Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad para la fabricación de polímeros derivados del petróleo Introducción existente y a costos razonables. En lo que respecta a la posibilidad de aplicar estas guías a instalaciones ya existentes, Las Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad son podría ser necesario establecer metas específicas del lugar así documentos de referencia técnica que contienen ejemplos como un calendario adecuado para alcanzarlas. generales y específicos de la práctica internacional recomendada para la industria en cuestión 1. Cuando uno o más 0F La aplicación de las guías debe adaptarse a los peligros y miembros del Grupo del Banco Mundial participan en un riesgos establecidos para cada proyecto sobre la base de los proyecto, estas guías sobre medio ambiente, salud y seguridad resultados de una evaluación ambiental en la que se tengan en se aplican con arreglo a los requisitos de sus respectivas cuenta las variables específicas del emplazamiento, tales políticas y normas. Las presentes guías sobre medio ambiente, como las circunstancias del país receptor, la capacidad de salud y seguridad para este sector de la industria deben usarse asimilación del medio ambiente y otros factores relativos al junto con el documento que contiene las Guías generales proyecto. La decisión de aplicar recomendaciones técnicas sobre medio ambiente, salud y seguridad, en el que se específicas debe basarse en la opinión profesional de ofrece orientación a los usuarios respecto de cuestiones personas idóneas y con experiencia. generales sobre la materia que pueden aplicarse En los casos en que el país receptor tenga reglamentaciones potencialmente a todos los sectores industriales. Los proyectos diferentes a los niveles e indicadores presentados en las guías, más complejos podrían requerir el uso de múltiples guías para los proyectos deben alcanzar los que sean más rigurosos. distintos sectores de la industria. Para una lista completa de Cuando, en vista de las circunstancias específicas de cada guías sobre los distintos sectores de la industria, visitar: proyecto, se considere necesario aplicar medidas o niveles http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/Environmental 0H menos exigentes que aquellos proporcionados por estas Guías Guidelines sobre medio ambiente, salud y seguridad, será necesario Las Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad contienen aportar una justificación exhaustiva y detallada de las los niveles y los indicadores de desempeño que generalmente alternativas propuestas como parte de la evaluación ambiental pueden lograrse en instalaciones nuevas, con la tecnología en un sector concreto. Esta justificación debería demostrar que los niveles de desempeño escogidos garantizan la protección 1 Definida como el ejercicio de la aptitud profesional, la diligencia, la prudencia de la salud y el medio ambiente. y la previsión que podrían esperarse razonablemente de profesionales idóneos y con experiencia que realizan el mismo tipo de actividades en circunstancias iguales o semejantes en el ámbito mundial. Las circunstancias que los profesionales idóneos y con experiencia pueden Aplicabilidad encontrar al evaluar el amplio espectro de técnicas de prevención y control de la contaminación a disposición de un proyecto pueden incluir, sin que la mención sea limitativa, diversos grados de degradación ambiental y de Las presentes guías son aplicables a la fabricación de capacidad de asimilación del medio ambiente, así como diversos niveles de polímeros derivados del petróleo donde los monómeros se factibilidad financiera y técnica. 30 DE ABRIL DE 2007 1 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL polimerizan para obtener pelets o gránulos para su posterior uso industrial 2. 1F Este documento está dividido en las siguientes secciones: Sección 1.0: Manejo e impactos específicos de la industria Sección 2.0: Indicadores y seguimiento del desempeño Sección 3.0: Referencias y fuentes adicionales Anexo A: Descripción general de las actividades de la industria 2 Estas guías no abarcan las plantas de fabricación de elastómeros ni las plantas de fabricación de fibras. 30 DE ABRIL DE 2007 2 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL 1.0 Manejo e impactos • La separación instantánea de disolventes y monómeros específicos de la industria • El decapado con vapor o nitrógeno caliente • Las fases de desgasificación en extrusionadoras, La siguiente sección contiene una síntesis de las cuestiones normalmente en vacío relativas al medio ambiente, la salud y la seguridad asociadas a la fabricación de polímeros, así como recomendaciones para su • La condensación de COV a bajas temperaturas o en manejo. Por otra parte, en las Guías generales sobre medio lechos de adsorción antes de ventilar el aire de escape. El ambiente, salud y seguridad se ofrecen recomendaciones secado reciclará el aire de escape o el nitrógeno junto con sobre la gestión de las cuestiones de este tipo que son la condensación de los COV comunes a la mayoría de los grandes establecimientos • El uso de sistemas de purga de nitrógeno de circuito industriales durante las etapas de construcción y de cerrado, el uso de extrusionadores de desgasificación y la desmantelamiento. recolección de los gases emitidos durante la extrusión en plantas de poliolefinas debido al riesgo de incendio 1.1 Medio ambiental relacionado con la inflamabilidad de los hidrocarburos y las altas temperaturas implicadas Los problemas medio ambientales que pueden plantearse en • Los gases de respiradero emitidos por reactores, tanques los proyectos de fabricación de polímeros incluyen: de despresurización y decapantes y que contengan niveles • Emisiones a la atmósfera significativos de MVC se recogerán y purificarán antes de • Aguas residuales emitirse a la atmósfera. El agua que presente niveles significativos de MVC, como por ejemplo el agua empleada • Materiales peligrosos en la limpieza de reactores que contengan MVC, líneas de • Residuos transferencia, tanques de suspensión o de látex circulará • Ruido por una columna de agotamiento para eliminar los MVC Emisiones a la atmósfera presentes en la fabricación de cloruro de polivinilo mediante el proceso de suspensión Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) procedentes del secado y el acabado • El uso de columnas de agotamiento específicamente Las emisiones a la atmósfera más habituales en las plantas de diseñadas para agotar las suspensiones en la fabricación polímeros son las de compuestos orgánicos volátiles (COV) de cloruro de polivinilo mediante un proceso de suspensión procedentes del secado, el acabado y la purga. Las medidas • La producción de látex estable y el uso de tecnologías recomendadas para controlar los COV durante las operaciones adecuadas de agotamiento en las plantas de cloruro de de secado y acabado incluyen: polivinilo de emulsión, que combinan la polimerización de emulsión con el secado por pulverización de ciclo abierto • La separación y purificación de polímeros aguas abajo • La desgasificación multifásica en vacío de los polímeros hasta el reactor 2F 3 fundidos para reducir los monómeros residuales a niveles 3 La eficacia de la extracción depende de varios factores, incluída la volatilidad de los COV, las propiedades del polímero y el tipo de proceso de polimerización. 30 DE ABRIL DE 2007 3 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL reducidos 4, 5 en la fabricación de poliestirenos y en general 3F 4F policondensación, bombas de vacío y despresurización de en la fabricación de polímeros estirénicos ; 5F 6 depósitos. Algunas de las medidas recomendadas para la • La prevención de vertidos y fugas durante la prevención y el control de la contaminación consisten en: polimerización de emulsiones de monómeros acrílicos • Las purgas de vapores de proceso se recuperarán debido al olor extremadamente fuerte, penetrante y de bajo mediante la compresión o refrigeración y la condensación umbral de todos los monómeros acrílicos 7 6F de componentes licuefactables o se enviarán a un sistema • El tratamiento de gases residuales mediante la oxidación de llama de alta eficacia que pueda garantizar una catalítica o técnicas equivalentes en la fabricación de eficiente destrucción tereftalato de polietileno • Los gases no condensables se suministrarán a un sistema • La depuración húmeda de los conductos de ventilación en de quema de gases residuales específicamente diseñado la fabricación de poliamidas para garantizar una total combustión con emisiones bajas • El tratamiento catalítico o térmico de los residuos y para prevenir la formación de dioxinas y furanos gaseosos y líquidos en toda la fabricación de polímeros • En las plantas de cloruro de polivinilo (PVC), los gases termoendurecibles contaminados con MVC (aire y nitrógeno) procedentes de • La instalación de sistemas cerrados con condensación de la sección de recuperación de MVC se recogerán y vapor y purificación de los conductos de ventilación en la tratarán mediante la absorción o adsorción de MVC fabricación de resinas de fenol formaldehído debido a la mediante técnicas de incineración que se ajusten a las elevada toxicidad de los dos monómeros principales normas aceptadas internacionalmente o mediante la • Los COV procedentes de las secciones de acabado y oxidación térmica / catalítica antes de emitirse a la respiraderos de los reactores se tratarán por medio de atmósfera técnicas de incineración catalítica antes de descargarse en • En la fabricación de poliestireno de alto impacto (HIPS), la atmósfera. En el caso de los COV clorados, la las emisiones a la atmósfera procedentes de los sistemas tecnología de incineración garantizará unos niveles de de disolución de polibutadieno se minimizarán empleando emisión de dioxinas / furanos que cumplan los límites sistemas continuos, líneas de balance de vapor y establecidos en el Cuadro 1. tratamiento de escapes COV de las purgas de proceso • En las unidades de poliéster insaturado y resinas Las purgas de proceso se asocian con la purificación de las alquídicas, las corrientes de gas residual generadas por materias primas, el llenado y vaciado de reactores y otros los equipos de proceso se tratarán mediante oxidación equipos, la extracción de los subproductos de reacción en la térmica o, cuando lo permitan las concentraciones de emisiones, adsorción de carbón activado 4 Directiva de la Comisión de la UE 2002/72/CE y enmiendas subsiguientes. • El uso de depuradores de glicol o cámaras de sublimación 5 Food, Drug and Cosmetic Act, enmendada en virtud de la Food Additive Regulation 21 CFR §. para la recuperación de vapor anhídrido procedente de los 6 Esta situación puede darse a causa de la volatilidad relativamente baja de monómeros (estireno) o disolventes (etilbenceno) comparada con las reducidas respiraderos de los tanques de almacenamiento de concentraciones necesarias en el proceso (por ejemplo para productos de aplicación alimentaria). poliéster insaturado y resinas alquídicas 7 Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, red de Transferencia de Tecnología, sitio web sobre Tóxicos del aire (Air Toxics), acrilato etílico. 30 DE ABRIL DE 2007 4 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL • En la producción de resinas fenólicas, las emisiones de Material particulado proceso contaminadas con COV, especialmente aquéllas Las emisiones de material particulado (es decir, finos de procedentes de los conductos de ventilación de los polímero y / o aditivos como agentes antiadherentes, etc.) se reactores, se recuperarán o incinerarán. asocian con las operaciones de secado y envasado de • En la fabricación de poliamidas alifáticas, emplear polímeros. Otras fuentes de material particulado incluyen el depuradores húmedos, condensadores y adsorbedores de transporte, transferencia y extracción de polvo de los pelets. carbón activado junto con la oxidación térmica Las estrategias recomendadas para la gestión de material particulado incluyen: COV procedentes de las emisiones fugitivas Las emisiones fugitivas en las instalaciones de fabricación de • La optimización del diseño del secador polímeros se asocian principalmente con la liberación de COV • El uso de circuitos cerrados de gas originada en fugas de tuberías, válvulas, conexiones, bridas, • La reducción en origen (por ejemplo los sistemas de envases, líneas abiertas, tanques de almacenamiento de techo transferencia de granulación) y la captación mediante flotante y juntas, juntas de bombas, sistemas de transporte de instalaciones de elutriación gas, juntas de compresores, por ejemplo compresores de • La instalación de precipitadores electrostáticos, bolsas etileno y propileno, válvulas de seguridad, operaciones de carga filtrantes o depuración húmeda y descarga de materias primas y sustancias químicas (por • La instalación de sistemas automáticos de embolsado y la ejemplo tanques de techo cónico), la preparación y mezclado ventilación eficaz durante las operaciones de envasado de sustancias químicas (por ejemplo la elaboración de • Operaciones de servicio adecuadas soluciones de ayudas de polimerización y aditivos de polímeros) y las unidades de tratamiento de aguas residuales (WWTU). El Venteo y quema en antorcha sistema de proceso se diseñará para minimizar las emisiones El venteo y la quema en antorcha son importantes medidas de fugitivas de gases tóxicos e hidrocarburos. Las Guías seguridad empleadas en las instalaciones de fabricación de generales sobre medio ambiente, salud y seguridad polímeros para garantizar la segura eliminación de todos los proporcionan recomendaciones generales sobre COV y gases de proceso originados durante el almacenamiento y las emisiones fugitivas. Las recomendaciones específicas para el unidades de proceso en caso de apertura de un disco o válvula sector incluyen: de seguridad, fallo de la electricidad o los equipos y otras condiciones alteradas en la planta. Las descargas de • En la fabricación de polietileno, las fugas de monómeros emergencia procedentes de los reactores y otros equipos procedentes de los compresores alternativos empleados críticos de proceso se transportarán hasta los tanques de en las plantas de polietileno de alta presión se recuperarán despresurización donde se recuperan los reactivos (por ejemplo y reciclarán en la fase de succión a baja presión. mediante el decapado con vapor o en vacío) antes de • En la fabricación de cloruro de polivinilo, se minimizará la descargarse los residuos tratados o mediante la depuración y apertura de los reactores para el mantenimiento, quema de alta eficacia. Las medidas específicas del sector adoptándose sistemas de limpieza automática. incluyen: 30 DE ABRIL DE 2007 5 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL • El etileno venteado procedente de las plantas de • El venteo controlado de emergencia hacia el sistema polietileno de alta presión y baja densidad (PEBD) y de de recuperación de MVC 8 7F propileno lineal de baja densidad (PELBD) no puede • En caso de formarse espuma durante el venteo de transportarse hasta la antorcha debido a la apertura de los emergencia, ésta se reducirá mediante la adición de discos de seguridad del reactor a alta presión, sino que antiespumantes para evitar el taponamiento del sistema de deberá ventearse a la atmósfera mediante una chimenea venteo. después de diluirse con vapor y enfriarse por medio de la • Durante el venteo de emergencia, el contenido del reactor depuración con agua para minimizar los riesgos de nubes se descargará en un tanque de despresurización y se explosivas. El uso de sistemas específicamente diseñados decapará con vapor antes de su descarga. operados mediante sensores de detonación. • En la fabricación de látex acrílico, se evitará el venteo de • Se utilizarán válvulas de seguridad de presión (PSV) en las emergencia hacia el sistema de quema en antorcha de los plantas de polimerización para reducir la cantidad de reactores debido a la polimerización incontrolada mediante sustancias químicas liberadas mediante la activación de un una o más de las siguientes técnicas: dispositivo de sobrepresión/purga, descargándose o La adición continua controlada por ordenador de directamente a la atmósfera. reactivos en el reactor en base a la actual • Dada la posibilidad de taponamiento de los conductos cinética de polimerización provocada por la formación de polímeros, se recomienda o Un sistema de inhibición química para detener la la utilización de sistemas de seguridad redundantes reacción sometidos a frecuentes inspecciones. Las líneas de PSV o La capacidad de refrigeración de emergencia del se protegerán aguas arriba mediante PSD para evitar las reactor pérdidas y los taponamientos. Se proporcionarán o El suministro eléctrico de emergencia para la conexiones que permitan la comprobación de los sistemas agitación del reactor de seguridad durante la operación de la planta. o La descarga del contenido del reactor en un • En la fabricación de cloruro de polivinilo, se minimizará la tanque de despresurización. incidencia del venteo de emergencia en los reactores de polimerización debido a la reacción incontrolada por medio Fuentes de combustión y eficacia energética de una o más de las siguientes técnicas: Las plantas de polimerización consumen grandes cantidades de • Instrumentación específica de control para las energía y vapor, que suelen producirse en las instalaciones de condiciones de alimentación y operación del reactor cogeneración del emplazamiento. Las emisiones vinculadas a la • Un sistema de inhibición química para detener la operación de fuentes eléctricas deberán minimizarse mediante reacción la adopción de una estrategia combinada que contemple la • La capacidad de refrigeración de emergencia del reducción de la demanda de energía, el uso de combustibles reactor más limpios y la aplicación de los controles de emisiones necesarios. Las Guías generales sobre medio ambiente, • El suministro eléctrico de emergencia para la agitación del reactor 8 EIPPCB BREF (2006). 30 DE ABRIL DE 2007 6 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL salud y seguridad contienen recomendaciones sobre eficiencia líquidos y sólidos. La incineración de compuestos orgánicos energética. clorados (por ejemplo clorofenoles) puede generar dioxinas y furanos. Ciertos catalizadores en forma de compuestos Las plantas de polimerización operan en una amplia gama de metálicos de transición (por ejemplo el cobre) también facilitan condiciones (de temperatura y presión) y normalmente es la formación de dioxinas y furanos. Entre las estrategias posible y resulta útil incluir una cascada de temperatura o recomendadas para la prevención y el control se incluyen: energía en su diseño para recuperar el calor (por ejemplo el vapor a baja presión para el decapado o la calefacción) y la • La operación de instalaciones de incineración según las energía de compresión. La correcta selección y diseño de las normas técnicas reconocidas internacionalmente 9 8F operaciones de purificación según su eficiencia termodinámica • El mantenimiento de condiciones operativas adecuadas, constituye un componente esencial para reducir los requisitos como por ejemplo temperaturas suficientemente altas de de energía. El secado y el acabado de polímeros son aspectos incineración y gas de combustión para impedir la importantes a tener en cuenta, dada su demanda de energía y formación de dioxinas y furanos la sensibilidad de los polímeros a la tensión calorífica y • Garantizar que los niveles de emisiones cumplan los mecánica. Otras áreas con oportunidades potenciales para la valores de referencia indicados en el Cuadro 2 reducción del consumo de energía son los sistemas de deshidratación, los sistemas de refrigeración de agua de circuito Aguas residuales cerrado, el secado de gas inerte de circuito cerrado, el uso de Aguas residuales de procesos industriales extrusionadores de cizalla reducida para la preparación de Las aguas residuales de proceso originadas en las unidades de compuestos, el incremento de la concentración de polímeros y la planta pueden contener hidrocarburos, monómeros y otras las bombas de engranaje para la peletización. sustancias químicas, polímeros y otros sólidos (ya sea en suspensión o emulsificados), tensioactivos y emulsificadores, Gases ácidos compuestos oxigenados, ácidos, sales inorgánicas y metales Las trazas de cloruro de hidrógeno (HCl), originadas durante la pesados. hidrólisis de los compuestos orgánicos clorados mediante catalizador, pueden estar presentes en el aire de escape Entre las estrategias recomendadas para la gestión de las procedente del secado de polímeros producidos mediante la aguas residuales se encuentran: catálisis iónica. Aunque el ácido suele estar presente en • Siempre que sea posible, se reciclarán las aguas cantidades reducidas, se recomienda someter la corriente de residuales que contengan monómeros volátiles (por gas a pruebas y adoptar medidas de control de la ejemplo, MVC, estireno, acrilonitrilo, ésteres acrílicos, contaminación, como por ejemplo la depuración húmeda, en acetato de vinilo, caprolactama) y/o los disolventes de caso de registrarse niveles significativos. polimerización (por ejemplo, condensado procedente del Dioxinas y furanos decapado con vapor de las suspensiones o el látex, Las plantas de fabricación de polímeros suelen disponer de condensado procedente de la eliminación de disolventes o instalaciones auxiliares de incineración de residuos gaseosos, 9 Por ejemplo, la Directiva 2000/76/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, fechada el 4 de diciembre de 2000, sobre los residuos de incineración. 30 DE ABRIL DE 2007 7 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL aguas residuales generadas durante el mantenimiento de • El agua contaminada procedente de las actividades los equipos) en el proceso, o bien se tratarán mediante la periódicas de limpieza durante la puesta en orden de las destilación instantánea o la separación equivalente para instalaciones se someterá a pruebas y se tratará en el extraer los COV antes de su transporte hasta el sistema de sistema de tratamiento de aguas residuales en las tratamiento de aguas residuales de las instalaciones. instalaciones. • Las sustancias orgánicas se separarán y reciclarán en el • Los efluentes oleosos, como por ejemplo las fugas de proceso siempre que sea posible o bien se incinerarán. proceso, se recogerán en drenajes cerrados, • Se incinerarán catalítica o térmicamente las corrientes decantándose y descargándose en el sistema de contaminadas no reciclables, como por ejemplo las aguas tratamiento de aguas residuales en las instalaciones. residuales originadas durante la fabricación de poliéster o • Las instalaciones elaborarán e implementarán un polímeros endurecibles. programa de manejo de materiales peligrosos, incluyendo • Las ayudas para la polimerización de emulsión y planes específicos de prevención y control de vertidos, de suspensión se seleccionarán teniendo en cuenta su acuerdo con las recomendaciones proporcionadas por las biodegradabilidad al acceder a la corriente de aguas Guías generales sobre medio ambiente, salud y residuales durante la recuperación de polímeros. seguridad. • En caso de utilizarse ayudas para la polimerización menos • Se dispondrá de suficiente capacidad para la dilución de biodegradable o no biodegradable, se instalará una unidad fluidos de proceso y así evitar la descarga de líquidos de específicamente diseñada para el tratamiento previo del proceso en el sistema de drenaje de aguas oleosas y agua antes de su descarga en el sistema de tratamiento de maximizar la recuperación en el proceso. aguas residuales en las instalaciones. • Las aguas residuales originadas durante la recuperación Tratamiento de aguas residuales de procesos de polímeros después de la polimerización iónica y que Las técnicas empleadas para tratar las aguas residuales de contengan iones de metal procedentes de los proceso en este sector incluyen la clasificación por origen y el catalizadores de polimerización (por ejemplo, Li, Ni, Co, V, pretratamiento de corrientes de aguas residuales concentradas. etc.) se tratarán previamente cuando sea necesario antes Las fases en el tratamiento de aguas residuales suelen incluir: de descargarse en el sistema de tratamiento de aguas filtros de grasas, equipos colectores de flotación, flotación por residuales en las instalaciones. presurización-despresurización o separadores de agua/aceite • Se enviarán las soluciones usadas de reactivos a una para separar los aceites de los sólidos flotantes; filtración por unidad especializada de tratamiento para su descarga. separación de sólidos filtrables; ecualización de flujo y carga; • Los efluentes ácidos y cáusticos procedentes de la sedimentación para la reducción de sólidos en suspensión preparación del agua desmineralizada se tratarán utilizando clarificadores; tratamiento biológico, normalmente mediante la neutralización antes de su descarga en el aeróbico, para reducir las sustancias orgánicas solubles (DOB); sistema de tratamiento de aguas residuales en las cloración de los efluentes siempre que se requiera la instalaciones. desinfección; drenaje y eliminación de residuos en vertederos designados para residuos peligrosos. 30 DE ABRIL DE 2007 8 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Es posible que se requieran controles de ingeniería adicionales especialmente en aquellos sitios en que pueda ser un recurso para i) el confinamiento y el tratamiento de compuestos natural escaso, se analizan en las Guías generales sobre orgánicos volátiles extraídos en las operaciones de diversas medio ambiente, salud y seguridad. unidades en el sistema de tratamiento de agua residuales; ii) la eliminación avanzada de metales empleando filtros de Materiales peligrosos membrana y otras técnicas de tratamiento físico/químico, iii) Las instalaciones de procesamiento del carbón generan eliminación de compuestos orgánicos recalcitrantes y DQO no cantidades considerables de materiales peligrosos, incluidos los biodegradable empleando carbón activo u oxidación química productos intermedios/finales y los subproductos. Las Guías avanzada; iv) la reducción de la toxicidad en los efluentes generales sobre medio ambiente, salud y seguridad empleando la tecnología adecuada (como por ejemplo ósmosis describen las prácticas recomendadas para el manejo de inversa, intercambio de iones, carbón activo, etc.) y v) el materiales peligrosos, incluyendo la manipulación, el confinamiento y la neutralización de olores molestos. almacenamiento y el transporte, así como cuestiones asociadas con las sustancias destructoras de ozono (ODS). En las Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad se explica la gestión de aguas residuales Residuos industriales y se ofrecen ejemplos de enfoques para su El almacenamiento, manipulación y eliminación de los residuos tratamiento. Mediante el uso de estas tecnologías y técnicas peligrosos y no peligrosos se realizará de acuerdo con las recomendadas para la gestión de aguas residuales, los buenas prácticas sobre medio ambiente, salud y seguridad para establecimientos deberían cumplir con los valores para la el manejo de residuos descritas en las Guías generales sobre descarga de aguas residuales que se indican en el cuadro medio ambiente, salud y seguridad. Los residuos peligrosos correspondiente de la Sección 2 del presente documento para específicos del sector incluyen disolventes residuales y la industria gráfica. catalizadores de aceite usados, lechos de filtración saturados y residuos sólidos de polímeros procedentes de las plantas de Consumo de agua y otras corrientes de aguas polimerización. 10 residuales 9F En las Guías generales sobre medio ambiente, salud y Catalizadores usados seguridad se dan orientaciones sobre el manejo de aguas Los catalizadores usados proceden de la sustitución de lechos residuales no contaminadas procedentes de operaciones de de catalizador durante las puestas en marcha programadas servicios públicos, aguas pluviales no contaminadas y aguas de para los reactores de purificación de monómeros (por ejemplo alcantarillado. Las corrientes contaminadas deberían desviarse la hidrogenación de impurezas en las olefinas menores) o, con hacia el sistema de tratamiento de aguas residuales de menos frecuencia, durante la catálisis de polimerización procesos industriales. La recolección y tratamiento de aguas heterogénea. Los catalizadores usados pueden contener níquel, pluviales puede implicar la recolección de escorrentía platino, paladio y cobre dependiendo del proceso. Entre las procedente de áreas pavimentadas y el tratamiento mediante una fosa de desespumador para recuperar las resinas vertidas. 10Ver la sección sobre dioxinas y furanos para las guías relacionadas con las Las recomendaciones para reducir el consumo de agua, emisiones aplicables a la incineración de los residuos orgánicos clorados. 30 DE ABRIL DE 2007 9 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL estrategias recomendadas para el manejo de catalizadores cambios de campaña; la puesta en marcha; y las paradas de usados se encuentran: mantenimiento y emergencia de los equipos de procesamiento de polímeros. • Una adecuada gestión de los catalizadores usados in situ incluirá la inmersión en agua de los catalizadores Algunas de las medidas recomendadas para la prevención y el pirofóricos usados durante su almacenamiento temporal y control de la contaminación consisten en: hasta su transporte al lugar donde se realizará el • Reciclar o reutilizar las corrientes de residuos siempre que tratamiento definitivo para evitar reacciones exotérmicas sea posible en lugar de optar por la descarga. Las posibles no controladas. opciones de reciclaje incluyen la venta de parafinas a la • La devolución al fabricante para la regeneración o la industria de la cera. gestión externa de los catalizadores usados por parte de • El tratamiento necesario para extraer y recuperar por empresas especializadas incluye la recuperación de separado los COV (por ejemplo mediante el decapado con metales pesados o preciosos mediante procesos de vapor) recuperación y reciclaje, siempre que sea posible, o mediante su manejo y eliminación de acuerdo con las • La segregación y el almacenamiento en un lugar seguro. recomendaciones de gestión de residuos peligrosos e Algunos residuos de polímero (por ejemplo los polímeros inocuos descritas en las Guías generales sobre medio sometidos a calor o esfuerzo de cizalla producidos durante ambiente, salud y seguridad. Los catalizadores que las operaciones de puesta en marcha o parada de los puedan contener platino o paladio deberán enviarse a un equipos de secado y acabado, los polímeros oxidados centro de recuperación de metales nobles. recuperados durante el mantenimiento de los secadores, las costras de la planta de proceso sin antioxidantes y los Lechos de filtración saturados residuos de polímeros envejecidos) pueden ser inestables Los lechos de filtración saturados se originan en los procesos y proclives al calentamiento y la ignición espontáneos. de polimerización en solución, como por ejemplo la extracción Estos residuos se almacenarán de forma segura y se de los catalizadores usados en la polimerización en solución de eliminarán (por ejemplo, se incinerarán) tan pronto como polímeros o en distintas operaciones de desodorización o sea posible. clarificación. Las estrategias recomendadas para el manejo de lechos de filtración saturados incluyen la minimización de los Ruido agentes de purificación mediante la regeneración en línea y la Las fuentes significativas de ruido en las instalaciones de prolongación de la vida útil, la adecuada contención durante el fabricación de polímeros incluyen actividades relacionadas con almacenamiento temporal y el transporte y la gestión fuera del el procesamiento físico de los polímeros (por ejemplo, el emplazamiento por parte de empresas especializadas. cribado, la trituración, el transporte neumático), así como las grandes máquinas giratorias, como por ejemplo las Residuos sólidos de polímeros extrusionadoras, los compresores y las turbinas, bombas, Los residuos de polímero se producen durante la operación motores eléctricos, ventiladores y refrigeradores de aire. normal de la planta (por ejemplo, la filtración y el cribado de Durante una despresurización de emergencia, pueden látex, el tamizado de polvo y la trituración de gránulos); los 30 DE ABRIL DE 2007 10 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL generarse elevados niveles de ruido debido a la liberación de Seguridad en los procesos gases a alta presión para quemar y/o la liberación de vapor en Los programas de seguridad en los procesos deberán la atmósfera. Las Guías generales sobre medio ambiente, implementarse debido a las características específicas del salud y seguridad contienen recomendaciones para manejar el sector, entre ellas las complejas reacciones químicas, el uso de ruido. sustancias peligrosas (por ejemplo, compuestos tóxicos, reactivos, inflamables o explosivos) y reacciones de síntesis 1.2 Higiene y seguridad en el trabajo orgánica de pasos múltiples. La gestión de la seguridad en los Las consecuencias que la construcción, la operación y el procesos incluye las siguientes acciones: desmantelamiento de las instalaciones de fabricación de • Pruebas de riesgos físicos para materiales y reacciones polímeros pueden acarrear para la higiene y seguridad en la • Estudios de análisis de riesgos para revisar las prácticas comunidad son comunes a la mayoría de los establecimientos químicas y de ingeniería del proceso, incluyendo industriales, y se explican en las Guías generales sobre termodinámica y cinética medio ambiente, salud y seguridad. • Examen del mantenimiento preventivo y la integridad Los peligros relacionados con la higiene y la salud laboral en mecánica de los sistemas y servicios de proceso planta deberían identificarse en base a los análisis de seguridad • Capacitación de trabajadores laboral y evaluaciones exhaustivas de peligros y riesgos que • Elaboración de instrucciones operativas y procedimientos empleen metodologías tales como el estudio de identificación de respuesta a emergencias. de peligros [HAZID], estudio de peligros y operabilidad [HAZOP] o análisis cuantitativo de riesgos [QRA]. En general, la Las recomendaciones sobre seguridad de proceso aplicables a planificación de la gestión de higiene y seguridad incluirá la los procesos específicos de fabricación se describen a adopción de una aproximación sistemática y estructurada para continuación. la prevención y el control de los peligros físicos, químicos, Fabricación de polietileno biológicos y radiológicos para la higiene y la seguridad descrita En la fabricación de polietileno, un riesgo específico de proceso en las Guías Generales sobre medio ambiente, salud y está relacionado con la posible descarga de grandes cantidades seguridad. Los riesgos más notables para la higiene y la de etileno caliente en la atmósfera y la subsiguiente explosión seguridad en el trabajo se producen durante la fase operativa de nubes. Los eventos accidentales están relacionados de las instalaciones de procesamiento de polímeros, incluyendo principalmente con las fugas procedentes de las juntas o principalmente: durante las operaciones de mantenimiento. Para las unidades • Seguridad en los procesos de producción de PEBD en concreto, los eventos accidentales • Incendios y explosiones pueden incluir la apertura del disco de seguridad del reactor y la • Otros riesgos de origen químico explosión en el separador de alta presión. Las medidas • Espacios reducidos específicas de manejo de seguridad incluyen: 30 DE ABRIL DE 2007 11 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL • El etileno ventilado debido a la apertura de los discos de de la apertura de las válvulas de seguridad de presión (PSV) de seguridad del reactor a alta presión no puede transportarse un reactor debido a la polimerización incontrolada. Las acciones hasta la antorcha sino a la atmósfera mediante una de manejo incluyen la desgasificación y la purga de vapor del chimenea corta después de diluirse con vapor y enfriarse reactor antes de su apertura. con agua para minimizar los riesgos de nubes explosivas. Los MVC pueden oxidarse fácilmente con aire para • Se evitará la descomposición de producto en reactores transformarse en poliperóxidos durante las operaciones de tubulares mediante la transferencia de calor, control del recuperación tras la polimerización. Después de la perfil de temperatura, flujo de elevada velocidad y un recuperación, los MVC se retienen en un tanque de retención a adecuado control de la presión. presión o se refrigeran. A veces se añade un inhibidor químico, • Se impedirá la explosión de separadores a alta presión como por ejemplo un fenol impedido, para prevenir la formación mediante medidas de diseño de los reactores de de poliperóxido. Normalmente, el poliperóxido formado se depósitos, la cuidadosa dosificación de peróxidos, el mantiene disuelto en MVC, donde reacciona de forma lenta y control de la temperatura de polimerización, la pronta segura para formar PVC. Sin embargo, al evaporarse los MVC detección de reacciones exotérmicas no controladas, el que contienen poliperóxidos, estos últimos pueden precipitarse rápido aislamiento / despresurización y el mantenimiento y descomponerse exotérmicamente, lo que entraña un riesgo adecuado de reactores y separadores. de explosión y la consiguiente nube tóxica. 11 10F Durante el proceso de solución de polietileno de alta densidad (PEAD) y de polietileno lineal de baja densidad (PELBD), los Proceso de polimerización por lotes riesgos de incendio proceden de las condiciones de altas La polimerización por lotes puede generar un riesgo de presiones y temperaturas en el reactor de polimerización y en el polimerización incontrolada y la explosión de reactores en desolventizador que opera a temperaturas próximas a la presencia de una dosificación inadecuada de reactivos o un ignición espontánea del disolvente, junto con las elevadas tasas fallo en la agitación o en los sistemas de recuperación de calor. de flujo de disolvente de hidrocarburo. En el proceso de lodos Las prácticas recomendadas para el manejo de la seguridad en de PEAD y en el proceso a granel de iPP, los vertidos el proceso incluye limitar la práctica de la polimerización por procedentes del reactor pueden resultar en nubes explosivas lotes y la aplicación de controles de proceso, como por ejemplo debido a la evaporación instantánea del isobutano y el la provisión de electricidad, incluida la provisión de reservas de propileno. La prevención de vertidos y nubes explosivas se electricidad de emergencia, refrigeración, sistemas de adición basará en la aplicación de normas de ingeniería reconocidas de inhibidores y tanques de despresurización. internacionalmente para el diseño de equipos y tuberías, el Procesos de preparación de compuestos, acabado y mantenimiento, la distribución de la planta y la ubicación / envasado frecuencia de válvulas de cierre de emergencia. Las operaciones de preparación de compuestos, acabado y envasado plantean riesgos de incendio en mezcladores y Fabricación de PVC extrusionadores (en caso de sobrecalentarse los polímeros) y El venteo accidental de MVC a la atmósfera con la subsiguiente formación de nubes explosivas y tóxicas puede ser el resultado 11 EIPPCB BREF (2006) 30 DE ABRIL DE 2007 12 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL en los equipos donde se den mezclas de polvos de polímero y El ácido acrílico es un líquido que se congela a 13 °C y que aire, como son los secadores, transportadores neumáticos y resulta extremadamente reactivo cuando no está inhibido equipos de trituración. Se recomienda el uso de normas de durante la polimerización incontrolada. Los accidentes instalación eléctrica internacionalmente reconocidas, incluida la originados durante el almacenamiento de ácido acrílico son puesta a tierra de todos los equipos, y la instalación de relativamente frecuentes. sistemas específicos contra incendios. Se vende inhibido con éter monometílico de hidroquinona, que Incendios y explosiones se activa en presencia de aire. Es fácilmente inflamable al Monómeros de cloruro de vinilo (MVC) sobrecalentarse y se almacenará en tanques de acero inoxidable. Se evitará el sobrecalentamiento o la congelación Los MVC se clasifican como tóxicos y carcinógenos (grupo 1 de dado que la descongelación del ácido acrílico congelado es una IARC) 12. En condiciones normales (punto de ebullición = 1F operación que conlleva riesgos de polimerización incontrolada. -13,9°C) se trata de un gas que puede ser explosivo en Los ésteres acrílicos se comportan de forma similar, aunque no contacto con el aire. Los MVC se almacenan como líquido en presentan riesgos relacionados con la congelación. tanques presurizados o refrigerados. El transporte de MVC, incluido el transporte por conductos, se realizará según las Fenol buenas prácticas internacionales para el transporte de El fenol se derrite a 40,7°C y suele recibirse, almacenarse y materiales peligrosos. Las evaluaciones dirigidas a la ubicación manejarse en estado fundido. Los tanques se equiparán con un de las nuevas plantas de PVC tendrán en cuenta la proximidad sistema de recuperación de vapor y serpentines de de las plantas de monómeros para minimizar los tiempos de recalentamiento; se recomienda asimismo la protección con almacenamiento y reducir los posibles riesgos durante el nitrógeno. Se detectará y purgará el nitrógeno en líneas y transporte de los monómeros 13. 12F conexiones antes y después de transferir el producto. Estireno Formaldehído El estireno se polimeriza de forma inmediata y debe El formaldehído se utiliza como solución acuosa a almacenarse a temperaturas frías con niveles adecuados de 4- concentraciones del 37 – 50 por ciento, estabilizándose tert-butilcatecol (TBC), que se emplea como inhibidor, en normalmente con pequeñas cantidades de metanol (<1 por tanques diseñados y construidos de acuerdo con las normas ciento). Se ha confirmado el efecto carcinógeno del internacionales vigentes. formaldehído para los humanos (Grupo 1 de IARC) 16. El 15F Ácido y ésteres acrílicos 14, 15 13F 14F formaldehído libera vapores inflamables en la atmósfera, por lo que deberá guardarse bajo una manta de gas inerte durante el almacenamiento. 12 Monografías de la IARC sobre la evaluación de los riesgos carcinogénicos para el ser humano, volumen 19 http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol19/volume19.pdf 15 Acrylate esters – A summary of Safety and Handling, 3a edición, 2002; 13 El costo del transporte puede ser un factor considerable a tener en cuenta en Intercompany Committee for the Safety and Handling of Acrylic Monomers, la coubicación de nuevas instalaciones próximas a las fuentes de MCV. ICSHAM 14 Acrylic acid - A summary of safety and handling, 3a edición, 2002; 16 Monografías de la IARC sobre la evaluación de los riesgos carcinogénicos Intercompany Committee for the Safety and Handling of Acrylic Monomers, para el ser humano, volumen 88 ICSHAM http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol19/volume19.pdf 30 DE ABRIL DE 2007 13 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Alquilos metálicos (Al, Li, Zn, Na, K, etc.) Peróxidos Los alquilos metálicos de uso más frecuente son los alquilos de Los peróxidos orgánicos e inorgánicos, así como los aluminio y magnesio en la polimerización Z-N de las olefinas y compuestos de diazo, se utilizan frecuentemente como los alquilos de litio en la polimerización aniónica del estireno y iniciadores de la polimerización a radical libre. Los peróxidos los dienos. Las prácticas recomendadas para gestionar estas inorgánicos como el peróxido de hidrógeno y los situaciones incluyen: peroxidisulfatos son capaces de reaccionar de forma violenta a los sustratos orgánicos. Los peróxidos inorgánicos se clasifican • Elaborar un plan específico de prevención y control de como oxidantes. Los riesgos asociados con los oxidantes incendios para abordar los riesgos de incendio entre otros incluyen el aumento en la tasa de quema de los materiales asociados con los alquilos metálicos 17 16F combustibles; la ignición espontánea de los materiales • Respetar las distancias de seguridad dentro y fuera de las combustibles; la descomposición rápida y autosostenida, que instalaciones 17F 18 puede resultar en explosiones; la generación de gases • Trasportar en vagones cisterna, remolques cisterna, peligrosos; y los riesgos de explosión al mezclarse con tanques portátiles o tanques ISO según las normas compuestos incompatibles o al exponerse al fuego. Las internacionalmente reconocidas 19 18F prácticas recomendadas para gestionar estas situaciones • La transferencia se llevará a cabo hasta las instalaciones incluyen: de almacenamiento en tanques mediante válvulas, conexiones y bombas especialmente diseñadas. • Las formulaciones de peróxido se transportarán y • Mantener los tanques de almacenamiento bajo protección manejarán de acuerdo con las recomendaciones del con nitrógeno y conectados a la atmósfera por uno o más fabricante y las normas internacionales aplicables 20, 21, 22. 19F 20F 21F sellos de aceite hidráulicos. Supervisar los niveles y flujos • El almacenamiento se realizará en instalaciones de producto con instrumentos y alarmas de elevada segregadas diseñadas y construidas según las normas fiabilidad internacionalmente aceptadas (por ejemplo Códigos • Equipar las instalaciones de almacenamiento de alquilos NFPA 23, 24). Los peróxidos orgánicos se almacenarán en 2F 23F metálicos con muros de contención, mientras que el área edificios dedicados refrigerados o con aire acondicionado a de contención se construirá en pendiente para facilitar el prueba de explosiones 25. 24F drenaje hasta una fosa de quema de emergencia. 20 Recomendaciones de la ONU sobre el transporte de mercancías peligrosas. Reglamentación modelo. 13ª edición revisada (2003). 17 Podrá utilizarse la niebla de pulverización para desactivar los alquilos 21 Safety and handling of organic peroxides: A Guide Prepared by the Organic pirofónicos. No se utilizarán normalmente grandes cantidades de agua o peroxide producers safety division of the Society of the plastics industry, Inc. espuma como agentes en la extinción de incendios debido a su violenta Publication # AS-109 reactividad a los alquilos de aluminio. El agua podrá emplearse para enfriar los 22 NFPA 432, Code for the Storage of Organic Peroxide Formulations (Código objetos adyacentes directamente o como pantalla de agua para proteger para el almacenamiento de formulaciones de Peróxidos), edición de 2002. cualquier objeto de la radiación de calor. Serán necesarias grandes cantidades 23 NFPA 430, Code for the Storage of Liquid and Solid Oxidizers (Código para el de agentes como el CO2 y otros polvos químicos para controlar los incendios y almacenamiento oxidantes sólidos y líquidos), edición de 2004. prevenir la reignición. 24 NFPA 432, Code for the Storage of Organic Peroxide Formulations (Código 18 E.J Major, H.G. Wissink, J.J. de Groot, (Akzo Nobel), Aluminum Alkyl Fires para el almacenamiento de formulaciones de Peróxidos), edición de 2002. 19 Recomendaciones de la ONU sobre el transporte de mercancías peligrosas. 25 Los peróxidos de Clase 3 pueden requerir normas de almacenamiento menos Reglamentación modelo. 13ª edición revisada (2003). estrictas. 30 DE ABRIL DE 2007 14 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL • La elaboración de un plan específico de prevención y planta se gestionarán en base a los resultados obtenidos a control de incendios que tenga en consideración las partir de los análisis de seguridad en el trabajo y la encuesta peculiaridades de los oxidantes inorgánicos fuertes 26. 25F sobre higiene industrial, de conformidad con las orientaciones sobre higiene y seguridad en el trabajo descritas en las Guías Polímeros generales sobre medio ambiente, salud y seguridad. Las Los incendios en los depósitos de almacenamiento de medidas de protección incluyen la formación de los polímeros pueden ser difíciles de controlar debido al calor de trabajadores, los sistemas de permisos de trabajo, el uso de combustión extremadamente elevada de la mayoría de los equipos de protección personal (EPP) y sistemas de alarma de polímeros. La combustión de polímeros durante los incendios detección de gas tóxico. también produce nubes tóxicas. Las prácticas recomendadas para gestionar estas situaciones incluyen: Espacios cerrados Los riesgos asociados con los espacios cerrados, al igual que • Diseñar los edificios de almacenamiento de acuerdo con en otros sectores industriales, pueden ocasionar la muerte en normas internacionalmente aceptadas incluyendo, por caso de no manejarse adecuadamente las peores situaciones ejemplo, la ventilación adecuada, el control de temperatura posibles. La entrada en espacios cerrados por parte de los del aire y la protección frente a la luz directa del sol. trabajadores y las probabilidades de que se produzcan • Adoptar sistemas de prevención y control de incendios, accidentes pueden variar de unas instalaciones a otras en incluyendo entre otros detectores de humo, detectores de función del diseño, los equipos en el emplazamiento y la focos de rayos infrarrojos (IR) y pulverizadores distribuidos infraestructura. Los espacios cerrados en las instalaciones de de agua diseñados para hacer frente a la extremadamente fabricación de polímeros pueden incluir reactores a los que alta carga térmica de los incendios de polímeros; dado que debe accederse durante las actividades de mantenimiento. En la mayoría de los polímeros están sometidos a un lento estas instalaciones se deben formular y aplicar procedimientos envejecimiento oxidativo por calor o luz, deberán para el ingreso a espacios cerrados descritos en las Guías conservarse en envases cerrados. generales sobre medio ambiente, salud y seguridad. • Adoptar el procedimiento de gestión de “primero en entrar, primero en salir” (FIFO) para los productos junto con 1.3 Higiene y seguridad en la inspecciones frecuentes y unas adecuadas operaciones de comunidad servicio. Se rastrearán los materiales envejecidos, se Las consecuencias que la construcción, la operación y el evaluarán para su seguridad y se separarán para su desmantelamiento de las instalaciones pueden acarrear para la eliminación. higiene y seguridad en la comunidad son comunes a la mayoría de los establecimientos industriales, y se explican en las Guías Sustancias químicas generales sobre medio ambiente, salud y seguridad. Los La posible exposición a la inhalación y el contacto dérmico con riesgos más significativos para la higiene y la salud de la sustancias químicas durante las operaciones rutinarias en comunidad en lo que atañe a las plantas de fabricación de 26 Por ejemplo, el agente extintor de incendios más adecuado para los polímeros se producen durante la fase de operación e incluyen peróxidos orgánicos es el nitrógeno líquido que se aplica con equipos contraincendios operados con control remoto. accidentes de gran magnitud ocasionados por incendios y 30 DE ABRIL DE 2007 15 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL explosiones o vertidos accidentales de productos acabados recomendadas para la industria, reflejadas en las normas durante su transporte desde la planta de procesamiento. Las correspondientes de los países que cuentan con marcos recomendaciones para el manejo de estas cuestiones se normativos reconocidos. Dichas cantidades pueden alcanzarse presentan en las secciones anteriores sobre higiene y en condiciones normales de funcionamiento de instalaciones seguridad ambiental y ocupacional del presente documento. adecuadamente diseñadas y utilizadas mediante la aplicación Los riesgos mayores se gestionarán de acuerdo con las de las técnicas de prevención y control de la contaminación que regulaciones y mejores prácticas internacionales (por ejemplo, se han analizado en las secciones anteriores de este Recomendaciones de la OCDE, 27 la Directiva de la UE Seveso 26F documento. II, y la Norma de Programa de Gestión de Riesgos de la 27F 28 Las guías sobre emisiones son aplicables a las emisiones Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) 29. 28F procedentes de la combustión. Las Guías generales sobre A continuación se describen las orientaciones encaminadas a la medio ambiente, salud y seguridad contienen orientaciones gestión de este tipo de incidentes, también presentes en las sobre las emisiones asociadas con actividades de producción Guías Generales sobre medio ambiente, salud y seguridad, de energía eléctrica y vapor generadas por una fuente de incluyendo: Manejo de Materiales Peligrosos (incluidos Riesgos combustión con capacidad igual o inferior a 50 megavatios Mayores), Seguridad del Tráfico, Transporte de Materiales térmicos, mientras que las Guías sobre medio ambiente, Peligrosos y Preparación y Respuesta de Emergencia. Las salud y seguridad para energía térmica contienen Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad para el disposiciones sobre las emisiones generadas por una fuente de Transporte, los Ferrocarriles, los Puertos, y Terminales de energía más grande. En las Guías generales sobre medio Crudo y Productos derivados del Petróleo proporcionan ambiente, salud y seguridad se proporciona orientación sobre orientaciones adicionales aplicables al transporte por mar y por cuestiones ambientales teniendo en cuenta la carga total de tren e instalaciones en tierra. emisiones. 2.0 Indicadores y seguimiento Las guías sobre efluentes se aplican a los vertidos directos de efluentes tratados a aguas superficiales de uso general. Los del desempeño niveles de vertido específicos del emplazamiento pueden 2.1 Medio ambiente establecerse basándose en la disponibilidad y condiciones de los sistemas de tratamiento y recolección de aguas de Guías sobre emisiones y efluentes alcantarillado público o, si se vierten directamente a las aguas En los Cuadros 1 y 2 se presentan las guías sobre emisiones y superficiales, basándose en la clasificación del uso del agua efluentes para este sector. Las cantidades correspondientes a receptora que se describe en las Guías generales sobre las emisiones y efluentes de los procesos industriales en este medio ambiente, salud y seguridad. Estos niveles se deben sector son indicativas de las prácticas internacionales lograr, sin dilución, al menos el 95% del tiempo que opera la planta o unidad, calculado como proporción de las horas de 27 OCDE, Principios guía para la prevención de accidentes químicos, preparación y respuesta, segunda edición, 2003. operación anuales. El incumplimiento de estos niveles debido a 28 Directiva del Consejo 96/82/CE de la UE, Directiva Seveso II, ampliada por la Directiva 2003/105/CE. 29 EPA, 40 CFR Parte 68, 1996 — Chemical accident prevention provisions 30 DE ABRIL DE 2007 16 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL las condiciones de determinados proyectos locales se debe sobre los parámetros objeto del seguimiento. El seguimiento justificar en la evaluación ambiental correspondiente. deberá recaer en individuos formados, quienes deberán aplicar los procedimientos de seguimiento y registro y utilizar un equipo Cuadro 1. Guías sobre emisiones a la atmósfera adecuadamente calibrado y mantenido. Los datos de Contaminante Unidad Valor indicativo seguimiento se analizarán y revisarán con regularidad, y se Material particulado (MP) mg/Nm3 20 compararán con las normas vigentes para así adoptar las Óxidos de nitrógeno mg/Nm3 300 medidas correctivas necesarias. Las Guías generales sobre Cloruro de hidrógeno mg/Nm3 10 medio ambiente, salud y seguridad contienen orientaciones Óxidos de azufre mg/Nm3 500 adicionales sobre los métodos de muestreo y análisis de g/t s-PVC 80 Cloruro de vinilo (MVC) emisiones y efluentes. g/t e-PVC 500 5 (15 Acrilonitrilo mg/Nm3 procedentes de secadores) Cuadro 2. Guías sobre efluentes Amoníaco mg/Nm3 15 Contaminante Unidad Valor indicativo COV mg/Nm3 20 Metales pesados (total) mg/Nm3 1,5 pH S.U. 6–9 Hg mg/Nm3 0,2 Aumento de temperatura °C =3 Formaldehído mg/m3 0,15 DBO5 Mg/L 25 Dioxinas / Furanos ng TEQ/Nm3 0,1 DQO Mg/L 150 Nitrógeno total Mg/L 10 Fósforo total Mg/L 2 Sulfuro Mg/L 1 Uso de recursos, consumo de energía, Aceite y grasa Mg/L 10 generación de emisiones y residuos Mg/L SST 30 El Cuadro 3 (a continuación) proporciona ejemplos de Cadmio Mg/L 0,1 indicadores de consumo de recursos para la energía y el agua, Cromo (total) Mg/L 0,5 Cromo (hexavalente) Mg/L 0,1 así como indicadores relevantes sobre emisiones y residuos. Cobre Mg/L 0,5 Los valores de referencia de la industria se consignan Cinc Mg/L 2 únicamente con fines comparativos, y cada proyecto debería Plomo Mg/L 0,5 tener como objetivo lograr mejoras continuas en estas áreas. Níquel Mg/L 0,5 Mercurio Mg/L 0,01 Fenol Mg/L 0,5 Seguimiento ambiental Mg/L Benceno 0,05 Se llevarán a cabo programas de seguimiento ambiental para Cloruro de vinilo Mg/L 0,05 este sector en todas aquellas actividades identificadas por su Halógenos orgánicos Mg/L 0,3 adsorbibles potencial impacto significativo en el medio ambiente, durante Toxicidad A determinar en cada caso las operaciones normales y en condiciones alteradas. Las actividades de seguimiento ambiental se basarán en indicadores directos e indirectos de emisiones, efluentes y uso de recursos aplicables al proyecto concreto. La frecuencia del seguimiento debería permitir obtener datos representativos 30 DE ABRIL DE 2007 17 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Cuadro 3. Indicadores de consumo de recursos y energía, emisiones y residuos Parámetro Unidad Indicador del sector (UE, 1999, Mejor promedio 50%) Producto PEBD20 PEAD14 PELBD GPPS HIPS EPS Consumo directo de energía12 kWh/t 720 570 580 3002 4102 5002 Consumo primario de energía13 kWh/t 2,070 1.180 810 -- -- -- Consumo de agua3 m3/t 1,7 1,9 1,1 0,8 0,8 5,0 Emisión de polvo g/t 17 56 11 2 2 30 Emisión de COV10 g/t 700 – 1.100 650 180 – 5001 85 85 450 - 7004 Emisión de DQO g/t 19 17 39 30 -- -- Residuos inertes kg/t 0,5 0,5 1,1 2,0 3,0 6,0 Residuos peligrosos kg/t 1,8 3,1 0,8 0,5 0,5 3,0 Producto S-PVC E-PVC PET 15, 19 PA 6 15,17 PA 6615,16 Consumo directo de energía kWh/t 750–1.100 2.000-3.000 850 – 1.500 1.800 – 2.000 1.600 – 2.100 Consumo primario de energía kWh/t 1.100-1.600 2.800-4.300 -- -- -- Agua a residuos M3/t 4,09 -- 0,6 - 25 1-3 1,5 – 3,0 Emisión de polvo g/t 406,9 2006,9 -- -- -- Emisión de monómeros a la g/t 18 - 43 245-813 -- 6 – 10 -- atmósfera5, 9,10 Emisiones de COV10 g/t -- -- 518 -- 10 – 30 Emisión de monómeros al agua 7,9 g/t 3,5 10 -- -- -- Emisión de DQO g/t 4808,9 3408,9 2.000 – 16.000 4.300 – 5.70016 4.500 – 6.00016 Residuos inertes kg/t -- -- 0,8 – 18 3,0 – 3,5 3,0 – 3,5 Residuos peligrosos17 kg/t 559 749 < 0,45 0,2 – 0,5 0,2 – 0,5 Producto UPES Consumo directo de energía kWh/t < 1,000 Consumo primario de energía kWh/t -- Agua a residuos m3/t 1–5 Emisión de polvo g/t 5 – 30 Emisión de monómeros a la g/t -- atmósfera Emisiones de COV10 g/t 40 – 100 Emisión de monómeros al agua g/t -- Emisión de DQO g/t -- Residuos inertes kg/t -- Residuos peligrosos kg/t <7 30 DE ABRIL DE 2007 18 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Fuente: IPPC BREF de la UE (2006) Notas: 1) Según el tipo de comonómero (C4 o C8); 2) Promedio europeo; 3) No incluyendo la purga de agua de refrigeración; 4) El 60% es pentano; no incluyendo el almacenamiento; 5) Mejor promedio 25%; 6) Polvo de PVC; 7) Después del agotamiento, antes del WWT; 8) Después del WWT final; 9) Mediana; 10) Incluyendo emisiones difusas; 11) La energía directa es el consumo total de energía suministrada; 12) La energía primaria es la energía calculada en términos de combustibles fósiles. Para calcular la energía primaria, se emplearon las siguientes eficiencias: electricidad: 40 % y vapor : 90 %; 13) Valores de buenas prácticas de la industria; 14) Los valores de iPP pueden considerarse más o menos equivalentes; 15) Antes del WWT; 16) Proceso continuo; 17) Residuos sólidos que contengan > 1.000 ppm MVC; 18) Empleando la oxidación catalítica (sólo fuentes puntuales); 19) El proceso más la condensación continua posterior; 20) Basado en un reactor tubular 2.2 Desempeño de la higiene y la en países desarrollados, que se obtiene consultando las fuentes seguridad en el trabajo publicadas (por ejemplo, a través de la Oficina de Estadísticas Laborales de los Estados Unidos y el Comité Ejecutivo de Salud Guía sobre higiene y seguridad en el trabajo y Seguridad del Reino Unido) 34. 3F Para evaluar el desempeño en materia de higiene y seguridad en el trabajo deben utilizarse las guías sobre la materia que se Seguimiento de la higiene y la seguridad en el publican en el ámbito internacional, entre ellas: guías sobre la trabajo concentración máxima admisible de exposición profesional Es preciso realizar un seguimiento de los riesgos que pueden (TLV®) y los índices biológicos de exposición (BEIs®) correr los trabajadores en el entorno laboral del proyecto publicados por la American Conference of Governmental concreto. Las actividades de seguimiento deben ser diseñadas Industrial Hygienists (ACGIH) , la Guía de bolsillo sobre riesgos 29F 30 y realizadas por profesionales acreditados 35 como parte de un 34F químicos publicada por el Instituto Nacional de Higiene y programa de seguimiento de la higiene y la seguridad en el Seguridad en el Trabajo de los Estados Unidos (NIOSH) 31, los 30F trabajo. En las instalaciones, además, debe llevarse un registro límites permisibles de exposición publicados por la de los accidentes y enfermedades laborales, así como de los Administración de Seguridad e Higiene en el Trabajo de los sucesos y accidentes peligrosos. Las Guías generales sobre Estados Unidos (OSHA) 32, los valores límite indicativos de 31F medio ambiente, salud y seguridad contienen orientaciones exposición profesional publicados por los Estados miembros de adicionales sobre los programas de seguimiento de la higiene y la Unión Europea 33 u otras fuentes similares. 32F la seguridad en el trabajo. Tasas de accidentes y letalidad Deben adoptarse medidas para reducir a cero el número de accidentes entre los trabajadores del proyecto (ya sean empleados directos o personal subcontratado), especialmente los accidentes que pueden causar la pérdida de horas de trabajo, diversos niveles de discapacidad e incluso la muerte. Como punto de referencia para evaluar las tasas del proyecto puede utilizarse el desempeño de instalaciones en este sector 30 Disponibles en: http://www.acgih.org/TLV/ y http://www.acgih.org/store/. 34 Disponibles en: http://www.bls.gov/iif/ y http://www.hse.gov.uk/statistics/ 31 Disponible en: http://www.cdc.gov/niosh/npg/. index.htm. 32 Disponibles en: http://www.osha.gov/pls/oshaweb/owadisp.show_document? 35 Los profesionales acreditados pueden incluir a higienistas industriales p_table=STANDARDS&p_id=9992. certificados, higienistas ocupacionales diplomados o profesionales de la 33 Disponibles en: http://europe.osha.eu.int/good_practice/risks/ds/oel/. seguridad certificados o su equivalente. 30 DE ABRIL DE 2007 19 Environmental, Health, and Safety Guidelines PETROLEUM-BASED POLYMERS MANUFACTURING 3.0 Referencias y fuentes adicionales EU Council Directive 96/82/EC, so-called Seveso II Directive, extended by the Directive 2003/105/EC Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 2000. 40 CFR Part 63 National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants for Amino/ Phenolic Resins Production. Washington, DC Gobierno Federal Alemán. 2002. First General Administrative Regulation Pertaining to the Federal Emission Control Act (Technical Instructions on Air Quality Control – TA Luft). Berlín, Alemania. Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 1996. 40 CFR Parts 9 and 63 National Emission Standards for Hazardous Air Pollutant Ministerio Federal para el Medio Ambiente, la Conservación de la Naturaleza y Emissions: Group IV Polymers and Resins. Washington, DC la Seguridad Nuclear. 2004. Promulgation of the New Version of the Ordinance on Requirements for the Discharge of Waste Water into Waters (Waste Water Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 40 CFR Part 63 Ordinance - AbwV) of 17 June 2004. Berlín, Alemania. — National emission standards for hazardous air pollutants, Subpart F— National Emission Standard for Vinyl Chloride. Washington, DC Intercompany Committee for the Safety and Handling of Acrylic Monomers, ICSHAM. 2002. Acrylate Esters – A Summary of Safety and Handling, 3rd Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). 40 CFR Part 60 Edition, 2002 — Standards of performance for new stationary sources, Subpart DDD — Standards of Performance for Volatile Organic Compound (VOC) Emissions Intercompany Committee for the Safety and Handling of Acrylic Monomers, from the Polymer Manufacturing Industry. Washington, DC ICSHAM. 2002 Acrylic acid - A summary of safety and handling, 3ª edición, 2002 Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (NFPA) de Estados Unidos. Standard 430, Code for the Storage of Liquid and Solid Oxidizers. 2004 Edition. IARC. Monografías sobre la evaluación de los riesgos carcinogénicos para el Quincy, MA. ser humano. Asociación Nacional de Protección contra el Fuego (NFPA) de Estados Unidos. Kirk-Othmer, R.E. 2006. Encyclopedia of Chemical Technology. 5th Edition. 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Comisiones de Oslo y París (OSPAR). 1999. Recommendation 99/1 on BAT for the Manufacture of Emulsion PVC (e-PVC). Oslo, Noruega, y París, Francia. Comisiones de Oslo y París (OSPAR). 1998. Decision 98/5 for Emission and Discharge Limit Values for the Vinyl Chloride Sector, Applying to the Manufacture of Suspension PVC (S-PVC) from Vinyl Chloride Monomer (MVC). Oslo, Noruega, y París, Francia. Directiva 2000/76/EC del Parlamento Europeo y del Consejo, de 4 de diciembre de 2000, relativa a la incineración de residuos. Comisión Europea. 2006. Prevención y control integrados de la contaminación (IPPC), Documento de referencia de mejores técnicas disponibles para los polímeros. Octubre de 2006. Sevilla, España Consejo Europeo de Fabricantes de Vinilo (ECVM). 1994. Carta del sector industrial sobre la producción de CVM y PVC en suspensión. Bruselas, Bélgica Consejo Europeo de Fabricantes de Vinilo (ECVM). 1998. Carta del sector industrial sobre la producción de PVC en emulsión. Bruselas, Bélgica 30 DE ABRIL DE 2007 20 DOCUMENTO FINAL Environmental, Health, and Safety Guidelines PETROLEUM-BASED POLYMERS MANUFACTURING Anexo A: Descripción general de las actividades de la industria Polímeros impurezas pueden afectar al catalizador o tener una influencia Por lo general, los polímeros pueden clasificarse según sus negativa en las propiedades del producto, incluidos cambios en propiedades físicas a temperatura de servicio, incluyendo: la estructura y la reducción en la longitud de la cadena. • Resinas: rígidas, con un elevado módulo de Young 36 y un 35F Procesos de polimerización reducido alargamiento a la rotura 37 36F Los procesos de polimerización varían en función de las • Cauchos (o ‘elastómeros’), con un reducido módulo de propiedades de los monómeros y polímeros y sus mecanismos Young y un elevado alargamiento a la rotura de polimerización. Los reactores de polimerización pueden ser También se clasifican según el tipo de tecnologías de continuos o discontinuos (por lotes). Por lo general, se opta por fabricación empleadas, incluyendo: la polimerización por lotes cuando la capacidad de producción es reducida y/o el rango de producto es amplio, lo que conduce • Termoplásticos: se ablandan y funden de forma inversa al a cambios frecuentes de campaña. La polimerización continua calentarse (endureciéndose al enfriarse). Se fabrican se utiliza para la producción a gran escala de un reducido mediante el moldeado o la extrusión, o bien mediante número de clases de polímeros. esparcido o inmersión, diluyéndose en soluciones o emulsiones, como sucede con recubrimientos y adhesivos; Los reactores por lotes suelen ser de tipo STR (reactor de pueden reciclarse fácilmente, aunque esto acarrea una mezcla agitada), equipados para recuperar calor (bobinas degradación general de sus propiedades. internas, envoltura y condensadores de reflujo) según las • Plásticos termoestables: después de curarse, se necesidades de proceso; la agitación se optimiza en función de endurecen de forma permanente y se descomponen al las necesidades de proceso. Los reactores continuos se calentarse a elevadas temperaturas. Una vez usados, no diseñan sobre la base de los requisitos de proceso y pueden pueden reciclarse. Los plásticos termoestables son más ser de clases muy distintas. En función de los elementos de duros, más estables dimensionalmente y más quebradizos polimerización, los procesos pueden clasificarse como sigue: que los termoplásticos. • Polimerización en solución: Aplicada a monómeros y Fases en la fabricación de polímeros polímeros solubles en disolventes orgánicos o en agua; se utiliza para fabricar PEAD, PELBD, varios polímeros Purificación de monómeros y disolventes acrílicos para los mercados de revestimiento y adhesivos, Las reacciones de polimerización requieren materias primas y las polimerizaciones por crecimiento en etapas, etc. sustancias químicas de elevada pureza, dado que las • Polimerización en suspensión: Aplicada a monómeros y polímeros insolubles y a iniciadores o catalizadores; 36 Medida de la rigidez de un material dado. Definida como el coeficiente, para las cadenas pequeñas, de la velocidad de cambio en la tensión dentro de la empleada para fabricar PVC y EPS. El monómero se cadena 37 Una medida de la ductilidad de los materiales, es la cantidad de cadena que suspende en el disolvente en pequeñas gotas (gracias a la puede alargarse antes de la rotura durante los ensayos de tracción. 30 DE ABRIL DE 2007 21 DOCUMENTO FINAL Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL agitación y a la adición de un coloide), mientras que el polimerización por suspensión son las poliolefinas (PEAD, iniciador o catalizador se disuelve en el monómero. iPP). • Polimerización en emulsión: los monómeros no solubles o • Polimerización en fase gaseosa: la polimerización en fase apenas solubles en agua se emulsifican con jabón y otros gaseosa se opera en un reactor de lecho fluidizado donde surfactantes en gotículas y se disuelven parcialmente en se añade el catalizador en forma de polvo fino, llevándose micelas con el exceso de jabón. Un iniciador hidrosoluble a cabo la polimerización en partículas de polímero de comienza el proceso de polimerización en las micelas, que tamaño creciente fluidizadas en el flujo ascendente del crecen como partículas de polímero. Los monómeros y monómero. Los reactores agitados también se utilizan para otros reactivos, así como radicales nuevos, se suministran este fin. Los productos que suelen obtenerse a partir de la a las partículas de polímero mediante la difusión a través polimerización en fase gaseosa son las poliolefinas del agua. El producto final del reactor es una dispersión (PEAD, iPP). estable de polímero en agua (látex). La polimerización en Recuperación de polímeros emulsión inversa (agua en aceite) se utiliza para los Después de la polimerización, los catalizadores o iniciadores monómeros hidrosolubles. Los productos que suelen deben destruirse y los polímeros se separan de los monómeros obtenerse mediante la polimerización en emulsión son residuales y del elemento de polimerización. Estas operaciones ABS, PVC en emulsión, acetato de polivinilo y látex se integran a menudo con las operaciones de acabado. La acrílicos. evaporación instantánea, el agotamiento con vapor y el • Polimerización en masa: el monómero se polimeriza agotamiento con nitrógeno húmedo son las operaciones directamente después de la adición de un iniciador o unitarias más habituales para recuperar los monómeros sin catalizador por efecto del calor o la luz. Los productos que reaccionar y los disolventes. suelen obtenerse mediante la polimerización en masa son PEBD, GPPS y HIPS, iPP, placas de PMMA, nylons y Acabado PET. El acabado de los polímeros puede incluir la adición de aditivos, • Polimerización por suspensión: el polímero no es soluble el secado, la extrusión, la peletización y el envasado. Los en el elemento de reacción, normalmente debido a sus aditivos de producto más habituales son antioxidantes, propiedades cristalinas. El polímero se precipita a partir de absorbedores de rayos UVA, aceites de extensión, lubricantes y la solución de monómero en disolvente o en el propio varias clases de estabilizantes y pigmentos. monómero y se mantiene en suspensión por agitación o turbulencia de flujo. La recuperación de polímeros se lleva Los polímeros suelen producirse para la venta en forma de a cabo por decantación (decantador o centrifugadora de polvo (por ejemplo PVC), gránulos ([por ejemplo PEAD, EPS), decantación). La solución de monómero activo puede pelets (por ejemplo poliolefinas, poliestireno, PET, poliamidas, volver a circular directamente hasta el reactor. Tanto la PMMA), en placas (por ejemplo PMMA) o en emulsiones o polimerización por lote como la continua son factibles. Los soluciones líquidas. productos que suelen obtenerse a partir de la 30 DE ABRIL DE 2007 22 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Procesos y productos específicos • Proceso en suspensión: los PEAD pueden producirse en Termoplásticos reactores continuos de lecho suspendido (suspensión), Polietileno uno o más reactores en serie, en ciertos casos Se producen tres clases principales de polietileno: PEBD, PEAD (BORSTAR) acoplados a reactores en fase gaseosa, y PELBD. empleando como diluyente isobutano en reactores tubulares de circuito cerrado y hexano o heptano en El polietileno de baja densidad (PEBD) se produce en un reactores CSTR. proceso continuo a alta presión: el etileno se comprime hasta • Proceso en solución: En el reactor de solución, el polímero 3.000 bar (reactor tubular) o 2.000 bar (reactor de tanque) y se se disuelve en un sistema de disolvente/comonómero. Por suministra al reactor, donde el oxígeno o el peróxido orgánico lo general, el contenido en polímeros en un reactor de se inyectan para iniciar la polimerización radical a 140 – 180 °C. solución se controla entre el 10 y el 30 wt-%. La presión La temperatura de reacción es elevada, alcanzando un máximo del reactor se ajusta entre 30 y 200 bar, mientras que la de más de 300 °C. La mezcla de etileno – polímero se temperatura del reactor suele mantenerse entre los 150 y descarga de forma continua en un separador a alta presión (250 250 °C. Como disolvente suele emplearse un hidrocarburo bar), donde el polímero se precipita y la mayor parte del etileno en el rango de C6 a C9 sin reaccionar se recupera, vuelve a comprimirse y se recicla en • Proceso por alta presión: los PELBD, VPEBD y UPEBD el reactor. El polímero se suministra entonces en un separador derivados de la copolimerización de buteno-1 pueden a baja presión donde se lleva a término la desgasificación. El producirse industrialmente con catalizadores Z-N mediante polietileno fundido se acaba a continuación mediante la el proceso a alta presión en reactores tanto tubulares extrusión y la peletización. como de tanque. El polietileno de alta densidad (PEAD) y el polietileno lineal de Polipropileno baja densidad (PELBD, copolímeros lineales con 1-buteno, 1- Se aplican dos tipos de procesos en la producción de propileno: hexeno o 1-octileno) se producen con un catalizador Ziegler- El proceso en fase gaseosa a 70 – 90°C, 20 – 40 bar. Se Natta o, en los últimos tiempos, por medio de la catálisis de utilizan reactores de lecho fluidizado y reactores de tanque metaloceno, utilizando en su mayoría los mismos procesos y en agitado, tanto verticales como horizontales. muchos casos las mismas plantas. Los procesos empleados • El proceso en suspensión en monómeros líquidos a 60 – incluyen: 80°C, 20 – 50 bar, también conocido como proceso en • Polimerización en fase gaseosa: Se utilizan grandes “masa” o en fase “líquida”. Se utiliza un reactor tubular de reactores de lecho fluidizado (> 500 m3) que se operan a circuito cerrado. presiones relativamente altas (20 – 30 bar), reciclándose el Se emplean uno o más reactores en serie para producir una etileno en un refrigerador de gas para extraer el calor de la amplia gama de polímeros, incluido el polipropileno isotáctico polimerización. Pueden emplearse uno o dos reactores en serie. 30 DE ABRIL DE 2007 23 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL (iPP) 38, endurecido que contiene copolímeros con etileno. 37F tiene lugar en la interfaz de agua de MVC empleando Pueden combinarse dos tipos de reactores para aumentar la iniciadores, como por ejemplo un peroxidisulfato de metal alcali. optimización del proceso (por ejemplo el proceso Spheripol®). Los MVC residuales se extraen mediante el agotamiento del látex. El látex suele secarse en un secador por pulverización y Cloruro de polivinilo (PVC) los gases de escape resultantes son cruciales ara las emisiones El cloruro de polivinilo (PVC) se obtiene mediante la de MVC a la atmósfera. polimerización del monómero de cloruro de vinilo (MVC). Se emplean tres procesos distintos para fabricar PVC: Poliestireno Se producen tres clases distintas de polietileno: un polímero • El proceso en suspensión transparente y quebradizo llamado poliestireno de uso general • El proceso en emulsión (GPPS), un poliestireno de caucho modificado blanco, opaco a • El proceso en masa la vez que relativamente duro, llamado poliestireno de alto impacto (HIPS) y el poliestireno expandido (EPS). El cloruro de vinilo en suspensión (S-PVC) se produce en un proceso discontinuo en un STR. El monómero se dispersa en Los poliestirenos GPPS y HIPS se producen por polimerización agua desmineralizada mediante la combinación del agitado continua en masa, donde el monómero se polimeriza mediante mecánico, coloides y tensioactivos. La polimerización tiene la polimerización radical, iniciada por calor, con o sin un lugar en las gotículas de MVC bajo la influencia de iniciadores peróxido orgánico. La principal diferencia es que durante la solubles de MVC. El PVC en suspensión se desgasifica a fabricación de HIPS, se añade polibutadieno de alto-cis o medio continuación para eliminar la masa de MVC sin convertir y se cis disuelto en estireno para aumentar la dureza del polímero. suministra a una torre de agotamiento por vapor, extrayéndose El proceso puede incluir la adición de un disolvente, iniciador las trazas de MVC sin convertir. El producto se envía a (opcional) y agentes de transferencia de cadena en los continuación a un sistema centrifugador/aclarado para eliminar reactores en condiciones bien definidas. El propio estireno sirve las impurezas y para deshidratarlo, acabando por fin en un de disolvente de reacción, pudiendo añadirse benceno de etilo secador. El polímero seco puede cribarse y triturarse cuando de hasta el 10 % para garantizar un mayor control de la sea necesario. El último paso consiste en el envasado o reacción. almacenamiento en silos para su transporte a granel. Para eliminar los monómeros sin convertir y los disolventes, el En los procesos de emulsión se produce látex de PVC. El E- producto en crudo se calienta a alrededor de 220 - 260 °C y se PVC se fabrica en tres procesos de polimerización: emulsión conducen por un alto vacío. Esta operación se denomina por lotes, emulsión continua y microsuspensión. El MVC se desgasificación. La inyección de agua (agotamiento con vapor) dispersa empleando un emulsificador, normalmente un alquil de puede añadirse para mejorar la extracción del monómero. El sodio o aril sulfonato o un alquil de sulfato. La polimerización estireno y el benceno de etilo sin reaccionar se condensan y reciclan en la línea de suministro. El polímero fundido se 38Los polímeros isotácticos son aquellos polímeros por monómeros ramificados que tienen como característica tener todos los grupos en el mismo lado de la cadena polimérica. 30 DE ABRIL DE 2007 24 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL peletiza a continuación (en seco o sumergido en agua).y se en la primera se obtiene un conduce a un prepolímero de peso seca antes de almacenarse y envasarse. molecular relativamente bajo (polímero bruto), en la segunda se obtiene el polímero final de elevado peso molecular. El proceso Las perlas de poliestireno expandido se producen mediante la de DMT se ha sustituido en gran medida por el de ácido polimerización en suspensión de estireno iniciada por peróxidos tereftálico (TPA) como método industrial de preferencia para la orgánicos con la adición de pentano como agente soplante. Las producción de poliéster. perlas se separan por centrifugación, se lavan y luego se secan para su envasado. La polimerización en fase sólida puede operarse en flujo continuo, con reactores de distintos diseños, y nitrógeno Acrilatos caliente para la recuperación de calor y la extracción de Los polímeros acrílicos son una clase amplia de polímeros producto de reacción volátil, o por lotes en un producidos mediante la polimerización radical de monómeros mezclador/secador de sólidos en vacío. acrílicos (ácido acrílico y sus derivados) y su copolimerización con otros monómeros de vinilo (por ejemplo acetato de vinilo o Poliamidas (alifáticas) estireno). Los principales monómeros acrílicos son el propio Las poliamidas tienen una estructura macromolecular con el ácido acrílico, acrilamida y una amplia gama de ésteres grupo de amidas (-NH-CO-) como unidad funcional recurrente acrílicos, desde el acrilato de metilo hasta los ésteres etílicos que aporta propiedades químicas específicas a los productos grasos. Los monómeros hidrosolubles, como por ejemplo el finales. Las poliamidas lineales, generalmente conocidas como ácido acrílico y el acrilamida, suelen polimerizarse mediante la ‘Nylos’, a partir de la marca registrada original DuPont, son la polimerización en solución de agua o en emulsión inversa. Los categoría más frecuente de la familia. La familia de las polímeros y copolímeros de ésteres acrílicos se producen en poliamidas es amplia, oscilando el número de átomos de emulsión o solución, dependiendo de su uso final. carbono en los monómeros entre 4 y 12. La polimerización en emulsión es la tecnología más difundida. Por ejemplo, el monómero de poliamida 6 es ε-caprolactam, y Los disolventes empleados en la polimerización en solución son se polimeriza mediante la polimerización de crecimiento en alcoholes, ésteres, hidrocarburos clorados, aromáticos, etapas. La principal materia prima en la producción de dependiendo de las propiedades de solubilidad del polímero. poliamida 66 es una solución acuosa de sal orgánica (llamada Los iniciadores son peróxidos orgánicos o inorgánicos. La sal AH, sal 66 o sal de nylon) obtenida a partir de la reacción de polimerización suele realizarse por lotes, en reactores de la 1,6-diamina de hexametileno y el 1,6-ácido hexamo tanque agitado, equipados con sistemas de recuperación de dicarboxílico (ácido adípico). calor con vapor/agua. Las poliamidas pueden producirse mediante la polimerización Tereftalato de polietileno (PET) por lotes o continua. Después de la polimerización, el polímero El PET se produce mediante la policondensación de ácido fundido se extruda y se corta, generando escamas. Una fase de tereftálico o su éster de dimetilo (tereftalato de dimetilo, DMT) extracción con agua caliente elimina los oligómeros y con etilenglicol (EG). La reacción se lleva a cabo en dos fases, monómeros residuales, seguida de una fase de secado. Se 30 DE ABRIL DE 2007 25 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL requiere entonces una fase de procesamiento de los residuos tereftálico) con un diol (por ejemplo, glicol de etileno, glicol de extraídos para reutilizar oligómeros y monómeros. dietileno, glicol de propileno, butanodiol, hexanodiol, glicol de dipropileno, glicol de neopentilo y diciclopentadieno). Estos Plásticos termoestables productos de condensación se disuelven en un monómero Los procesos de fabricación de polímeros termoendurecibles reactivo, normalmente estireno, aunque también pueden incluyen la reticulación química de su estructura molecular, emplearse el metacrilato de metilo, acetato de t-butilo o ftalato obteniéndose un material que no se funde sino que se de diadilo. Una vez el cliente haya curado esta mezcla, se descompone al calentarse. La sustancia reactiva intermedia forma una retícula tridimensional. En el proceso de fabricación sólida o líquida se transforma en producto final en el se utilizan varios endurecedores, aceleradores, inhibidores, emplazamiento del cliente mediante su curación con aditivos y cargas. endurecedores o catalizadores. El núcleo de una planta de resinas consiste normalmente en un Resinas fenólicas número de reactores por lotes, dotados de tanques de Las resinas fenólicas son una familia de polímeros y oligómeros almacenamiento, dosificación y mezclado de materias primas derivadas de los productos de reacción de los fenoles al para el acabado de productos y equipados con sistemas de formaldehído. Otras materias primas son las aminas recuperación de calor y columnas de destilación, nitrógeno y (hexametilenotetramina [HEXA]). Las resinas fenólicas pueden vacío. dividirse en: Resinas alquídicas • Novolacas (polímeros sólidos obtenidos mediante Los recubrimientos alquídicos son una clase de recubrimiento catalizadores ácidos) de poliéster obtenidos a partir de la reacción de un alcohol y un • Novolacas de alto orto (polímeros de tratamiento rápido ácido o anhídrido ácido, siendo la resina o “aglutinante” obtenidos mediante catalizadores neutros) predominante en la mayoría de los recubrimientos "oleosos". • Resoles (elevado coeficiente molar de formaldehído a Los recubrimientos alquídicos suelen fabricarse a partir de fenol, líquidos o sólidos, obtenidos mediante catálisis anhídridos ácidos (por ejemplo, anhídrido ftálico o anhídrido alcalina). maleico) y polioles (por ejemplo, glicerina o pentaeritritol). Se modifican con ácidos grasos insaturados (procedentes de Las resinas fenólicas se producen en procesos por lotes en aceites de planta y vegetales) para proporcionarles propiedades reactores STR. de secado al aire. La velocidad de secado de los recubrimientos depende de la cantidad y el tipo de aceite de secado empleado Poliésteres insaturados y del uso de sales metálicas orgánicas o "secadores" que El poliéster insaturado (UPE) es el nombre genérico de una catalizan la reticulación. En función de su contenido en aceite variedad de productos termoestables, elaborados de secado, las resinas alquídicas pueden ser de “aceite largo”, principalmente mediante la policondensación de un anhídrido o “aceite medio” o “aceite corto”. un diácido (por ejemplo, anhídrido maleico, ácido fumárico, anhídrido ftálico, ácido ortoftálico, ácido isoftálico y ácido 30 DE ABRIL DE 2007 26 Guías sobre medio ambiente, salud y seguridad FABRICACIÓN DE POLÍMEROS DERIVADOS DEL PETRÓLEO GRUPO DEL BANCO MUNDIAL Los recubrimientos alquídicos se producen mediante dos procesos: el proceso de ácidos grasos y la alcohólisis o el proceso de glicérido. En ambos casos, el producto resultante es una resina de poliéster a la que se adhieren grupos de aceite de secado. Al término de ambos procesos, la resina se purifica y se diluye en disolvente. Poliuretanos La industria petroquímica produce las principales materias primas de poliuretano (PU); la polimerización está integrada en el proceso de fabricación de los artículos finales. Las empresas dedicadas al mezclado y la preparación de compuestos, llamadas “empresas de sistemas”, preparan y venden sistemas a medida para los usuarios finales. La principal reacción para producir poliuretano se da entre un diisocianato (ya sea aromático o alifático) y un poliol (por ejemplo, glicol de polietileno o poliol de poliéster) en presencia de catalizadores, pigmentos, cargas y materiales para controlar la estructura celular, y agentes espumantes y tensioactivos en el caso de las espumas. 30 DE ABRIL DE 2007 27