizado sólo reacciona a una concentración aproximada de 70 %. Este ácido al 70 % se comercializa como un ácido residual, aunque existen compradores de este ácido usado (por ejemplo la industria metálica), sin embargo no se ha podido investigar si esto es válido para la totalidad de los ácidos residuales en el Valle de México.

En algunos casos especiales, la sulfonación puede realizarse mezclando grasas no saturadas o ácidos grasos con lejía de bisulfito acuosa (adición del grupo de HSO3 a un doble enlace). Esto se aprovecha en la fabricación de emulsiones grasosas usadas en el tratamiento y curtido de pieles, que están conformadas por grasa, agua y emulsionantes. Como componente nativo se utiliza aceite de pescado, que contiene un alto porcentaje de ácidos carbónicos no saturados, estos compuestos no son tensoactivos clásicos, más bien, la introducción del grupo de sulfonatos ayudan a solubilizar en agua y a distribuir uniformemente las gotitas de aceite sobre la superficie de la piel curtida.

La síntesis se realiza mediante sulfocloración de alcanos.

Como sustituto de LAS se utilizan también sulfatos de alcohol graso (FAS) obtenidos por la mezcla de alcoholes grasos (1) con ácido clorosulfónico (2) según la siguiente ecuación de reacción:

Figura 4.43. Ecuación de la reacción para la obtención de sulfatos de alcohol graso

Debido a la obtención inevitable de HCl, aquí también se debe dar preferencia a la posibilidad de trabajar con SO3 y no generar residuos. Sin embargo, las instalaciones de sulfonización que trabajan con SO3 requieren de un equipo considerablemente más complejo. Las instalaciones que trabajan con ácido clorosulfónico son de construcción relativamente sencilla, se pueden adaptar también a otros productos iniciales y por lo tanto se utilizan donde sólo se producen cantidades pequeñas de sustancias tensoactivas. Es de suponerse que se elaboren también otros tensoactivos aniónicos en el área de estudio, sin embargo, en las empresas que se visitaron no se encontraron. Es de mencionarse que sobre todo el grupo de los sulfatos de éter alcohol graso (FAES), se distinguen por su buena tolerabilidad en la piel.

Otro representante de los tensoactivos aniónicos, cuya elaboración se pudo observar, es el jabón. Se trata de un material sintético que se obtiene hirviendo grasas y aceites naturales (triglicéridos de ácidos carbónicos de cadenas largas) con sosa cáustica. Esta hidrólisis se conoce también como "saponificación". En el reactor se encuentra una mezcla del jabón con alto contenido de agua, sosa cáustica y glicerina. El jabón se separa de las impurezas y forma la fase superior. La fase sedimentada (conocida también como lejía) contiene glicerina, cloruro de sodio y otras impurezas orgánicas; ésta se separa del jabón, se destila a presión ligeramente baja para separar la glicerina y se purifica a través de carbón activado, también se le pueden dar otros usos. Los lodos de sulfato de aluminio, el carbón activado cargado y los filtros de la purificación se consideran residuos. Además se deberán confinar los aceites usados y otras sustancias residuales provenientes de la producción.

Los oxilatos de alcoholes grasos representan uno de los grupos más importantes de los tensoactivos no iónicos. Se obtienen a partir de (C12-C14) nativos de cadena larga y óxido de etileno (EO) bajo influencia de metilato de sodio. Los mismos alcoholes grasos se obtienen con la hidratación catalítica de los ésteres de metilo. Existen además procedimientos que permiten la síntesis programada de la longitud de la cadena. Sin embargo, no se encontró ninguno de los métodos usuales para la obtención de los alcoholes, ya que en las empresas visitadas, éste se compra. La poliadición de óxido de etileno hace hidrófila a la molécula, donde el número de unidades de eoxi determina las propiedades y las posibilidades de uso del tensoactivo resultante. Los etoxilatos de alcohol graso producidos en el área estudiada se fabrican principalmente para el sector de limpieza, para ello, la cantidad de unidades de EO más favorable es de 9 a 10. En la elaboración no se obtienen residuos peligrosos. Solamente los empaques contaminados con el material inicial (costales de papel o plástico) se consideran como residuos peligrosos.

Una variante de este proceso es la catálisis ácida, que permite una distribución más estrecha en las cadenas, pero tiene la desventaja de que se obtienen una serie de subproductos, entre ellos el 1,4-dioxan, del que se sospecha pueda causar cáncer. Por lo tanto, no se recomienda este procedimiento.

Los alquilfenoletoxilatos representan el segundo grupo en importancia entre los tensoactivos no iónicos. Se sintetizan con la transformación del nonifenol con óxido de etileno. La poliadición transcurre como en el caso de los alcoholes grasos en el procedimiento de "lote" con catálisis alcalina. La capacidad óptima de lavado para esta clase es de 8 unidades de EO. También aquí, además del material de empaque contaminado no se tienen residuos, si se excluye el agua de lavado para el equipo.

Para lograr mayor claridad, la tabla 4.4-2 resume los residuos que se generan con la producción y la utilización de sustancias tensoactivas.

Tabla 4.42. Residuos que se generan en la elaboración y procesamiento de sustancias tensoactivas.

• Fabricación de detergentes y residuos generados

En las empresas visitadas se fabrican detergentes líquidos y en polvo. Para la fabricación de detergentes se mezclan diversas sustancias (la parte principal son los sulfonatos de alquil benzol lineales), agua, silicato de sodio, carbonato de sodio y fosfato de tripentasodio como desendurecedor del agua, así como sulfato de sodio como agente fijador.

En los detergentes líquidos, la combinación de diferentes tensoactivos aniónicos y no iónicos es diferente que en la de los detergentes en polvo. El componente más frecuente de los tensoactivos aniónicos para detergente en polvo es el LAS con una cadena de alquilos de 10 a 13, ya que de esta manera se tiene una buena capacidad de lavado con una buena posibilidad de eliminación biológica, así como también la posibilidad de pulverización.

Los detergentes fabricados a partir de materias primas naturales muestran una distribución del número de átomos de C, de manera que por ejemplo, el sulfonato de laurilbenzol además del grupo C12H25, tiene también átomos con 10, 14 y 16 C. La siguiente figura muestra la estructura del sulfonato de laurilbenzol en estado puro (nombre racional: sulfonato de sodio dodecilbenzol, abreviado en la región anglosajona como SDS).

Figura 4.44. Estructura del sulfonato de sodio laurilbenzol

La mezcla se introduce a través de una bomba de alta presión a una torre de pulverización, donde se evapora la mayor parte del agua. En caso necesario, al polvo obtenido se le agregan otros aditivos (blanqueadores, aceites perfumados) y se envasan. Los residuos principales se resumen en la tabla que se presenta a continuación.

Tabla 4.43. Residuos que se obtienen en la fabricación de detergentes

• Productos de cosméticos y residuos generados

Como productos de cosméticos se consideraron todo tipo de cremas para la piel y diversos tipos de dentífrico, que se incluyen en esta subclasificación porque su ingrediente principal es una combinación de agentes tensoactivos, a los que usualmente se les denomina emulgentes, que se refiere a su propiedad de unificar macroscópicamente y de manera homogénea a las substancias solubles y no solubles al agua.

En las empresas visitadas, la producción tanto de cremas como de lociones se realiza únicamente mediante un proceso de mezclado.

Dentífricos

Para la preparación de pasta dentífrica se homogenizan un agente tensoactivo (p.ej. un alquil-sulfato), glicerina, pulidores como óxido de aluminio y carbonato de calcio, así como carbometilcelulosa (CMC) como emulgente en un reactor mezclador. Para ciertas formulaciones se agrega adicionalmente un blanqueador (peróxido de hidrógeno), la pasta resultante se envasa en un tubo.

Como en el caso de abrasivos y detergentes, también en la elaboración de dentífricos se generan aceites lubricantes gastados, aceite gastado de maquinaria, empaques contaminados, insumos que no pueden volver a ser mezclados, residuos industriales similares a la basura casera y solventes contaminados procedentes de laboratorios. Por razones de seguridad en las diferentes áreas de proceso, debe usarse ropa de protección, la cual se añade a la lista de residuos. Los residuos infecciosos derivados del contacto con voluntarios infectados, requieren un tratamiento especial. Tales residuos sólo pueden ser transportados, para su posterior tratamiento, por empresas especializadas y autorizadas. A continuación se presenta un resumen de los residuos generados en la elaboración de pasta dentífrica.

Tabla 4.44. Residuos generados en la elaboración de pasta dentífrica

Productos para el cuidado de la piel

También para la elaboración de productos para el cuidado de la piel, hay una serie de especificaciones. En primer lugar, deben cumplir con su objetivo, que es el de humectar la piel y protegerla del medio ambiente. Es decir, por un lado debe ser efectiva y por el otro, no debe ser irritante. Las cremas para el cuidado de la piel están formuladas además de la emulsión, con una serie de aditivos, como son perfumes y conservadores. Aún tratándose de dosis mínimas, éstos pueden ocasionar alergias y/o irritación de la piel. En las empresas visitadas, estos aditivos se utilizan principalmente en la elaboración de emulsiones de agua en aceite (emulsión agua/aceite) y emulsiones de aceite en agua (emulsión aceite/agua). Las emulsiones de agua en aceite (agua/aceite) tienen una serie de ventajas sobre las emulsiones de aceite en agua (aceite/agua) como son: mayor estabilidad en su almacenaje y mayor estabilidad ante la contaminación bacterial, sin embargo las emulsiones de aceite en agua (aceite/agua) están ganando mercado en el ámbito de las cremas para el cuidado de la piel, porque cuentan con mayor absorción, eliminando el brillo, sobre todo en el rostro, con mayor rapidez. De cualquier forma, la crema de agua en aceite (agua/aceite) no desaparecerá del todo del mercado, ya que cuenta con mayor eficiencia para algunos propósitos. El desarrollo tardío de las cremas de aceite en agua (aceite/agua) se debe a que hace algún tiempo no se contaba con una gran cantidad de agentes tensoactivos, mediante los cuales fuera posible crear las fórmulas de emulsiones con propósitos específicos. En la actualidad esto ya no constituye ningún problema.

Para la elaboración de productos para el cuidado de la piel se agregan diversos aditivos al agua y al aceite en determinada proporción en la mezcladora. Se le agregan dosis de un emulgente o una mezcla de varios emulgentes, mezclando durante un lapso de tiempo largo, los perfumes de aceites usualmente se integran al final. Emulgentes típicos que se utilizan son: poliglicoleter de alcohol graso, éster de ácido fosfórico o éster de sorbitan; este último principalmente para cremas de agua en aceite (agua/aceite).

La siguiente tabla muestra los residuos típicos generados en la elaboración de productos para el cuidado de la piel.

Tabla 4.45. Residuos generados en la producción de productos para el cuidado de la piel

Residuos generados

• Areas de generación de residuos

A continuación se enlistan los residuos generados en las industrias visitadas del subgiro agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos de acuerdo al proceso o área donde se generan. Esta clasificación muestra los residuos típicos en cada área y puede servir como aproximación para calcular los costos de disposición para los distintos residuos por área.

Los diagramas de flujo facilitan la comprensión de la forma en que se relacionan entre sí las distintas etapas que componen un proceso. Un diagrama de flujo es un herramienta útil a la hora de analizar todo el proceso productivo y sus principales características. A través del diagrama de flujo de los diferentes procesos unitarios, se identificaron las áreas de generación de los residuos tanto peligrosos como no peligrosos. También son importantes para identificar las oportunidades de minimización y manejo adecuado de las materias y residuos generados.

Los residuos listados en las siguientes tablas se refieren a la denominación interna, es decir, al nombre en como son clasificados dentro de las empresas generadoras.

Tabla 4.46. Residuos generados en el almacén de materia prima

Tabla 4.47. Residuos generados en la producción

Tabla 4.48. Residuos generados de la planta de tratamiento de aguas residuales

Tabla 4.49. Residuos generados del mantenimiento

Tabla 4.410. Residuos generados del laboratorio

Areas adicionales

Como áreas adicionales se comprenden aquellas que sólo se encuentran en empresas grandes como son: comedores para empleados, áreas de convivencia y en algunos casos planta generadora de energía. Aquí se genera principalmente basura municipal, similar a la basura doméstica, basura de cocina y residuos peligrosos como los BPC"s provenientes de los transformadores. Los BPC"s fueron encontrados repetidamente durante las visitas a las empresas, almacenados en transformadores

• Clasificación oficial de los residuos

Para la declaración de un residuo en el marco de la autorización y de la clasificación para su gestión dada por la autoridad competente, es importante que se clasifique el residuo con el número correcto del catálogo mexicano de tipos de residuos. La siguiente lista da un resumen sobre los tipos de residuos en este subgiro, sus números INE y, en su caso, la denominación interna en las empresas. Tiene la finalidad de brindar un manejo más fácil de la clasificación del residuo para el usuario del presente manual.

Las tablas siguientes resume los tipos de residuos más importantes generados en la industria química en el subgiro de los agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos, clasificándolos según las claves de residuos correspondientes a la NOM-052-ECOL-1993.

Las clasificaciones se dividieron en tres tablas. La primera tabla contiene los residuos listados en los anexos de la NOM052-ECOL-1993, la segunda contiene los residuos clasificados como peligrosos según los criterios CRETIB, y la tercera aquellos residuos que, según la legislación mexicana, no están especificados como peligrosos, pero que en la clasificación alemana, de acuerdo con el Reglamento General para el Manejo de Residuos "TA Abfall", son residuos tóxicos y peligrosos; además en esta tabla se hace referencia con la clave CRETIB que les correspondería.

Tabla 4.411. Clasificación de los residuos generados en el subgiro "Agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos" y los números INE correspondientes, según la NOM-052-ECOL-1993

Tabla 4.412. Clasificación de los residuos generados del subgiro agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos, según los criterios CRETIB

* Punto 5.6: La mezcla de un residuos peligroso conforme a esta norma con un residuo no peligroso será considerada un residuo peligroso

** Código CRETIB

C: Corrosivo T: Tóxico

R: Reactivo I: Inflamable

E: Explosivo B: Biológico infeccioso

Tabla 4.413. Residuos generados del subgiro "Agentes tensoactivos, detergentes y cosméticos", que se consideran peligrosos según las leyes alemanas, pero en la legislación mexicana no están especificados

Grupo de fármacos, plaguicidas y productos especiales

En el grupo de los fármacos, plaguicidas y productos especiales se reúnen productos que se fabrican en pocas empresas especializadas. Los productos especiales y plaguicidas se fabrican preponderantemente en empresas pequeñas o medianas, mientras que los fármacos generalmente son producidos y distribuidos por empresas grandes. En las empresas de la industria farmacéutica, sólo en pocos casos fue posible obtener suficiente información sobre los métodos de producción y las cantidades de residuos que resultan de éstos.

Productos

En las empresas visitadas los procesos de fabricación de productos farmacéuticos, se limitan a la formulación final, según las indicaciones del proveedor de las sustancias activas, y al embalaje de éstas. En consecuencia, también los tipos de residuos son muy parecidos aunque, por ejemplo, en el ámbito de los polvos de filtración o de los productos caducos, la gama de los tipos de sustancias contenidas es muy amplia. El tipo de productos elaborados en las empresas visitadas, comprende desde:

• ? Antibióticos, pasando por

• ? Analgésicos y calmantes, hasta

• ? Antiácidos.

Como para todos los demás subgiros industriales, es válido también para este caso que en el presente manual no se pueden dar nombres de productos por razones de carácter confidencial. Esto se refiere también a productos cuyas patentes ya expiraron y cuya síntesis es del dominio común.

La gama de productos de los fabricantes de plaguicidas también es amplia, principalmente se fabrican productos orgánicos que contienen azufre, fósforo, nitrógeno y cloro. Estos son:

• ? Herbicidas,

• ? Acaricidas,

• ? Fungicidas y

• ? Bactericidas.

En el ámbito de los plaguicidas, algunas empresas sintetizan las sustancias activas a través de reacciones de varias etapas, se preparan en formulación final para la aplicación respectiva y, en parte, también las empacan para su venta. En las empresas visitadas, las clases de compuestos son plaguicidas "clásicos" con elementos estructurales conocidos desde hace mucho tiempo. Sin embargo, entre las compañías visitadas también se encuentran -como en el caso de las farmacéuticas- una serie de empresas que sólo realizan formulaciones. Los proveedores de las sustancias activas y medios auxiliares son, o bien la casa matriz o empresas ajenas. Ésta es la práctica común en muchas áreas de la química a escala mundial.

Por consiguiente, en general las clases de compuestos que forman la base de los plaguicidas son aquellas que se usan también en otras naciones industrializadas. Sin embargo, en México también se están fabricando productos cuyo uso es restringido en otros países, por ejemplo, compuestos que contienen mercurio. Se debería prescindir totalmente de la producción y también de la distribución de ese tipo de sustancias.

Como productos especiales figuran en este subgiro aquellos productos que no pudieron asignarse a los otros subgiros. A ellos pertenecen:

• 1. Materiales auxiliares para papel basados en almidón, ácidos grasos y resinas sintéticas (pegamentos, materiales de impregnación)

• 2. Materiales plastificantes

• 3. Pinturas de anilina

• 4. Cintas para máquinas de escribir

• 5. Cartuchos para estas cintas

• 6. Papel carbón

• 7. Reactivos para laboratorio (sales, ácidos, solventes)

• 8. Formadores de complejos para las más diversas aplicaciones

Reacciones y procesos seleccionados

Como puede inferirse de la lista arriba indicada de este subgiro, sólo en pocos casos los procesos aplicados son de carácter químico; la gran mayoría son procesos físicos.

El mejor ejemplo de ello son los procesos en aquellas empresas visitadas que pertenecen a la industria farmacéutica. Aquí los medicamentos no se sintetizan sino que se compran las sustancias activas y materias auxiliares. Por lo tanto, los principales procesos que se realizan son:

• ? mezclar,

• ? granulado, secado

• ? prensar en las formas más diversas o, tratándose de líquidos, envasarlos en ampolletas o frascos, y

• ? procesos de embalaje.

A causa de estos procesos completamente equiparables, también los tipos de residuos pertenecen a clases parecidas aunque las sustancias contenidas varían mucho (véase el capítulo 3.5.3).

En las empresas visitadas, los plaguicidas se producen en el modo de operación por lote. En el caso más simple, las materias primas se introducen juntas al reactor y se calientan agitándolas; o una o varias sustancias y, en dado caso, materias auxiliares -por ejemplo, catalizadores- se preparan en el reactor y los demás

componentes de reacción se dosifican y van agregándose poco a poco. Al terminar la reacción, el producto se enfría y se siguen los pasos de procesamiento necesarios. Estos son principalmente:

• ? neutralización,

• ? filtración,

• ? etapas de purificación, como recristalización, adsorción o destilación y, en dado caso,

• ? secado.

En estas reacciones se aplican, entre otras, las siguientes sustancias:

• ? fenol,

• ? clorofenoles,

• ? ácido cloracético,

• ? aminas, como etilendiamina y sus homólogos superiores,

• ? sulfuro de carbono,

• ? pentóxido de fósforo (como P4O10)

• ? trimetilfosfito y cloral,

• ? formaldehído,

• ? lejía de potasio,

• ? reactores de cloración (en la mayoría de los casos, cloro elemental),

• ? bromo,

• ? cianuros (principalmente como NaCN), y

• ? solventes a base de hidrocarburos (de cadena abierta y aromáticos).

En algunas reacciones de los plaguicidas o de productos intermedios, respectivamente, en el caso de síntesis de varias etapas, muchas veces también se genera agua de reacción contaminada por los reactivos, los productos intermedios y secundarios, así como el producto final. Esta agua, igual que las aguas de operaciones de lavado y purificación, es de difícil biodegradación por lo cual dificultan el tratamiento de aguas residuales.

Por otro lado, la mayoría de las reacciones no conducen a una transformación completa de los químicos iniciales sino a un equilibrio que presenta porcentajes más o menos grandes de productos y productos secundarios. Este fenómeno es común en casi todas las reacciones de la química orgánica. Aunque el equilibrio mencionado puede ser ajustado a favor del producto deseado optimizando las condiciones de reacción, pero siempre habrá un cierto porcentaje de compuestos no deseados. Por lo tanto, el producto bruto generado de esta manera tiene que ser tratado a través de métodos de purificación, como por ejemplo, la destilación o filtración. En este caso se generan cantidades mayores de residuos de destilación o tortas de filtración como residuos peligrosos. Los materiales de filtración contaminados por plaguicidas, así como otros materiales auxiliares de producción contaminados se recolectan en tambos metálicos de 200 l y se manejan como residuos peligrosos.

Además de los residuos ya mencionados, en los laboratorios se genera una gran cantidad de recipientes de vidrio sucios, que son considerados como material residual desechable. Estos recipientes de vidrio están contaminados con restos de los plaguicidas y, por lo tanto, deben considerarse también como residuos peligrosos.

A continuación se mencionarán algunos productos y ecuaciones de reacción tomados del ámbito de este subgiro. Los compuestos y condiciones de reacción exactas guardan, hasta donde es necesario, una forma general para no comunicar datos internos de las empresas manufactureras.

Como primer ejemplo se menciona el muy difundido "Malatión" que presenta un amplio espectro de acción. Se usa como bactericida y acaricida (para combatir ácaros), pero también contra numerosos cultivos dañinos y como medio de higiene.

Figura 4.51. Fórmula estructural del "Malatión"

La figura 3.5-2 muestra la ecuación simplificada para fabricar un herbicida típico (2,4-D).

Figura 4.52. Fabricación de 2,4-ácido diclorofenoxiacético (2,4-D)

A través de una posterior derivación, el 2,4-D se usa también como producto de partida para plaguicidas con un espectro de acción más individualizado.

Figura 4.53. Ecuación de reacción para producir un herbicida a partir de ácido fosfórico

Figura 4.54. Estructura de un formador de complejo de quelato

Parece alarmante que se siga fabricando el pentaclorofenol (véase la figura 3.5-5) y sus sales para usarlos como fungicida, sobre todo, para la protección de madera. En muchos países su producción y uso ya están prohibidos porque, por un lado, el producto mismo tiene un alto potencial tóxico y, por otro lado, como producto técnico contiene cantidades cada vez mayores de dioxinas, sobre todo la altamente tóxica TCDD.

Figura 4.55. Pentaclorofenol

En la mayoría de los casos, en las empresas visitadas, los procesos de producción de químicos de alta pureza para laboratorios de investigación o análisis e industrias, son pasos de purificación de los tipos más variados. A menudo se llevan a cabo también reacciones de precipitación al agregar solventes; el tipo de solvente agregado (polar o no polar) se rige por la solubilidad del producto deseado. Como medios auxiliares de precipitación se emplean frecuentemente solventes orgánicos, también clorados. Las instalaciones de envasado cuentan con un equipo extractor.

El papel calca y cintas para máquinas de escribir se producen recubriendo papel y textiles con las tintas correspondientes. Los residuos generados son los recortes y restos de la fabricación de tintas.

De una mezcla de anilina, nitrobenceno, cloranilina y cloruro de hierro, en una reacción de 36 horas se producen colorantes que se muelen, lavan y secan. Los mecanismos de reacción son bastante complejos, que no se pueden presentar aquí. La mayoría son compuestos que son altamente conjugados, es decir portan grupos atrayentes y repelentes (sistemas push-pull), p. ej. del tipo trifenilmetano.

Los aditivos para la industria papelera se fabrican en reactores mezclando sulfatos de lignina, almidones, sulfato de aluminio, resinas sintéticas y otros materiales iniciales. La mayor parte de los residuos son restos de resinas.

Residuos generados

• Areas de generación de residuos

A continuación se enlistan los residuos generados en las industrias visitadas del subgiro fármacos, plaguicidas y productos especiales de acuerdo al proceso o área donde se generan. Esta clasificación muestra los residuos típicos en cada área y puede servir como aproximación para calcular los costos de disposición para los distintos residuos por área.

Los diagramas de flujo facilitan la comprensión de la forma en que se relacionan entre sí las distintas etapas que componen un proceso. Un diagrama de flujo es un herramienta útil a la hora de analizar todo el proceso productivo y sus principales características. A través del diagrama de flujo de los diferentes procesos unitarios, se identificaron las áreas de generación de los residuos tanto peligrosos como no peligrosos. También son importantes para identificar las oportunidades de minimización y manejo adecuado de las materias y residuos generados.

Los residuos listados en las siguientes tablas se refieren a la denominación interna, es decir, al nombre en como son clasificados dentro de las empresas generadoras.

Tabla 4.51. Residuos generados en el almacén de materia prima.

• ? Bolsas de polietileno con residuo de anhídrido acético

• ? Bolsas de polietileno con residuos de anhídrido maléico

• ? Envases y tambos vacíos usados en el manejo de materiales y residuos peligrosos

• ? Material de empaque de materia prima

• ? Resinas de silicón que no cumplen con la calidad

• ? Sacos de papel con remanentes de cloruro férrico

• ? Sacos de polipropileno con residuos de cloruro de sodio

• ? Tambos metálicos con residuos de insecticidas

Tabla 4.52. Residuos que se generan en el área de producción

• ? Aceite residual

• ? Adhesivo polivinílico

• ? Agua de amoniaco

• ? Agua residual de residuos de hidrosulfuro de sodio que va a la planta de tratamiento de agua

• ? Agua residual que va a la planta de tratamiento de agua

• ? Aguas de proceso con contenido de fenoles y sales provenientes de la neutralización

• ? Bromo elemental

• ? Carbón activado saturado con lucaphos

• ? Cartuchos de polipropileno con pentasulfuro de sodio y ADDTF

• ? Filtros con residuos de hidrosulfuro de sodio

• ? Filtros de papel con residuos de malatión

• ? Filtros de papel impregnados con fosfito de dimetilo

• ? Filtros de papel impregnados de lucaphos

• ? Frascos con corrector líquido

• ? Grasas, aceite, resinas

• ? H2SO4 residual

• ? HCl residual

• ? Latas con residuos de plaguicidas

• ? Lodos de agua del proceso de filtrado

• ? Lodos provenientes del lavador de gases

• ? Mezcla de diferentes remanentes de colorantes en el área de producción

• ? Papel-filtro con tricloruro de aluminio y dietilmalato

• ? Plástico triturado de contenedores

• ? Polvos de plaguicidas

• ? Polvos finos del colector con residuos de plaguicidas

• ? Residuos de la producción y materiales caducos o fuera de especificación que contengan sustancias tóxicas para el ambiente

• ? Residuos de lavador de gases del proceso de sulfonación

• ? Residuos sólidos municipales con residuos de plaguicidas

• ? Resina, polímero

• ? Sacos con trazas de manzate y cupravit

• ? Solución con colorante base alcohol

• ? Solventes

• ? Solventes no halogenados gastados (metanol mezclado con etanol y éter etílico, etc.)

• ? Tejido entintado de cintas para máquinas de escribir

Tabla 4.53. Residuos provenientes del mantenimiento:

• ? Aceites lubricantes gastados

• ? Grasa, tanto animal como vegetal

• ? Residuos de fibras de asbesto

• ? Solventes

Tabla 4.54. Residuos provenientes del tratamiento de aguas residuales

• ? Agua residual con fosfito de dimetilo

• ? Filtro de fibra

• ? Lodos de la planta de tratamiento de agua residual

Tabla 4.55. Residuos provenientes de otras áreas

• ? Acido dehidracético

• ? Basura municipal

• ? Papel y cartón

• ? Residuos orgánicos de comida

• ? Soluciones residuales de análisis de laboratorio

• ? Solventes con sustancias orgánicas disueltas en el área del laboratorio

• ? Vidrio

• ? Vidrio con residuos de plaguicidas

• ? Vidrio con residuos de solventes

• Clasificación oficial de los residuos

Para la declaración de un residuo en el marco de la autorización y de la clasificación para su gestión dada por la autoridad competente, es importante que se clasifique el residuo con el número correcto del catálogo mexicano de tipos de residuos. La siguiente lista es un resumen de los tipos de residuos en este subgiro, sus números INE y, en su caso, la denominación interna en las empresas. Tiene la finalidad de brindar un manejo más fácil de la clasificación del residuo para el usuario del presente manual.

Las tablas siguientes resume los tipos de residuos más importantes generados en la industria química en el subgiro del grupo de fármacos, plaguicidas y productos especiales, clasificándolos según las claves de residuos correspondientes a la NOM-052-ECOL-1993.

La clasificación se dividió en tres tablas. La primera tabla contiene los residuos listados en los anexos de la NOM052-ECOL-1993, la segunda contiene los residuos clasificados como peligrosos según los criterios CRETIB, y la tercera aquellos residuos que, según la legislación mexicana, no están especificados como peligrosos, pero que en la clasificación alemana, de acuerdo con el Reglamento General para el Manejo de Residuos "TA Abfall", son residuos tóxicos y peligrosos; además en esta tabla se hace referencia con la clave CRETIB que les correspondería.

Tabla 4.56. Clasificación de los residuos generados del subgiro "Fármacos, plaguicidas y productos especiales", de acuerdo con los números INE según la NOM-052-ECOL-1993.

Tabla 4.57. Clasificación de los residuos del subgiro "Fármacos, plaguicidas y productos especiales", que cumplen con un criterio del CRETIB.

Punto 5.6: La mezcla de un residuos peligroso conforme a esta norma con un residuo no peligroso será considerada un residuo peligroso

** Código CRETIB

C: Corrosivo T: Tóxico

R: Reactivo I: Inflamable

E: Explosivo B: Biológico infeccioso