diagnostico del sector siderúrgico y metalúrgico en colombia y evaluación de alternativas

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DIAGNOSTICO DEL SECTOR SIDERÚRGICO Y METALÚRGICO EN COLOMBIA
Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS PARA DAR
CUMPLIMIENTO DE LA PROPUESTA TÉCNICA NORMA DE EMISIÓN DE
FUENTES FIJAS

LADY ALEXANDRA ALMANZA CASTILLO
ANA MILENA CARVAJAL NAVARRO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTA D.C
2008
DIAGNOSTICO DEL SECTOR SIDERÚRGICO Y METALÚRGICO EN COLOMBIA
Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLOGICAS PARA DAR
CUMPLIMIENTO DE DE LA PROPUESTA TÉCNICA NORMA DE EMISIÓN DE
FUENTES FIJAS

LADY ALEXANDRA ALMANZA CASTILLO
ANA MILENA CARVAJAL NAVARRO

Trabajo de Grado presentado para optar al Titulo de
Ingeniero Ambiental y Sanitario

Director
GABRIEL HERRERA
Ingeniero Sanitario y Magíster en Ingeniería Ambiental

UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA
BOGOTA D.C
2008
Nota de aceptación

Director. Gabriel Herrera
Ingeniero

Jurado: Hugo Sarmiento

Ingeniero

Jurado: Pedro Miguel Escobar
Ingeniero

Bogotá D.C. 06 de Mayo 2008
A mis padres por ser mis mayores motivadores, por su esfuerzo
desmedido y confianza incondicional en mi, los amo profundamente
A mis hermanos por ser mi ejemplo y soporte
A mis tíos por su apoyo y respaldo en todos los aspectos de mi vida
A toda mi gran familia
A milena por su paciencia y buena energía
A gabriel por convertir en buenos, los malos momentos

Lady Alexandra Almanza Castillo
Gracias a Dios por darme siempre la energía, fuerza,
y paciencia para culminar esta gran etapa de mi vida
y poder demostrar finalmente cada uno de
los conocimientos que logré aprender.
A mis padres y hermano por su apoyo incondicional
y su manera de darme lecciones de vida.
A ti mi amor por ser siempre la fuente de mi inspiración;
por brindarme esa gran confianza y las ganas de
que forje siempre un mejor mañana.
A mis amigos por su comprensión y
calma en momentos difíciles.
Y todos aquellos que nos ayudaron, colaboraron
e hicieron posible la realización de este proyecto.

Ana Milena Carvajal Navarro
AGRADECIMIENTO

Las autoras expresan sus agradecimientos:

Al Ingeniero Gabriel Herrera, director del proyecto, por toda su colaboración y
disposición en el trabajo realizado y sus valiosas orientaciones.

Al Ingeniero Helver Reyes asesor del Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial en la Dirección de Desarrollo Sectorial Sostenible por su
ayuda e incondicional colaboración.

Al Ingeniero Alexander Valencia asesor del Ministerio de Ambiente, Vivienda
y Desarrollo Territorial en la Dirección de Desarrollo Sectorial Sostenible por
su ayuda e incondicional colaboración, por su acompañamiento, la paciencia
y buena actitud en los malos momentos del proyecto. A los Ingenieros
Rodrigo Suárez por sus aportes y colaboración en cada momento.

A todos los funcionarios del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo
Territorial y del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales,
por su colaboración durante el desarrollo de este proyecto.
GLOSARIO

FUNDICIÓN: proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero
también de plástico, consistente en fundir un metal e introducirlo en una
cavidad llamada molde donde se solidifica

MATERIAL PARTICULADO: es material sólido o líquido suspendido en la
atmosfera emitido o formado directamente en el aire, caracterizado por
fracciones de tamaño gruesas ò finas.

METALES FERROSOS: son aquellos que están basados en el hierro, entre
los de mayor importancia son el hierro y el carbono. Estas aleaciones se
dividen en dos grupos: los aceros y las fundiciones de hierro.

METALES NO FERROSOS: tienen menor resistencia que los metales
ferrosos los principales metales no ferrosos son: aluminio, cobre, magnesio,
níquel, plomo y zinc.

METALURGIA: ciencia y técnica de la obtención y tratamiento de los
metales desde minerales metálicos, hasta los no metálicos.

OXIDOS DE AZUFRE: son gases incoloros que se forman al quemar azufre.

OXIDOS DE NITROGENO: son un grupo de gases conformado por el
nitrógeno y el oxigeno que incluyen compuestos como oxido nítrico (NO) y
dióxido de nitrógeno (NO ).
2

SIDERURGIA: técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener
diferentes tipos de éste o de sus aleaciones.
CONTENIDO

INDICE……………………………………………………………………………… 8
LISTADO DE TABLAS…………………………………………………………...13
LISTADO DE FIGURAS…………………………………………………………..15
RESUMEN………………………………………………………………………….18
SUMMARY………………………………………………………………………… 22
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………..24
1. OBJETIVOS………………………………………………………………….25
1.1. OBJETIVO GENERAL.............................................................................25
1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS……………………………………………26
2. MARCO TEORICO………………………………………………………….27
2.1 HISTORIA DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA Y METALURGICA EN
COLOMBIA……………………………………………………………...27
2.2 GENERALIDADES...........................................................................29
2.3 LOCALIZACION PRINCIPALES INDUSTRIAS.................................. 33
2.4 COMPORTAMIENTO DEL SECTOR..................................................34
2.5 SIDERURGIA…………………………………………………………...35
2.6 METALURGIA……………………………………………………………35
2.7. CONTAMINANTES ATMOSFERICOS................................................38
2.7.1 Contaminantes Atmosféricos producidos por el sector
siderúrgico y metalúrgico....................................................44
2.7.1.1 Compuestos azufrados………………………………………. 45
2.7.1.2 Dióxido de Nitrógeno (NO )…………………………………..47
2
2.7.1.3 Monóxido de Carbono (CO)…………………………………..48
2.7.1.4 Polvo y vapores…………………………………………….....49
2.7.1.5 Metales pesados………………………………………………50
2.7.1.6 Hidrocarburos aromáticos policíclicos……………………....51
2.7.1.7 Otros productos químico………………………………………51
2.7.1.8 Efectos en la Salud…………………………………………….52
2.8 METODOS PARA LA DETERMINACION DE EMISIONES
ATMOSFERICAS...........................................................................54
2.8.1 Balances de masa…………………………………………......54
2.8.2 Factores de emisión…………………………………………….54
2.8.3 Medición directa de las emisiones…………………………….55
2.9 MARCO LEGAL PARA EMISIONES GENERADAS POR FUENTES
FIJAS............................................................................................55
2.9.1 Normatividad nacional vigente……………………………………...56
2.9.1.1 Decreto 02 de 1982……………………………………………56
2.9.1.2 Decreto 948 de 1995…………………………………………...56
2.9.1.3 Propuesta técnica norma emisión de fuentes fijas…………….57
2.10 SISTEMAS DE CONTROL..............................................................59
2.10.1 Alternativas de sustitución de combustibles…………….......59
2.10.2 Modificación/optimización del proceso…………………….....60
3. METODOLOGIA PARA LA ELABORACION DEL PROYECTO.........61
3.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Y RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN..62
3.2 CONSTRUCCIÓN DE LA BASE DE DATOS A PARTIR DE LA
INFORMACIÓN SUMINISTRADA POR EL MINISTERIO AMBIENTE,
VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL (MAVDT) Y LA OBTENIDA
POR LAS AUTORAS……………………………………………………62
3.3 ANÁLISIS DE INFORMACIÓN CONTENIDA EN LA BASE DE DATOS Y
OTROS ESTUDIOS………………………………………………….62
3.4 ELABORACIÒN DEL DIAGNÒSTICO SITUACIONAL DE EMISIONES
ATMOSFERICAS EN EL SECTOR SIDERURGICO Y
METALMECANICO DEL PAIS………………………………………….62
3.5 COMPARACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LAS SIDERÚRGICAS Y
METALÚRGICAS SEGÚN LOS LIMITES MÁXIMOS DE EMISIÓN DE LA
PROPUESTA DE LA NUEVA NORMA Y LAS EMISIONES ACTUALES
DEL SECTOR SIDERÚRGICO Y METALÚRGICO…………………….63
3.6 CLASIFICACIÓN DE TECNOLOGÍAS PARA LAS INDUSTRIAS QUE NO
CUMPLEN CON LOS NUEVO REQUERIMIENTOS LEGALES……...63
3.7 DEFINICIÓN DE MEJORES ALTERNATIVAS DE CONTROL Y
RECONVERSIÓN DE TECNOLOGÍA…………………………………..64
3.8 ANÁLISIS DE COSTOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE NUEVOS..64
EQUIPOS DE CONTROL O RECONVERSIÓN DE TECNOLOGÍAS
3.9 INFORME FINAL………………………………………………………...64
4. GENERALIDADES DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA Y
METALURGICA…………………………………………………………...65
4.1 REVISION Y ANALISIS DE LA INFORMACION CONSULTADA………..66
4.2 ANALISIS DE LAS EMISIONES ATMOSFERICAS EN LAS INDUSTRIAS
SIDERURGICAS Y METALURGICAS A CARBON.................................66
4.2.1 Material Partículado………………………………………………...67
4.2.2 Óxidos de Azufre……………………………………………………68
4.2.3 Óxidos de Nitrógeno………………………………………………...69
4.3 ANALISIS DE LAS EMISIONES ATMOSFERICAS EN LAS INDUSTRIAS
SIDERURGICAS Y METALURGICAS QUE EMPLEAN ACPM-FUEL OIL
4.3.1 Material Partículado…………………………………………………70
4.3.2 Óxidos de Azufre…………………………………………………….71
4.3.3 Óxidos de Nitrógeno…………………………………………………72
4.4 ANALISIS DE LAS EMISIONES ATMOSFERICAS EN LAS INDUSTRIAS
SIDERURGICAS Y METALURGICAS A GAS NATURAL………………72
4.4.1 Material Partículado………………………………………………...73
4.4.2 Óxidos de Azufre……………………………………………………74
4.4.3 Óxidos de Nitrógeno………………………………………………..75
4.5 ANALISIS DE LAS EMISIONES ATMOSFERICAS EN LAS INDUSTRIAS
SIDERURGICAS Y METALURGICAS QUE EMPLEAN ENERGIA
ELECTRICA……………………………………………………………..75