El presente documento presenta información requerida por la legislación colombiana como requerimiento a un sistema productivo que tenga que ver con el tratamiento térmico de subproductos de animales, específicamente el sebo utilizado para la producción de jabón en barra de la empresa JABONES EL TIGRE Y LA ROCA.   

   Para la elaboración del estudio, se ha empleado una metodología de investigación evaluativa con el propósito de apreciar la efectividad del sistema de control de emisiones atmosféricas por absorción en agua tipo scrubber de la compañía.

J.E. Rincón¹, B.I. Delgado² y E.G. Pinilla³

1. Estudiante Decimo Semestre, Licenciatura Química, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de Ciencias y Educación. Sede Macarena B: Carrera 4 N° 26 B - 54 Laboratorio 5. Grupo de Investigación Química Ambiental. Bogotá, Colombia. jerincons@correo.udistrital.edu.co.
2. Docente de Planta, Licenciatura Química, Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Facultad de Ciencias y Educación. Sede Macarena B: Carrera 4 N° 26 B - 54 Laboratorio 5. Grupo de Investigación Química Ambiental. Bogotá, Colombia.
3. Gerente General, Jabones El Tigre y Roca S.A. Calle 53 #3 – 03 Zona Industrial Cazucá, Soacha, Cundinamarca, Colombia.

   Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.

   Editor académico: Carlos N Díaz.

   Calidad del contenido: Este artículo científico ha sido revisado por al menos dos revisores. Vea el comité científico aquí

   Cita:  C. A. Severi, J. Galvez y S. Vardaro, 2017, Formulacion de un plan de reduccion del impacto de olores ofensivos en el centro de acopio de materia prima de la industria jabonera, IV Conferencia Internacional sobres gestión de Olores y COVs en el Medio Ambiente, Valladolid, España, www.olores.org

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   ISBN: 978-84-697-7359-8

   Palabras claves:  Scrubber, Amoniaco, Ácido Sulfhídrico, Detector electroquímico, Factor de emisión, Coeficiente de reparto, AP-42.

Resumen

   El presente documento presenta información requerida por la legislación colombiana como requerimiento a un sistema productivo que tenga que ver con el tratamiento térmico de subproductos de animales, específicamente el sebo utilizado para la producción de jabón en barra de la empresa JABONES EL TIGRE Y LA ROCA S.A.

   Para la elaboración del estudio, se ha empleado una metodología de investigación evaluativa con el propósito de apreciar la efectividad del sistema de control de emisiones atmosféricas por absorción en agua tipo scrubber de la compañía.

   Inicialmente se identifican las obligaciones que impone la autoridad ambiental Internacional y Nacionalmente a través de los reglamentos definidos por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, seguido se desarrolla el diseño del Plan de Reducción del Impacto por olores Ofensivos en el orden requerido por la autoridad ambiental siendo este: primero presentar de la descripción de la actividad económica y del proceso productivo, donde se incluye descripción climática de la zona, teniendo en cuenta información de la estación meteorológica cercana al lugar de estudio, así como la limitación del problema generado por la actividad industrial en cuanto a la producción de Amoniaco y Ácido Sulfhídrico como olores ofensivos y los objetivos buscados con el presente proyecto.

   Segundo, se muestra la ubicación de la zonas generadoras de olor, seguido de la descripción de la adecuación hecha para la absorción en agua tipo scrubber realizada

   Tercero se muestran los resultados obtenidos de la caracterización de los gases por medio del uso de detectores electroquímicos antes y después del lavado, para estimar el factor de reparto, donde se tuvieron en cuenta condición climática y cantidad de producción, esto con el fin de estimar el factor de emisión del sistema scrubber teniendo en cuenta el AP 42 del EPA para este tipo de remediación en la industria jabonera.

   Cuarto se muestra el plan de contingencia a seguir, seguido de la comparación de los resultados con el Protocolo Para el Monitoreo, Control y Vigilancia de la Calidad del Aire de la Resolución 1541 de 2013 y Resolución 2087 de 2014.

1. Introducción

   Desde los años 70 se tiene registro del control de olores, como por ejemplo Holanda se emitió la norma NVN 2820 la cual describe un método de trabajo para determinar el umbral de olor y expresarlo como una concentración. En 1971 Japón emitió La Ley de Control de Olores Ofensivos la cual identifico a 22 compuestos como sustancias olorosas ofensivas y estableció valores límites para cada uno de ellos. En 1999 en Alemania se reglamentó la Guía Sobre el Olor VDI 3940, la cual señala dos métodos básicos para determinar la frecuencia de olor. La Unión Europea en el año 2003 estableció la ley EN 13725:2003 en la cual se relacionan las unidades de correlación de olor determinadas mediante una metodología sensorial, llamada olfatometría dinámica que determina la concentración de olor por medio de unidades de olor (UO).

   Una primera mención a los problemas generados por los olores en Colombia, se presenta hasta 1974 en la ley 2811, la cual en el artículo 34 parágrafo c, señala que se deben describir los medios adecuados para eliminar y controlar los focos productores del mal olor, pero la referencia específica acerca del control de olores se encuentra en la Ley 9 de 1979, estableciendo que la producción de olores, el arrastre de desechos y cualquier otro fenómeno que atente contra la salud de los moradores o la estética del lugar, deben estar regulado de manera permanente. El decreto 948 de 1995 define el Olor ofensivo como el olor, generado por sustancias o actividades industriales, comerciales o de servicio, que produce fastidio, aunque no cause daño a la salud humana, y la Sustancia de olor ofensivo como aquella sustancia que por sus propiedades organolépticas, composición y tiempo de exposición puede causar olores desagradables. En el año 2006 por medio de Resolución 601 el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, en el artículo 5 de tal resolución, estableció los umbrales para las principales sustancias generadoras de algún daño atmosférico, incluyendo los olores ofensivos.

   La resolución contempla el ácido sulfhídrico como una de las sustancias causantes de olor, con un límite máximo de detección de 0,006 ppm y el Amoniaco con un límite máximo de 0,005 ppm, los cuales deben ser reportados por nivel de inmisión diario, tomando como base el valor promedio de concentración en 24 horas. El Ministerio de Ambiente mediante la Resolución 1541 del 2013, estableció los niveles permisibles de emisión de olores, los procedimientos para la evaluación de quejas, generadas por olores ofensivos. Esta resolución también dictaminó los tiempos de seguimiento y los métodos utilizados para la remediación en cada industria. Para esto recomienda que las industrias elaboren el “Plan de Reducción del Impacto por Olores Ofensivos, PRIO.” En el año 2014 el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT) publicó el “Protocolo Para el Monitoreo, Control y Vigilancia de Olores Ofensivos”, el cual establece las variables de trabajo específicas o propias de cada industria, que se deben tener en cuenta, cuando se va a formular un PRIO.

   Dentro de la industria jabonera, el proceso de alistamiento de sebo, como materia prima para saponificación, incluye un tratamiento térmico, del cual emanan vapores, que de algún modo impacta a la comunidad aledaña, quienes junto con la alcaldía presentaron una queja ante la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR, por la percepción de malos olores. La Empresa en mención no es la única en la localidad y los olores pueden corresponder a una mezcla de gases y vapores generada por las emisiones de las diferentes industrias presentes en el sector. Por esto se cree que durante el alistamiento de sebo, por su composición proteica, genera gases y compuestos volátiles responsables de malos olores, que afectan a la comunidad y en general al ambiente, es por esto que un mecanismo de remediación puede ser lavador de gases tipo ciclón, que unido a un Plan de Reducción del Impacto de Olores Ofensivos permita el manejo efectivo de olores.

  Por esto es necesario Caracterizar y establecer las concentraciones de las sustancias emitidas responsables de olores en el Centro de Acopio de Materia Prima para saponificación de la empresa Jabones El Tigre y Roca S.A. Acondicionar el sistema de absorción de gases por medio del lavador tipo ciclón. Modelamiento de dispersión utilizando el software asistido SCREEN3.0 avalado por el EPA. Y Documentar el Plan de Reducción de Impacto de Olores Ofensivos, ante el ente ambiental, Corporación Ambiental de Cundinamarca – CAR.

2.Materiales y métodos

   2.1. Simular el direccionamiento de emisiones y cálculo de factor de emisión.

   Para la modelación de la emisión del centro de alistamiento de materia prima para jabón, se utiliza el software asistido de modelación matemática de dispersión de contaminantes SCREEN 3.0. Las variables a considerar en el modelamiento son la tasa de emisión de la fuente, diámetro y altura de la chimenea, velocidad del aire, temperatura del aire, temperatura ambiente, estados de humedad relativa y radiación solar, obtenido del centro de control meteorológico más cercano, alturas de receptores y distancias de los mismos con respecto al ducto de emisión. Es de tener en cuenta, que al igual que todos los modelos computacionales, es una representación de un fenómeno que sucede en la vida real, y por lo tanto posee imperfecciones o limitaciones sobre las cuales se ha construido.

   Esta simulación tiene como base determinar el factor de emisión correspondiente a la industria de jabón según el AP 42 del sistema de remedición adoptado por la empresa, siendo este el lavador tipo ciclón con un factor de 14lb/Ton, o un porcentaje de eficiencia de 85% , este factor de emisión facilita la estimación de las emisiones y en la mayoría de los casos, son valores promedios de datos disponibles y usualmente se asume que son representativos del promedio de una categoría de fuente de emisión.

   2.2 Caracterizar y establecer las concentraciones de las sustancias responsables de los malos olores

   Atendiendo el Protocolo para el monitoreo, control y vigilancia de olores ofensivos del Ministerio de Ambiente de 2014 la medición cuantitativa de olor se efectúa realizando mediciones a la entrada y salida del lavador de gases instalado en el Centro de Acopio de Materias primas de la empresa Jabones El Tigre y Roca S.A. Esta medición comprende la determinación de las concentraciones de Sulfuro de Hidrogeno H2S utilizando el equipo Gasman N, el cual es un medidor avalado por el EPA internacionalmente, con un rango de detección de 0 a 1000 ppm. Su funcionamiento se fundamenta en la interacción entre el ácido en mención con un electrodo.

   La concentración de amoniaco se obtiene usando el equipo Gasman – NH3 El cual posee certificación avalada por el Instituto de Meteorología, Hidrología y Estudios Ambientales (IDEAM). La medición se basa en una celda galvánica sujeta a la reacción involucrada entre el amoniaco y el detector presente en el mismo dispositivo.

   Estas mediciones se realizan en el tiempo de actividad del derretidero de sebo de la empresa Jabones El Tigre y Roca S.A. (De 2 a 6 de la tarde). Las mediciones se repiten durante 18 días. Teniendo en cuenta la cantidad a derretir, el tipo de embalaje y las condiciones de emisión y climáticas de la hora de muestreo.

   Se consideraran adicionalmente mediciones de condiciones meteorológicas como humedad relativa y temperatura ambiente por medio del termo- Higrómetro utilizado en el centro de acopio mencionado. También se considera tipo de sebo tratado y la cantidad del mismo para estimar el factor de emisión.

   2.3. Acondicionamiento del lavador de gases tipo scrubber

   En el sistema de lavado de gases que actualmente se encuentra instalado en la empresa, se evalúa y acondiciona los parámetros siguientes:

• Velocidad del aire: Se realizara usando Medidor de aire con sistema de cucharas PCE-A420 a la entrada y salida del sistema de lavado de gases.
• Temperatura de trabajo del sistema: Se realiza registrando los datos de temperatura por hora con el equipo Nubee 8380h, Pistola De Temperatura Infrarrojo.
• Humedad Relativa: Se mide la humedad relativa con un Termo-Higrómetro As837..

   2.4. Documentar el Plan de Reducción de Impacto de Olores Ofensivos

   Para documentar el PRIO para el centro de acopio y alistamiento de sebo como materia prima para saponificación, se tiene en cuenta la resolución 1541 del 12 de noviembre de 2013 publicada por el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de Colombia que comprende los aspectos siguientes:

• Localización y descripción de la actividad económica e industrial especificando el proceso de alistamiento de materia prima para saponificación.(resultados del presente proyecto)
• Elaboración de un plan de contingencia atendiendo criterios y documentación del sistema de gestión de calidad interno de la empresa.

3. Resultados y discusión

   Los resultados presentados atienden al orden y parámetros exigidos por la Resolución 1541 de 2013 y la Resolución 2087 de 2014.

   3.1. Descripción de la actividad económica y la actividad industrial

   Jabones el Tigre y Roca S.A., es una empresa familiar creada en el año 1968, identificada con NIT No 860024446-5, instalada en predio privado, localizado en el área industrial de Cazuca, AINCA, en el municipio de Soacha Cundinamarca, Colombia. Este predio limita al sur con un área densamente poblada e instituciones educativas. Es una organización dedicada a la fabricación, venta y distribución de jabones, crema lava loza y detergentes para uso doméstico. La figura 1 muestra la localización de la empresa, ubicada en departamento de Cundinamarca, en el municipio de Soacha en la dirección adscrita Calle 53 N° 3 - 03, entre las coordenadas geográficas 4°35’24 N y 74°11’24 E.

Figura 1. Ubicación del Departamento de Cundinamarca en la República de Colombia y de la empresa Jabones el Tigre y Roca S.A. dentro del municipio de Soacha

    La empresa Jabones el Tigre y Roca S.A., tiene como orden de recepción de materias primas el siguiente: Primero muestreo y pesado de vehículo contenedor. Segundo después de aprobación del departamento de Calidad descargue el centro de acopio respectivo. 3 inicio de proceso de alistamiento según directrices de la administración y propiedades de la materia prima respectiva. 4 aprovechamientos de la materia prima con condiciones óptimas de trabajo. La figura 2 presenta un esquema general de la empresa y el proceso descrito con anterioridad.

Figura 2. Plano de distribución de materias primas en el plano general de la empresa Jabones el Tigre y Roca S.A

   3.2. Descripción del sistema de remediación Instalado

   Jabones el Tigre y Roca S.A. para la producción de jabones en barra, identifica el proceso unitario de fundición de grasas (recuadro morado) como generador de residuos de característica volátil (olores ofensivos), conformados por una mezcla de gases y vapores, derivados del proceso de tratamiento de sebo, este es un material lipídico con gran cantidad de residuos proteicos y aminoácidos, fuentes de amoniaco y ácido sulfhídrico. El sebo, previo a la recepción en estado sólido y su clasificación según parámetros de calidad interno (acidez en %oleico, %peróxido, impurezas presentes, índice de saponificación) su procedencia (curtiembres, matadero) y sistema de embalaje (isotanques, canecas, bultos) entra al proceso de fundición para lo cual se utiliza vapor de agua.

   Para la Industria de Jabones y Detergentes, la Oficina de Planificación y Normas de Calidad del Aire de la EPA (por sus siglas en ingles de Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) establece factores de emisión de acuerdo al tipo de sistema de remediación utilizado por la industria, que en el caso de la compañía en mención, es un lavador de gases tipo ciclón , con un factor de emisión de 14lb/Ton y un porcentaje de eficiencia de 85% de acuerdo a lo establecido por esta oficina. La figura 3 representa el esquema del lavador de gases tipo ciclón.

Figura 3. Sistema de lavado tipo ciclón adoptado por la empresa Jabones el Tigre y Roca S.A

    El sistema de adecuamiento cuenta con diferentes equipos descritos en la tabla 1. Que contemplan la primera fase de remediación adoptada por la compañía como compromiso con el medio ambiente.

Tabla 1. Descripción de los equipos utilizados en la reducción de olores en el proceso de fundición

   3.3. Simulaciones para la chimenea del lavador

     3.3.1. Parámetros iniciales

   Atendiendo al factor de emisión, % de eficiencia y cantidad de producción, se estiman computacionalmente la emisión respectiva, siendo los parámetros introductorios los de la figura 4. Las distancias discretas y aquellas que representan las distancias con respecto a la fuente de emisión, La figura 5 y 6 muestran esto respectivamente. Finalmente se muestra la dispersión hecha por el software en las figuras 7 y 8 respectivamente.

Figura 4. Parámetros introducidos al simular la emisión de la chimenea del centro de alistamiento

Figura 5. Parámetros distancias a la altura de la fuente de emisión

Figura 6. Parámetros de distancias con respecto a la fuente de emisión

Figura 7. Resultados de estimación gaussiana

Figura 8. Resultados de estimación gaussiana

   En la tabla número 2, se ven las mediciones realizadas durante 18 días de una hora cada día, según lo estipulado en la normatividad colombiana, donde se ve que los valores de concentración de amoniaco y ácido sulfhídrico cumplen con lo requerido por la autoridad ambiental. Las figuras 9 Y 10 muestran la interpolación de los datos de la tabla 2 donde se
ven valores de significativa diferencia entre los proceso del sistema de lavado.

Tabla 2. Resultados de detección en la entrada y salida del lavador tipo ciclo adecuadio en la compañía

Figura 9. Interpelación de concentración de acido sulfhídrico por días de detección.

Figura 10. Interpelación de concentración de amoniaco por días de detección.

Conclusiones

   La concentración de emisión de amoniaco y ácido sulfhídrico, si disminuye con la adecuación realizada, lavador tipo ciclón, en el centro de acopio de la empresa Jabones El Tigre y Roca S.A. determinado por detectores electroquímicos avalados por la autoridad ambiental.

   La dispersión lograda por simulación matemática, deja ver que la mayor distancia afectada es a100 metros de la fuente de emisión a una altura de 30 metros, lugar donde efectivamente se aqueja la comunidad. 

   El factor de emisión tenido en cuenta del AP 42 para la industria de jabón es un sistema efectivo de cálculo para estimar que tanto afecta el proceso industrial en mención.
Se recomienda hacer un estudio iso cinetico del adecua miento técnico avalado por un organismo acreditado así como el uso de biocatalizadores que mejoren el proceso de absorción.

Referencias

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   Curihuentro, M. C. (2010). APLICACIÓN DEL MODELO ISC- AERMOD PARA LA ESTIMACIÓN DE DISPERSIÓN DE OLORES. CASO ESTUDIO: PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS LA FARFANA. Santiago de Chile: Universidad de Chile

   EPA (2004).User’s Guide for the AERMOD meteorological preprocessor (AERMET), North Carolina, November 2004.EPA-454/B-03-002.

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   Ministerio de Medio Ambiente. (2014). Resolucion 2087 de 2014. Colombia.

   Ministerio de Medio Ambiente. (2013). Resolucion 1541 de 2013. Colombia.

   U.S. Environmental Protection Agency, USER’S GUIDE FOR THE AMS/EPA REGULATORY MODEL – AERMOD, Office of Air Quality Planning and Standards, Emissions Monitoring and Analysis Division, Research Triangle Park, North Carolina 27711. EPA-454/B-03-001, September 2004.

   US Environmental Protection Agency (USEPA), 1995. User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion Model. Volume I. EPA-454/B-95-003a, USEPA, Research Triangle Park, NC 27711.

   Venkatram, A., 1980: Estimating the Monin-Obukhov length in the stable boundary layer for dispersion calculations. Bound.Layer Meteor., 19, 481-485.