Integración del Inventario Nacional de Emisiones y Liberaciones de Mercurio, 2015


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1 Integración del Inventario Nacional de Emisiones y Liberaciones de Mercurio, 2015 Informe Final 2017 Contaminación y salud ambiental Elaborado por: Nallely Angelita Torres Avilés No. de Contrato: INECC/RPADA- 006/2016 Preparado para la: Coordinación General de Contaminación y Salud Ambiental del INECC Periférico Sur, No. 5000, Col. Insurgentes/Cuicuilco, Del. Coyoacán, México, D.F. C.P Tel. +52 (55) Fax. +52 (55) Septiembre de 2017.

2 Tabla de contenido Glosario Resumen Ejecutivo Executive Summary Extracción y uso de combustibles/fuentes de energía Combustión de carbón en grandes centrales eléctricas (>300MW) Otros usos del carbón Aceites minerales extracción, refinación y uso Gas natural extracción, refinación y uso Energía a base de quema de biomasa y producción de calor Producción de energía geotérmica Producción primaria de metales Extracción primaria y procesamiento de mercurio Extracción de oro y plata con amalgamación de mercurio Extracción y procesamiento inicial del zinc Extracción y procesamiento inicial del cobre Extracción y procesamiento inicial de plomo Extracción y procesamiento inicial de oro por procesos distintos de la amalgamación de mercurio Extracción y procesamiento inicial de aluminio Extracción y procesamiento de otros metales no ferrosos Producción primaria de metales ferrosos Producción de otros minerales y materias con impurezas de mercurio Producción de cemento Producción de pulpa y papel Producción de cal y hornos de agregados ligeros Uso deliberado de mercurio en procesos industriales Producción de cloro-álcali Producción de VCM (monómeros de cloruro de vinilo) con cloruro de mercurico (HgCl 2) como catalizador Producción de acetaldehídos con sulfato de mercurio (Hg SO 4) como catalizador... 64

3 2.5 Productos de consumo con uso deliberado de mercurio Termómetros con mercurio Interruptores eléctricos y relevadores con mercurio Fuentes de luz con mercurio Pilas que contienen mercurio Poliuretano con catalizador de mercurio Biocidas y pesticidas Pinturas Productos farmacéuticos de uso humano y veterinario Cosméticos y productos relacionados Otros usos deliberados de productos/procesos Amalgamas dentales de mercurio Manómetros y medidores Químicos y equipos de laboratorio Disposición de desechos/rellenos sanitarios y tratamiento de aguas residuales Rellenos sanitarios/depósitos controlados Vertederos informales de desechos Factores de distribución Sistemas de tratamiento de aguas residuales Crematorios y cementerios Crematorios Cementerios Identificación de Sitios contaminados... 97

4 Glosario INECC INE PNUMA OMS CFE PEMEX SENER CAMIMEX EPA IQUISA CESUIS SAT AMEXPILAS ANAFAPYT h ton mg g Kg PJ Nm3 Mwe Pzas habs MCV HgCl 2 LFC MP PES FB DP Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático Instituto Nacional de Ecología Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente Organización Mundial de la Salud Comisión Federal de Electricidad Petróleos Mexicanos Secretaria de Energía Cámara Minera de México Environmental Protection Agency Industria Química del Istmo S.A DE C.V. Centro de Estudios Superiores del Estado de Sonora Servicio de Acción Tributaria Asociación Mexicana de Pilas Asociación Nacional de Fabricantes de Pinturas y Tintas Hora Toneladas Miligramos Gramos Kilogramos Petajoules Metros cúbicos normales Megavatios Piezas Habitantes Monómeros de Cloruro de vinilo Cloruro mercúrico Lámpara Fluorescente Compactas Material Patirculado Precipitadores Electrostáticos Filtros de bolsa Depurador de partículas

5 1.1 Resumen Ejecutivo Este inventario provee información acerca de las emisiones y liberaciones de mercurio en México que se llevan a cabo a partir de actividades, procesos y consumo de productos o bienes materiales con contenido de mercurio. La elaboración del inventario ha sido preparado con base a los lineamientos otorgados por el instrumental versión 1.3, Nivel 2, el cual permitió construir una base de conocimiento para identificar las fuentes de mercurio presentes en el país y así poder cuantificar las cantidades de mercurio emitidas o liberadas al ambiente. La metodología empleada para la elaboración del inventario implico la recolección de datos en un amplio rango de fuentes de mercurio que existen en México, junto análisis de la información y finalmente los cálculos para determinar las cantidades de mercurio que es movilizado o traído (entradas), así como las cantidades liberadas en las diferentes vías del medio ambiente como aire, agua, tierra y liberaciones en desechos o en productos (salidas). Los datos requeridos fueron obtenidos a través de fuentes de información públicas o en contacto directo con las partes involucradas del sector público y/privado. El año base de referencia para este inventario es 2015, y la información de ese año ha sido utilizada en la medida de lo posible. Dicha información fue analizada para obtener entrada y salidas de mercurio usando ya sea factores de entrada y de distribución nacionales disponibles o factores por defecto sugeridos por Naciones Unidas en el instrumental. Con la información recabada en este inventario se espera que ayude a tomar decisiones pertinentes que consideren posibles medidas de control sobre las liberaciones de mercurio que ocurren en el país. 1

6 1.2 Executive Summary This inventory provides information about emissions and releases of mercury in Mexico that are carried out from activities, processes and comsumption of mercury-containing materials or products. The inventory has been prepared generally in accordance with the guidance provided by UNEP Toolkit for identification and quantification of mercury reléases, version 1.3, Level 2, which aims to assist México to build a knowledge base that identifies the sources of mercury releases in the country and and thus be able to quantify the quantities of mercury emitted or released to the environment. The methodology used for the preparation of the inventory involves the collection of data on a wide range of mercury sources that exist in Mexico, together with information analysis and finally the calculations to determine the quantities of mercury that is mobilized or brought (inputs), as well as the quantities released in different ways of the environment such as air, water, land and releases into products or products (outputs) The required data were obtained through public information sources and in direct contact with the parties involved in the public and private sector. The reference year for this inventory is the 2015, and that year's information has been used to the extent possible. This information was analyzed to obtain input and outputs of mercury using either available national input and distribution factors or default factors suggested by the United Nations in toolkit. With the information gathered in this inventory is expected to help make decisions that consider possible control measures on mercury releases occurring in México. 2

7 2.1 Extracción y uso de combustibles/fuentes de energía Esta categoría se conforma de aquellas fuentes de emisión y liberación de mercurio a partir del uso de combustibles fósiles para generar energía. Las actividades identificadas en México que conforman a esta categoría se muestran en la siguiente Tabla 2.1 Tabla 2.1 Fuentes de liberaciones y emisiones de mercurio que conforman a la categoría "Extracción y uso de combustibles/fuentes de energía Subcategoría Nombre de la fuente Combustión de carbón en grandes centrales eléctricas Otros usos del carbón Aceites Mineralesextracción, refinación y uso Gas Naturalextracción, refinación y uso Energía por quema de Biomasa y generación de calor Producción de energía geotérmica Actividad de interés Liberaciones de mercurio durante la combustión de carbón empleado en la generación de energía eléctrica en grandes centrales eléctricas Liberaciones de mercurio durante la combustión del carbón empleado en la generación de calor en pequeñas instalaciones Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción, refinación y uso de crudo o petróleo Liberaciones de mercurio durante la extracción, refinación y uso de gas natural Liberaciones de mercurio durante la combustión de biomasa para obtener energía y producir calor principalmente quema de leña Liberaciones de mercurio proveniente de centrales de energía Principales vías de liberación de mercurio Aire Agua Tierra Producto Residuo geotérmica a partir del X aumento de temperatura en zonas con actividad geotérmica especial. FP =Enfoque de fuente puntual EG=Enfoque nacional/general X =Vías de liberación que se esperan sean dominantes en la subcategoría x = Otras vías de liberación a ser consideradas en función de la situación nacional y la fuente especifica Principal enfoque para el inventario X x x x X FP X x x x EG X X x x x EG/FP X X X x X EG/FP X x x x EG FP 3

8 2.1.1 Combustión de carbón en grandes centrales eléctricas (>300MW) Dentro de los principales combustibles fósiles empleados en la generación de electricidad se encuentra el carbón. El uso de este combustible en centrales eléctricas en México se remonta a finales del siglo XIX, época en la que se inicia la generación de energía eléctrica en el país (CFE, 2014). Actualmente, existen tres centrales carboeléctricas operadas por la CFE, dos de ellas localizadas en el estado de Coahuila y una en el estado de Guerrero (Tabla A). Tabla A Registro de centrales carboeléctricas en 2015 Nombre de la Número de Combustible central Ubicación1 planta empleado 1 termoeléctrica1 Unidades de generación 2 Capacidad de generación (MW)2 1 José López Portillo Nava, Coahuila Carbón 4 1,200 2 Carbón II Nava, Coahuila Carbón 4 1,400 3 Presidente Plutarco Elías Calles La Unión, Guerrero Carbón y combustóleo 7 2,778 Fuente: 1 CFE, 2016 y 2 SENER, El funcionamiento de una central carboeléctrica comienza desde de almacenamiento del carbón, el cual puede o no presentar un proceso de lavado para después ser llevado al molino y triturarlo a un polvo fino que permitirá la quema más rápido. Enseguida, el carbón en polvo es depositado en cámaras de combustión de calderas donde se quema a altas temperaturas. Los gases que se generan de la combustión y la energía calorífica producida convierten el agua de las calderas en vapor. El vapor producido se hace pasar a alta presión a una turbina, que a su vez acciona un generador eléctrico. La electricidad generada es transformada en voltios en subestaciones y trasformadores para después conducida hasta los centros de consumo a través de líneas de transmisión (Diagrama 2.1.1) (World Coal Institute, 2017). Si bien la mayoría de los combustibles fósiles contienen cantidades de mercurio, el carbón es uno de los elementos que se le atribuye las mayores concentraciones de este metal. La gran parte del mercurio presente en el carbón es liberada en forma gaseosa durante el proceso de combustión. Sin embargo, uno de los principales factores en las emisiones de mercurio en carboelécticas es el proceso de lavado previo que se le dé al carbón, ya que en este pretratamiento se retira la mayor parte del contenido de mercurio. Además, otro de los factores importantes serán los sistemas de control de emisiones con los que cuenten las centrales eléctricas (PNUMA, 2015). 4

9 Suministro de carbón Chimenea Electricidad Caldera Turbina de vapor Pulverizado r/ Molino Generado r Subestación/ Transformador Depósito de Purificación de agua Condensado r Diagrama Generación de energía eléctrica a partir de la combustión de carbón (Elaboración propia a partir del diagrama publicado en World Coal Institute, 2017). Tasa de actividad Para fines de este inventario la tasa de actividad que se maneja en esta categoría corresponde a las cantidades de carbón que entran a combustión en grandes centrales termoeléctricas. En 2015, la generación de energía por parte de las centrales carboeléctricas fue de 36,600 Gigawatts hora, es decir, el 19.5% del total de energía producida en todas las centrales eléctricas operadas por CFE (171,984 Gigawatts hora), lo cual implicó el empleo total de 15,712,520 toneladas de carbón (SENER,2016;2017). Factor de entrada El tipo de carbón adquirido por CFE para la generación de electricidad en 2015 fue de tipo sub-bituminoso. la región de Sabinas en el estado de Coahuila (CFE, 2016a; CFE, 2016b), mientras que en la central bón que se emplea es importado. El carbón utilizado en 2015 en esta última central provino de Estados Unidos (40%), Australia (56%) y Colombia (4%) (CFE, 2016a). obtiene un factor de entrada de mercurio nacional de 0.15g por tonelada de carbón 1, el cual se empleará en este inventario para el cálculo de la estimación de entrada de mercurio en la combustión de carbón en centrales eléctricas. La conc de mercurio Factores de Distribución Las centrales carboeléctricas operadas por CFE reportan que no se realiza un prelavado del carbón y que todas las unidades en operación cuentan con PES como tecnología para el control de emisiones atmosféricas (CFE, 2016a). Por tal motivo, se emplearon los factores de distribución correspondientes a la 1 El factor de entrada que se emplea se toma solo a partir de datos de carbón nacional ya que no se cuenta con datos del contenido de mercurio en carbón de importación (INECC, 2017). 5

10 combustión de carbón sub-bituminoso y a la presencia de sistemas de control de partículas PES (PNUMA, 2015), tal y como se indican en la tabla B. Tabla B Factores de distribución empleados en la combustión de carbón en centrales carboeléctricas Combustión de carbón sub-bituminoso Control de MP simples simple : PES Fuente: PNUMA, 2015 Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Desechos Generales Tratamiento/Dispo sición por sector Resultados y discusión El cálculo estimado de entrada de mercurio para la combustión de carbón en centrales eléctricas se calculó a partir de la tasa de actividad 2015 y el factor de entrada nacional se muestra en la tabla C. Tabla C Cálculo de la entrada de mercurio en el tratamiento de aguas residuales Factor de entrada (g de mercurio /ton) [min-max] Tasa de actividad (ton/año) Entrada de mercurio (kg de mercurio /año) [min-max] ,712, Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de SNER, 2016 y INECC, 2017 Las emisiones de mercurio para esta subcategoría se muestran en la tabla D. Las emisiones fueron de tanto en aire y de tanto en sector Tabla D Emisiones de mercurio durante la combustión de carbón en centrales eléctricas Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) 2,357 Escenario de salida Combustión de carbón subbituminoso. Control de partículas simples simple : PES Aire Agua Suelo Cálculo de salida de mercurio, (Kg/año) Producto s Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector 2,

11 Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA,2015 y datos de CFE, 2016a; SENER, 2016a. Con un total de entrada de mercurio de 2,357 Kg de mercurio, similar a la que se presentó en 2004 (INE, 2008), las emisiones de mercurio más altas por parte de centrales carboeléctricas se dan a la atmosfera (2,960 Kg en 2004 y 2,120 Kg en 2015). Referencias: CFE CFE y la electricidad en México [En línea]. México, Disponible en: < /CFEylaelectricidadMexico.aspx> Consultado en: Marzo, CFE. 2016a. Información enviada a la Coordinación del proyecto. Hoja de cálculo para la subcategoría con datos 2015 y Solicitud de comentarios de factores de entrada y distribución propuestos por PNUMA (doc.). Oficio CGT-00005/2016 enviado el 20 de Julio de CFE. 2016b. Cumplimiento del contrato CFE-0001-CAAAA para la adquisición de carbón mineral con destino a las Centrales Termoeléctricas José López Portillo y Carbón 11, convocado por la CFE (inf.). Testigos Sociales, CFE [En línea]. México. Disponible en: < Consultado en Marzo INE chivo en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp SENER Perfil de mercado del carbón. (inf). SENER, Coordinación General de Mineria. [En línea]. México. pp Disponible en : < Consultado en: Mayo SENER Balance Nacional de Energía (Inf.) Dirección General de Planeación e Información Energéticas. [En Línea]. México: SENER. pp 33-37, 50, 87. Disponible en: < 15.pdf> Consultado en Marzo, 2017 SENER Datos de las principales centrales de CFE en operación [En línea]. México. Disponible en: < Consultado en Abril

12 PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. World Coal Institute Coal and electricity [En Linea]. Londres, Reino Unido. Disponible en: < Consultado en Abril, Otros usos del carbón No solo en centrales eléctricas del país se usa como combustible el carbón, también en plantas pequeñas de combustión con capacidades térmicas inferiores a los 300MW es consumido. Según el informe del INECC, la producción total de carbón mineral proveniente del estado de Coahuila en 2015 fue de 12,016,075 toneladas. De esta producción, el 51.1% representó al carbón no coquizable o térmico, mientras que el 48.9% al carbón coquizable (SENER, 2016). El carbón coquizable es enviado a hornos o coquizadoras en donde se somete a altas temperaturas para después convertirlo en coque de carbón o carbón metalúrgico que es consumido principalmente en el sector siderúrgico. Por otro lado, como se mencionó en la subcategoría anterior, cierta cantidad de carbón térmico o no coquizable es destinado al consumo en centrales eléctricas, mientras que otra parte es consumida en diferentes sectores industriales (Diagrama 2.1.2) (INECC, 2017; SENER, 2015). Carbón mineral Carbón coquizable 40.7% A Coquizadoras y hornos Producción de coque de carbón Consumo en sector siderúrgico (12,016,025 Tons) Carbón no coquizable (térmico) A consumo en centrales electricas 60.3% A consumo final en otras industrias Diagrama Balance de carbón,2015 (Elaboración propia a partir del Diagrama 3. Balance de carbón 2015 en Balance Nacional de Energía, 2015 de SENER, 2016) 8

13 Se sabe que los procesos de producción de coque de carbón, así como la quema de carbón térmico en pequeñas instalaciones de combustión industrial y en quema doméstica propician las emisiones y liberaciones de mercurio al ambiente, ya que al igual que en centrales eléctricas, los insumos de carbón empleado presentan cantidades trazas de mercurio (PNUMA, 2015). Tasa actividad Producción de coque de carbón Datos del Balance Nacional de Energía 2015 indican que la producción final total de coque de carbón obtenido en coquizadoras y hornos fue de 1,795,880 toneladas (SENER, 2016). Esta cantidad es tomada como la tasa de actividad para esta sección. No especifica si el carbón presenta algún tipo de tratamiento antes de su combustión Combustión de carbón La tasa de actividad que se emplea para esta sección corresponde a la cantidad de carbón consumido en otras instalaciones diferentes a centrales eléctricas. Dicho consumo reportado en el Balance de Energía 2015 fue de 3,661,666 toneladas, siendo el sector industrial el único consumidor de este combustible en Los datos reportados en el Balance indican un consumo del 7.6% en la industria cementera y del 92.4%, tales como la industria de la fabricación de pulpa y papel, así como industrias relacionadas con la fabricación de sistemas de bombeo y de gases industriales (SENER, 2016; SEMARNAT,2017). Cabe mencionar que en los datos del consumo de carbón del Balance de Energía no se describe el tipo de carbón y si este presenta algún pre-tratamiento de lavado antes de su combustión en las industrias mencionadas. Factores de entrada Producción de coque de carbón En ausencia de datos a acerca de las concentraciones de mercurio en coque de carbón producido, el factor de entrada que se emplea para la producción de coque de carbón es el valor que por defecto se reporta en el instrumental, el cual es de 0.15 g de mercurio por tonelada de coque de carbón producido (PNUMA, 2015). Combustión de carbón Como factor de entrada empleado para la combustión de carbón en otras centrales distintas a las eléctricas, se tomó el factor de entrada nacional de mercurio reportado por INECC, Este dato corresponde a 0.15 g de mercurio por tonelada de carbón que es consumido. 2 Los tipos de consumo de carbón y la conversión de datos reportados en Balance de Energía 2015 (SERNER, 2016), se muestran en el Anexo 1 9

14 Factores de distribución En cuanto a la producción de coque de carbón se desconoce el escenario de emisiones de mercurio en este proceso. Sin embargo, se sabe que el mercurio contenido en el carbón designado a la producción de coque de carbón es liberado a la atmosfera (PNUMA, 2015). Por otra parte, con base a la información obtenida de INECC, 2017, la mayoría del carbón nacional que se consume en el país es de tipo sub bituminoso. Además, debido a que los sistemas de control de emisiones son diversos entre industrias, para estimar la salida de mercurio en el proceso de combustión de carbón se tomaron los factores de distribución que se presentan en el escenario donde se asume que la mayoría de las industrias cuentan con sistemas de control simples nivel 1. Por lo anterior, los factores de distribución empleados en esta subcategoría se indican en la tabla A Tabla A Factores de distribución empleados para la producción de coque de carbón y la combustión de carbón en otras industrias distintas a las eléctricas. Producción de coque de carbón Combustión de carbón sub bituminoso Nivel 1: Control de partículas simples simple : PES Fuente: PNUMA, 2015 Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos 1 Desechos Generales Tratamiento/Dispo sición por sector Resultados y Discusión Los datos necesarios para el cálculo estimado de entrada de mercurio se presentan en la siguiente tabla: Tabla B Entrada de mercurio en la producción de coque de carbón y la combustión de carbón en otras industrias distintas a las eléctricas. Factor de entrada Entrada de mercurio Tasa de actividad (g de mercurio /ton) (kg de mercurio /año) (ton/año) [min-max] [min-max] Producción de coque ,795,880 de carbón [ ] [90-898] Combustión de carbón ,661, Sub bituminoso Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA y datos obtenidos de SENER, 2016 y INECC,

15 Los resultados presentados en la tabla C muestran que en el caso de la producción de coque de carbón, el 100% del mercurio de entrada es liberado a la atmosfera (269Kg). A pesar de que en el reporte 2004 se tomó la misma vía de emisión de mercurio en el proceso de producción de coque de carbón, la cantidad estimada de mercurio emitida para ese año fue de 810 Kg (INE, 2008), es decir, más del doble de lo emitido en Por otra parte el estimado de emisión de 494 Kg de mercurio a la atmosfera a partir de la combustión de carbón en industrias resulta ser mayor que la liberación en residuos propios del sector (55Kg). En comparación, en el reporte 2004 no presenta un estimado de las emisiones y liberaciones de mercurio para el escenario de combustión de carbón en industrias distintas a las centrales eléctricas. Tabla C Emisiones y liberaciones de mercurio para la producción de coque de carbón y combustión de carbón en otras industrias distintas a las eléctricas. Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) [min-max] 269 [90-898] 549 Escenario de salida Producción de coque de carbón Combustión de carbón sub bituminoso Nivel 1: Control de partículas simples simple : PES Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) [min-max] Aire Agua Suelo Productos 269 [90-898] Desechos generales Sector específico de tratamiento / Disposición Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de SENER, 2016 Referencias INE. en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp. 71 y 72. INECC. -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp

16 PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. SENER. 2016a. Balance Nacional de Energía (Inf.) Dirección General de Planeación e Información Energéticas. [En Línea]. México: SENER. pp 33-37, 50, 87. Disponible en: < 15.pdf> Consultado en Marzo, Aceites minerales extracción, refinación y uso- principalmente hidrocarburos insolubles en agua. Al igual que en otros combustibles fósiles, el petróleo presenta concentraciones de mercurio y otros metales pesados. La extracción y el procesamiento del petróleo, así como el uso de sus derivados emiten cantidades importante de mercurio al ambiente (PNUMA, 2015). La producción del petroleó comienza a partir del interior de la tierra de donde se extrae el aceite de petróleo. Debido a la ubicación geográfica del país, México se encuentra entre los países que cuentan con una amplia reserva de yacimientos petrolíferos. El beneficio de estos yacimientos en el país comenzó hace más de tres siglos; actualmente, la industria petrolera representa uno de los principales recursos económicos nacionales (Industria Petrolera Mexicana, 2013). En este sentido, una de las instituciones clave en el país encargada de la exploración, explotación refinación, almacenamiento, distribución y comercialización de productos petrolíferos y petroquímicos es Petróleos PEMEX (PEMEX, 2016a). Una vez extraído, el crudo es tratado con productos químicos y calor para eliminar agua, elementos sólidos y gas natural. A continuación, para poder aprovechar el petróleo de la mejor manera, este es sometido al proceso de refinación. En refinerías operadas por PEMEX, el petróleo extraído y también el que es importado son sometidos a destilaciones y tratamientos que permiten obtener combustibles y muchos otros productos que satisfacen las necesidades de la sociedad. Las fracciones obtenidas en refinación son: gasolinas, querosenos, naftas, gasóleos ligeros, gasóleos pesados y otros residuos. Los productos obtenidos reciben tratamientos adicionales en plantas de complejos petroquímicos de PEMEX donde se originan mercancías que se comercializan en el mercado como la gasolina automotriz, diesel, combustóleo, turbosina y coque de petróleo, entre otros (PEMEX, 2014). Debido a volúmenes menores de petrolíferos producidos, principalmente gasolinas y diesel, en 2015 se tuvo que recurrir a importaciones adicionales de estos combustibles, para garantizar el suministro en el mercado nacional (PEMEX, 2016a). En la tabla A se muestran los productos obtenidos de la refinación y sus usos. Tabla A. Productos obtenidos de la refinación de petróleo. Fracciones obtenidas del proceso de refinación Productos petrolíferos comerciales Tipo Uso Butanos y más ligeros Gas licuado (GLP) Combustible Doméstico e Industrial Gasolinas Gasolinas Combustible Industria automotriz Naftas Gas nafta Solvente Industrial 12

17 Querosenos Turbosina Combustible especial Aviación Gasóleos ligeros Diesel Combustible Industria automotriz Gasóleos pesados Residuos Fuente: PEMEX,2014 Parafinas, Producto químico Industrial Combustóleo Combustible especial Industrial Coque de petróleo Asfalto Pavimentación e impermeabilización Asfaltos Asfalto Pavimentación e impermeabilización Es importante mencionar que, debido a la gran cantidad de impurezas como azufre y metales pesados presentes en el crudo y sus derivados, en los procesos de extracción, refinación y combustión de productos derivados del petróleo existe una liberación de impurezas como el mercurio al aire o incluso a otras matrices ambientales. La cantidad de mercurio y matriz ambiental de liberación dependerá de los procesos y equipo de reducción de emisiones con el que se cuente (PNUMA, 2015). Tasa de actividad Extracción Como dato de tasa de actividad se tomó la cantidad de crudo total extraído en Las plantas de PEMEX reportan una extracción total de 117,119,342 toneladas de petróleo. El tipo de crudo extraído y la ubicación de los activos donde se realiza la extracción se muestra en la tabla B. Tabla B Extracción de crudo por región en 2015 Región Ubicación Tipo de crudo extraído Crudo extraído (Toneladas) Región Marina Noreste Aguas territoriales Pesado y ligero 60,019,747 Región Marina Suroeste Aguas territoriales Pesado, ligero y súper ligero 31,603,976 Región Sur Región Norte Fuente: PEMEX, 2016b Refinación Veracruz Tabasco Chiapas Tamaulipas Veracruz Golfo de México Pesado, ligero y súper ligero 19,618,840 Pesado y ligero 5,876,778 Total: 117,119,342 En 2015, las seis refinerías que conforman el Sistema Nacional de Refinación de PEMEX reportaron una cantidad total de 55,719,172 toneladas de crudo pesado y ligero procesado. Esta cantidad se usó como tasa de actividad para la refinación de petróleo (tabla C). Tabla C Procesamiento de petróleo crudo en refinerías de PEMEX,

18 No. de Planta Ubicación Petróleo crudo refinado (Toneladas) 1 Ciudad Madero, Tamaulipas 6,918,407 2 Minatitlán, Veracruz 8,093,799 3 Salina Cruz, Oaxaca 12,768,890 4 Salamanca, Guanajuato 7,969,180 5 Cadereyta de Jiménez, Nuevo León 8,167,461 6 Tula de Allende, Hidalgo 11,801,435 Fuente: PEMEX,2016b Total: 55,719,173 Uso Las tasas de actividad para el uso o consumo según el tipo de producto petrolífero se muestran en la tabla D. Estas cantidades corresponden a los consumos que se tienen en los principales sectores económicos, tal y como se reporta en el Balance de Energía, (SENER, 2016). Cabe señalar que para 2015 en el Balance de Energía, no se reporta consumo no energético de aceites pesados como coque de petróleo y/o combustóleo. Tabla D Consumo nacional de productos petrolíferos, 2015 Derivados de petróleo Uso de aceites pesados en instalaciones de combustión (coque de petróleo y combustóleo) Tasa de actividad -Consumo- (ton)* 12,795,041 Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en transporte y otros usos 51,696,924 distintos a la combustión Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en calefacción residencial sin 9, 821,076 sistemas de control Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en otras instalaciones de 4,462,960 combustión * Se hicieron las conversiones pertinentes para obtener el consumo en toneladas a partir de datos en unidades de energía que se reportan en el Balance Nacional de Energía, Los factores de conversión empleados se indican en el Anexo 1. Fuente: SENER, 2016 Factores de entrada 3 Los detalles de la obtención de datos a partir Balance de Energía, 2015 (SENER, 2016) para el consumo de productos petrolíferos en los principales sectores económicos se muestran en el Anexo 1. 14

19 Debido a la ausencia de datos sobre la cantidad de mercurio presente en el crudo extraído y refinado, así como en productos derivados del petróleo, se acordó con el sector interesado, en emplear los factores de entrada indicados en la tabla E (PNUMA, 2015). Tabla E Factores de entrada de mercurio para petróleo y productos derivados Factor de entrada de mercurio empleado (mg de mercurio/ton) Petróleo crudo 3.4 Combustóleo y coque de petróleo en 20 Destilados ligeros e intermedios (Gasolinas y 2 Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP ) Fuente: PNUMA, 2015 Factores de distribución Extracción /Refinación Por ausencia de datos sobre liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y refinación de crudo, la estimación del cálculo de emisiones de mercurio en estos procesos se hizo empleando los factores de distribución que recomienda que se indican en la tabla G (PNUMA, 2015). Uso Para el cálculo de emisiones y liberaciones de mercurio por consumo de aceites pesados y de productos petrolíferos ligeros e intermedios se emplearon los factores de distribución que se muestran en la tabla F. En la etapa de uso de combustibles, la selección de los escenarios para los factores de distribución se hizo en base a los sistemas de control de emisiones que se asume que tiene las instalaciones de combustión de los sectores de interés. Por lo tanto, se cuenta con dos escenarios en esta etapa: aquel escenario para instalaciones sin control de emisiones y otro en donde se cuenta con sistemas de control simple para MP usando PES o depuradores. 15

20 Tabla F Factores de distribución de salida mercurio para petróleo y productos derivados Fase del ciclo de vida Factores de distribución, porción de las entradas mercurio Aire Agua Suelo Productos Desechos Generales Tratamiento/Disposición por sector Extracción 0.2 Refinación Uso (se emplea la fracción de mercurio de entrada en productos del petróleo Usos sin control de emisiones 1 Instalaciones de combustión con control de MP usando PES o depuradores Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y Discusión Los datos necesarios para la estimación del cálculo de entrada de mercurio en las diferentes etapas del ciclo de vida del petróleo y sus derivados se muestran en la tabla G. Tabla G Cálculo de la entrada de mercurio en las diferentes etapas del ciclo de vida del petróleo y sus derivados Etapa del ciclo de vida Extracción Refinación Uso de aceites pesados en instalaciones de combustión (coque de petróleo y combustóleo) Uso de combustibles ligeros e intermedios en transporte y otros usos distintos a la combustión Uso de combustibles ligeros e intermedios en calefacción residencial sin sistemas de control Factor de entrada (mg de mercurio /ton) [min-max] 3.4 [1-66] 3.4 [1-66] 20 [10-100] 2 [1-10] 2 [1-10] Tasa de actividad (ton/año) 117,119,342 55,719,173 12,795,041 51,696,924 9, 821,076 Entrada de mercurio (kg de mercurio /año) [min-max] 398 [117-7,729] 189 [55-3,667] 256 [128-1,279] 103 [51-517] 20 [9.8-98] 16

21 Uso de combustibles ligeros e intermedios 2 9 en otras 4,462,960 [1-10] [4.4-44] instalaciones de combustión Fuente: Elaboración propia a partir de datos de PNUMA, 2015 y datos obtenidos de PEMEX,2016b; SENER, Extracción/Refinación De acuerdo a los resultados de esta categoría, la extracción y refinación de crudo son los procesos que principalmente emiten y liberan cantidades importantes de mercurio al agua y al aire. A diferencia del reporte de 2004 (INE, 2008), en donde la cantidad total de entrada de mercurio en el proceso de extracción del crudo (5,407 Kg) es liberado en su totalidad al producto y no a vías ambientales, en este inventario 2015 se reporta un estimado de 79 Kg de mercurio liberados al agua, medio en el cual se lleva a cabo el proceso de extracción. Por otra parte, los resultados obtenidos en el presente inventario indican que la mayor parte del mercurio de entrada en el proceso de refinación del crudo es emitida al aire y liberada en desechos propios del sector (47Kg en cada vía). Cabe mencionar que esta fase del procesamiento del petróleo no es considerada en los resultados de Uso Los resultados presentados en la tabla H para esta fase indican que en 2015 el consumo de aceites pesados (combustóleo y coque de petróleo) en instalaciones de combustión emite una mayor cantidad de mercurio (230 Kg) que en aquellas instalaciones donde se consume combustibles ligeros e intermedios sin sistemas de control, tal y como en los sectores de transporte (103 Kg) y residencial (103 Kg) e incluso en instalaciones de combustión industrial (20 Kg). Con respecto a lo anterior, en 2004 las estimaciones de emisiones y liberaciones de mercurio para el consumo de aceites en los sectores de interés se presentan por debajo de las calculadas en el presente inventario. Esto puede deberse a que las tasas de actividad reportadas para ese año fueron más bajas que las reportadas en Aunado a eso, las emisiones y liberaciones de mercurio en 2004 fueron atribuidas en su totalidad a la vía atmosférica sin considerar la presencia de sistemas de control de emisiones con los que pudieran contar las instalaciones de combustión (INE, 2008). 17

22 Tabla H Emisiones de mercurio en la extracción/refinación de petróleo y uso de productos petrolíferos Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) [min-max] 398 [117-7,729] 189 [55-3,667] Escenario de salidas (según corresponda) Extracción Refinación Aire 47 [14-916] Cálculo de salida de mercurio, Kg/año Agua 79.6 [23.4-1,545] 1.8 [0.55-3,358] Suel o Producto s Uso de combustibles pesados en instalaciones de combustión con [115- [128-1,279] sistemas de 1,143] control de MP usando PES o depuradores Uso de combustibles en ligeros en transporte y otros [51- [51-517] usos distintos a la 517] combustión sin control de emisiones Uso de combustibles ligeros en calefacción [9.8- [9.8-98] residencial sin 98] control de emisiones Uso de combustibles ligeros en otras instalaciones de 8 9 combustión con [3.9- [4.4-44] sistemas de 39.6] control de MP usando PES o depuradores Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de PEMEX, 2016b ; SENER, Desechos generales 25 [13-114] 0.9 [ ] Tratamiento /Disposición por sector 47 [14-916] 18

23 Referencias Industria petrolera Historia de la Industria Petrolera en la República Mexicana [En línea]. México, Disponible en: < Consultado en: Abril 2017 INE en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp. 82 y 83 PEMEX Glosario de Términos Usados en la Industria Petrolera [En línea]. Base de Datos Institucional. México. Disponible en: < Consultado en: Abril 2017 PEMEX. 2016a. Informe Anual (Inf.). [En línea]. México: PEMEX. pp Disponible en: < Anual/Informe_Anual_2015.pdf> Consultado en : Abril, 2017 PEMEX. 2016b. Información enviada a la coordinación del proyecto. Hoja de cálculo para las categorías de Toolkit; Aceites minerales, Gas natural, Producción de monómeros de cloruro de vinilo, y la Producción de acetaldehídos (doc.). Oficio DCPCD-SDSSSTPA del 20 de Julio de 2016 PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. SENER Balance Nacional de Energía (Inf.) Dirección General de Planeación e Información Energéticas. [En Línea]. México: SENER. pp 33-37, 50, 87. Disponible en: < 15.pdf> Consultado en : Abril, Gas natural extracción, refinación y uso- Además del crudo y sus derivados, PEMEX se encarga de extraer, procesar, transportar y comercializar gas natural en el país. El gas natural es una mezcla de hidrocarburos simples compuesta por metano y otros hidrocarburos más pesados que se encuentra en estado gaseoso, en condiciones ambientales normales de presión y temperatura. El proceso productivo del gas natural comienza con la extracción similar que se aplica en la explotación de petróleo crudo en yacimientos petrolíferos, en donde el gas natural puede encontrarse asociado o no 19

24 asociado al crudo. Una vez que el gas natural es extraído de los yacimientos, antes de ser transportado para su uso comercial, es necesario que el gas reciba el tratamiento o de limpieza o refinación, que permita reducir las cantidades de impurezas como el ácido sulfhídrico, mercaptanos, bióxido de carbono, vapor de agua y otras. - LGNs- (etano, propano, butano metano y pequeñas cantidades de etano. El gas seco que se obtiene es utilizado como combustible en los sectores energéticos y como materia prima en la industria petroquímica (SENER, 2017). Fuentes: Procesamiento o limpieza (Etapa 1): Procesamiento o limpieza (Etapa 2): Productos: Consumo: Yacimientos de Petróleo crudo asociado a gas Yacimiento de gas no asociado Endulzamiento (separación de azufre) Producción de gas seco Recuperación y fraccionamiento de LGNs Obtención de gas seco Etano, propano y butano Gas seco Energético Sector eléctrico Sector Industrial Industria del petróleo Sector doméstico y comercial Materia prima Industria petroquímica Diagrama Procesos industriales de producción, procesamiento y consumo de gas natural. Fuente: Elaboración propia a partir de SENER, 2017 Se sabe que el gas natural contiene cantidades de mercurio como impurezas, las cuales son liberadas en los procesos de extracción y limpieza. Además, durante el proceso de combustión también son liberadas ciertas cantidades de mercurio provenientes del consumo de gas natural con previa limpieza o de gas seco (gas calidad consumo) (PNUMA, 2015). Tasas de actividad Extracción/Refinación Con base en la información otorgada por PEMEX, existen 4 plantas que se dedican al proceso de extracción de gas natural (PEMEX, 2016a). Para 2015, la tasa de actividad para la extracción y/o refinación de gas natural reportada en Balance de energía fue de 68,590,487,970 Nm 3 (SENER, 2016) Uso Por otra parte, para fines de este inventario, la cantidad que se reporta en el Balance de Energía 2015 a cerca del consumo de gas natural y de gas seco fue tomada como la tasa de activida as 6). En dicho 20

25 Balance se reporta un consumo total de gas natural crudo de 7,722,836,631 Nm 3 y de 64,664,293,694 Nm 3 para el consumo final de gas seco 4. Factores de entrada Los factores de entrada de mercurio empleados en esta sub categoría en las diferentes calidades de gas natural son de 100 µg de mercurio por Nm 3 de gas natural previa limpieza y de 0.22 µg de mercurio por Nm 3 de gas calidad consumo (PNUMA, 2015) Factores de distribución De acuerdo con la información de PEMEX, 2016a sobre los sistemas de control de las plantas de refinación de gas natural, los factores de distribución empleados para la estimación de emisiones y liberaciones en este inventario son los que se muestran en la siguiente tabla A (PNUMA, 201. Tabla A Factores de distribución de salida mercurio para para la extracción, procesamiento y uso del gas natural Fase del ciclo de Factores de distribución, porción de las entradas mercurio vida Desechos Tratamiento/Disposición Aire Agua Suelo Productos Generales por sector Extracción y procesamiento sin remoción de mercurio Combustión/uso Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y discusión Con base en los datos de tasas de activad y factores de entrada en la tabla B se muestra el cálculo estimado de entrada de mercurio para procesos de extracción y consumo de gas natural. 4 Los detalles de la obtención de datos a partir Balance de Energía, 2015 (SENER, 2016) para el consumo de los tipos de Gas natural en los se muestran en el Anexo 1 21

26 Tabla B Cálculo de la entrada de mercurio para la extracción/refinación y uso de gas a natural Factor de entrada Entrada de mercurio (µg de mercurio Tasa de actividad Etapa del ciclo de vida (kg de mercurio /año) /Nm 3 ) ( Nm 3 /año) [min-max] [min-max] Extracción/Refinació 100 6,859 n 68,590,487,970 [2-200] [137-13,718] Uso de gas previa limpieza 100 [2-200] 7,722,836, [15-1,545] Uso de gas calidad consumo (entubado) Fuente: Elaboración propia a partir de datos de PNUMA, 2015 y datos obtenidos SENER, En 2015, la mayor parte del mercurio liberado por la extracción o refinación de gas natural se va a productos (3,430 Kg), es decir, que en el gas previa limpieza o gas calidad consumo se tendrá la mayoría de mercurio resultante del procesamiento del gas natural. En este sentido, la cantidad de mercurio presente en estos dos tipos calidades de gas natural se estarán emitiendo en su totalidad a la atmosfera en los procesos de combustión (772 Kg en uso de gas previa limpieza y 14Kg en el uso de gas calidad consumo). A diferencia del actual inventario, en 2004 se reporta solo la liberación atmosférica del mercurio por consumo de gas natural sin considerar la etapa de la extracción/refinación de este combustible. Además, el resultado emisiones en general, fue menor con respecto a lo que se emitió en Esto, al igual que con petróleo y sus derivados puede deberse que las tasas de actividad empleadas fueron más bajas que las reportadas en el presente inventario. Tabla C Emisiones y liberaciones de mercurio en los procesos de extracción/refinación y uso de gas a natural Entrada de Cálculo de salida de mercurio, Kg/año Escenario mercurio por de salidas escenario (Kg (cuando de sea mercurio/año) relevante) [min-max] 6,859 [137-13,718] 772 Extracción y procesamie nto sin remoción de mercurio- Uso de gas 0.22 [ ] Aire Agua Suelo Productos 1,372 [0,027-2,744] 772 1,372 [0,02 7-2,744 ] 64,664,293,694 3,430 [0,069-6,859] Desechos generales 0,686 [0,014-1,372] 14 [2-26] Tratamient o/disposici ón por sector 22

27 [15-1,545] previa limpieza 14 [2-26] Uso de gas calidad consumo (entubado) [15-1,545] 14 [2-26] Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de SENER, 2016; PEMEX 2016a Referencias: I (inf.) [Archivo en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp PEMEX. 2016a. Información enviada a la coordinación del proyecto. Hoja de cálculo para las categorías de Toolkit; Aceites minerales, Gas natural, Producción de monómeros de cloruro de vinilo, y la Producción de acetaldehídos (doc.). Oficio DCPCD-SDSSSTPA del 20 de Julio de PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. SENER Balance Nacional de Energía (Inf.) Dirección General de Planeación e Información Energéticas. [En Línea]. México: SENER. pp 33-37, 50, 87. Disponible en: < 015.pdf> Consultado en Mayo 2017 SENER Gas natural y petroquímica (inf.). Dirección general de Gas Natural y Petroquímica, Información general de Gas Natural. [En línea]. México: SENER. pp Disponible en: < > Consultado en: Mayo Energía a base de quema de biomasa y producción de calor Dentro de las fuentes renovables de energía a partir de proceso naturales se encuentra el uso de biomasa. El uso de esta fuente de energía puede aprovecharse en el sector eléctrico, industrial y doméstico. En México, los principales materiales que se emplean como biomasa son: el bagazo de caña y la leña. En el país se reporta que el consumo de biomasa aporta el 5.7% del consumo total energético. Con respecto a esto, la generación de energía por consumo de bagazo de caña y leña disminuyo en 2015 ( PJ) un 1 % en comparación la generación en 2014 ( PJ) (SENER, 2016). Existen diversas maneras o tecnologías para producir calor o energía a partir de biomasa. Las tecnologías varían desde estufas rurales hasta plantas modernas de generación como las centrales eléctricas o 23

28 industrias como la azucarera en donde emplean la producción de bagazo de caña para su autoconsumo (SENER, 2016). El 89% de la población rural en México (25 millones de personas) generan calor a partir de laleña, principalmente para la cocción de alimentos y como combustible en pequeñas industrias como adrilleras, panaderías, tortillerías, entre otras (SENER, 2012). La combustión o que de biomasa genera gran cantidad de contaminantes al ambiente. En particular se sabe que se emiten cantidades de CO2, hidrocarburos aromáticos policiclicos, óxido nitroso, monóxido de carbono y otros como el mercurio (INE,2003). Se sabe que las emisiones de mercurio por parte de la quema de biomasa provienen a partir de las concentraciones de este metal en la materia quemada. Sin embargo, son pocos estudios que muestran emisiones de mercurio por quema de biomasa, lo que podría explicarse en gran medida a la falta de datos sobre las concentraciones de este metal en vegetación (PNUMA, 2015). Tasa de actividad Para la estimación de emisiones y liberaciones de mercurio por la quema de biomasa se empleará como tasa de actividad la cantidad total de biomasa que es quemada en el país. De acuerdo con información del Balance de Energía el consumo total de biomasa en 2015 fue de 32,454,093 toneladas, lo que represento un 29% al consumo de bagazo de caña y un 70.3% al consumo de leña. Factor de entrada Debido a la dificultad de obtener datos sobre la concentración de mercurio en el bagazo de caña y leña que se consume a nivel nacional, en este inventario se tomaran la cantidad de 0.03 g de mercurio por tonelada de biomasa que entra a combustión. Factores de distribución Por el momento no se cuenta con factores de distribución naciones de la salida de mercurio por combustión de biomasa, por lo tanto, se emplearon los factores de distribución que se consideran en la tabla A. Tabla A Factores de distribución de salida mercurio para la quema de biomasa Fase del ciclo de Factores de distribución, porción de las entradas mercurio vida Desechos Tratamiento/Disposición Aire Agua Suelo Productos Generales por sector Combustión/uso 1 Fuente: PNUMA,

29 Resultados y Discusión El estimado del cálculo de entrada de mercurio por la quema de biomasa y los datos necesarios para su obtención se muestran en la tabla B Tabla B Cálculo de la entrada de mercurio para la combustión de biomasa Etapa del ciclo de vida Factor de entrada (g de mercurio /ton) [min-max] Combustión/uso 0.03 [ ] Tasa de actividad ( toneladas) 32,454,093 Entrada de mercurio (kg de mercurio /año) [min-max] Fuente: Elaboración propia a partir de datos de PNUMA, 2015 y datos obtenidos SENER, [227-2,272] De acuerdo a los resultados mostrados en la tabla C, las emisiones de mercurio de 974 Kg se dan en su totalidad a la atmosfera. Con respecto al reporte de 2004 (INE, 2008), la emisión total atmosférica por parte de la combustión de biomasa (79 Kg de mercurio) se presenta por debajo de la estimación calculada para Lo anterior puede deberse a que para la tasa de actividad de biomasa 2004 se aplicó un factor de entrada de mercurio de g de mercurio por tonelada de biomasa, es decir un factor de entrada menor al que se usó en el presente inventario. Tabla C Emisiones y liberaciones de mercurio en la combustión de biomasa. Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) [min-max] Escenario de salida Cálculo de salida de mercurio, Kg/año Aire Agua Suelo Productos Desechos generales Tratamient o/disposici ón por sector 974 [227-2,272] Combustió n/uso 974 [227-2,272] Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de SENER, 2016; PEMEX 2016a Referencias INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio,

30 SENER Prospectiva de Energías Renovables (Inf.) [En linea]. México. SENER. pp. 99 y 100. Disponible en: < s_ pdf> Consultado en: Junio, 2017 SENER Balance Nacional de Energía (Inf.) Dirección General de Planeación e Información Energéticas. [En Línea]. México: SENER. pp 33-37, 50, 87. Disponible en: < 015.pdf> Consultado en Mayo Producción de energía geotérmica La energía geotérmica es un tipo de energía renovable que se relaciona con el calor generado en el interior de la tierra y en sitios con alta actividad volcánica, esta fuente de calor se ubica a profundidades someras de algunos kilómetros. Para que exista un yacimiento geotérmico, además dela fuente de calor, se debe alojar agua en rocas permeables y confinarse por una capa sello superior que evita que la energía se disipe hacia la superficie. Para la extracción de este tipo de energía contenida en el agua, se perforan pozos mediante los cuales se transporta el agua y vapor hasta la superficie. Esta mezcla se conduce hacia la planta geotérmica pasado primero por una filtración de salmuera. El vapor continua hacia turbinas para efectuar la conversión de energía térmica a energía eléctrica. Después de la turbina, el vapor se condesa y se emplea como reposición de agua a las torres de enfriamiento (SENER, 2017). En las plantas de generación se llevan a cabo emisiones y liberaciones de mercurio a causa de la movilización de este metal presente en el subsuelo en condiciones naturales. El mercurio es liberado principalmente a la atmosfera y posiblemente a otros medios a partir a través de las torres de enfriamiento y los gases evacuados del condensador (PNUMA). En México aún no se cuenta con datos referentes a la cantidad de mercurio emitido en los gases de los condensadores de las plantas de generación. Sin embargo, si se tiene datos a cerca de cantidad de energía producida por este tipo de actividad. Según datos del Balance de Energía, en 2015 se produjeron 37,141,000 Mwe/h, cantidad de energía que aumento en un 3.6% con respecto a lo reportado en 2014 (36,077,780 Mwe/h) (SENER, 2016). Con respecto a lo anterior, Naciones Unidas tampoco indica factores de entrada ni de distribución para esta subcategoría (PNUMA, 2015). En este sentido, hasta el momento no podemos determinar la cantidad emitida de mercurio por parte de la producción de energía geotérmica. No obstante, no se puede omitir la importancia de esta actividad debido a que también es considerada fuente importante de emisiones de mercurio al ambiente. Referencias: SENER Glosario del Inventario Nacional de Energías Renovables. [En línea]. México. Disponible en: < Consultado en : Agosto, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. 26

31 Anexo 1 - Para la obtención de datos requeridos en las sub categorías indicadas en este anexo, se revisó en Balance de Energía 2015 la información conveniente para cada tipo de combustible con respecto a la cantidad producida y/o consumida en los sectores económicos involucrados. A continuación, se presenta los detalles de los valores extraídos del Balance de Energía y su conversión a unidades de masa para cada una de las subcategorías de interés. Dato requerido por Toolkti,(PNUMA, 2015) Producción de Coque de carbón Combustión de carbón industrial (distintas a eléctricas) Uso de coque de petróleo y combustóleo en instalaciones de combustión Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en transporte y otros usos distintos a la combustión Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en calefacción residencial sin sistemas de control Uso de Gasolinas y Naftas, Diesel, Querosenos y Gas LP (GLP) en otras instalaciones de combustión Información obtenida a partir de Balance de Energía 2015 (SENER, 2016) Producción de carbón en coquizadoras Consumo total de carbón industrial En todos los sectores: Consumo propio + Consumo en Transformación + Consumo final Consumo ferroviario, automovilístico, aéreo, marítimo+ Consumo no energético Consumo residencial y público+ Consumo agropecuario+ Consumo comercial+ Consumo industrial + Consumo en centrales eléctricas+ Consumo propio Dato de Balance de Energía Conversión Cantidad total Unidad Cantidad total Unidad Petajoules/año 1,795,880 ton/año Petajoules/año 3,661,666 ton/año Petajoules/año 12,795,041 ton/año 2, Petajoules/año 51,696,924 ton/año Petajoules/año 9, 821,076 ton/año Petajoules/año 4,461,960 ton/año Extracción- Refinación de Gas Producción de Gas Natural 2, Petajoules/año 68,590,487, Nm3/año 27

32 Natural Uso de Gas Natural crudo Uso de Gas Natural entubado (calidad consumo) Biomasa quemada para la producción de energía y calor Producción de energía geotérmica Consumo propio del sector Petajoules/año 7,722,836, Nm3/año Consumo de gas seco + (Demanda de gas seco Recirculaciones) Consumo de bagazo de caña + Consumo de leña 2, Petajoules/año 64,664,293, Nm3/año Petajoules/año 32,454, ton/año Producción de geoenergía Petajoules/año 37,141,000 MW/h Para mayor información acerca del consumo por sector económico, revisar los datos de la página del Sistema de Información Estadística de SENER: Producción primaria de metales Esta categoría se conforma de aquellas fuentes de emisión y liberación de mercurio a partir de la extracción o procesamiento de algunos metales de importancia. Las actividades identificadas en México que conforman a esta categoría se muestran en la siguiente Tabla 2.2 Tabla 2.2 Fuentes de liberaciones y emisiones de mercurio que conforman a la categoría "Producción Subcategoría Nombre de la fuente Extracción primaria y procesamiento de mercurio Extracción de oro y plata con proceso de amalgamación de mercurio Extracción y procesamiento inicial de zinc Extracción y procesamiento inicial de cobre Actividad de interés Liberaciones de mercurio durante la extracción y procesamiento de mercurio Liberaciones de mercurio durante la extracción y procesamiento de oro y plata con amalgamación de mercurio Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de zinc Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de cobre Principales vías de liberación de mercurio Aire Agua Tierra Producto Residuo Principal enfoque para el inventario X X X X X FP X X X EG X X X X X FP X X X X X FP 28

33 2.2.5 Extracción y procesamiento inicial de plomo Extracción y procesamiento inicial de oro por procesos distintos de la amalgamación de mercurio Extracción y procesamiento inicial de aluminio Extracción y procesamiento de otros metales no ferrosos Producción primaria metales ferrosos de Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de plomo Liberaciones de mercurio durante la extracción y procesamiento de oro y plata sin amalgamación de mercurio Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de Aluminio Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de metales no ferrosos Liberaciones de mercurio en los procesos de extracción y procesamiento de metales ferrosos FP =Enfoque de fuente puntual EG=Enfoque nacional/general X =Vías de liberación que se esperan sean dominantes en la subcategoría x = Otras vías de liberación a ser consideradas en función de la situación nacional y la fuente especifica Extracción primaria y procesamiento de mercurio En la naturaleza la principal fuente de mercurio es el mineral cinabrio (sulfuro de mercurio). Raramente se encuentra libre en su estado líquido. El método más común para la obtención de mercurio a partir de su mena mineral es por calcinación; triturando el cinabrio (contenido en mercurio: 86.2%) y posteriormente calentándolo en un horno a unos 700 C en una corriente de aire, para conseguir su descomposición para después enfrían los vapores y así obtener el mercurio metálico líquido por condensación. En México, el mineral mercurio es concesible, es decir que, de acuerdo a la ley minera, solo puede ser explotado con permiso o concesión otorgada por SENER. A partir del año 1995 en el país no se reporta producción de mercurio, en caso de existir alguna producción, esta podría provenir de la minería primaria del mercurio a pequeña escala o de manera informal. X X X X X FP X X X X X FP X x FP X X X X FP X La principal región productora de mercurio en México se encuentra en la Sierra Gorda de Querétaro, en la región central de la Sierra Madre Oriental. Existen dos áreas mercuriales importantes en la Sierra Gorda. Estas son las de San Joaquín y Plazuela-Bucareli, cada una de ellas teniendo varias minas anteriormente productoras. Además de la Sierra Gorda, existen otros depósitos de menor importancia en los estados de 29 FP

34 Durango, San Luis Potosí, Jalisco, Zacatecas y Guerrero (INECC, 2017). Se sabe que la explotación del mercurio se ha convertido en un proceso artesanal en donde los mineros extraen el metal de minas abandonadas de manera clandestina. (INECC, 2017). Las principales fuentes de emisiones y liberaciones de mercurio por minería primaria de mercurio se deben a la generación de desechos durante el proceso de producción o extracción y las emisiones al aire que existen cuando el mineral es sometido a grandes temperaturas en hornos traspatio de los mineros que se dedican a esta actividad (INECC, 2017; PNUMA, 2015). Tasa de actividad La tasa de actividad que se maneja es la estimación de toneladas de mercurio producidas al año (INECC, 2017). Factor de entrada Como factor de entrada se emplea la cantidad de 1,030 Kg de mercurio por tonelada de mineral mercurio producido (PNUMA, 2015). Factores de distribución Los factores de distribución de la salida de mercurio en el proceso de extracción primaria de mercurio se muestran en la siguiente tabla. Tabla A Factores de distribución de salida mercurio por extracción primaria y procesamiento de mercurio Extracción primaria y procesamiento de mercurio Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Desechos Tratamiento/Disposición Aire Agua Suelo Productos Generales por sector Resultados y Discusión La cantidad estimada de entrada de mercurio en 2015 por la actividad de minería primaria de mercurio fue de 105, 286 Kg (intervalo de 104, ,308 Kg). Contrario a lo obtenido en este inventario, por falta de información acerca de la producción, en el reporte de 2004 no se presentaron resultados de la cantidad de mercurio de entrada y por consiguiente tampoco de emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la actividad minera de mercurio (INE, 2008). En la tabla B se muestran las emisiones y liberaciones de mercurio por el proceso de extracción primaria de mercurio en Las emisiones y liberaciones de mercurio en 2015 por el proceso de extracción y procesamiento de este metal fueron de 767, 189 y 2,116 Kg al aire, agua y suelo, respectivamente. La liberación más grande de mercurio se presentó al suelo, ya que como es de esperarse, es el medio en donde se lleva a cabo la mayor parte de la actividad minera. 30

35 Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio por extracción primaria y procesamiento de mercurio Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año ) [min-max] Escenario Distribución salida de mercurio, Kg/año Aire Agua Suelo Producto s 105, 286 Extracción primaria y ,116 [104,264- procesamien [761- [177- [2, ,308] to de 776] 180] 2,138] mercurio Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de INECC, Desechos generales Tratamient o/disposici ón por sector Referencias INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 3, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción de oro y plata con amalgamación de mercurio Se le llama amalgama a una aleación entre el mercurio y otro metal, que puede ser, oro, plata, estaño, cobre, entre otros. La amalgamación de mercurio para la extracción de metales preciosos como el oro es una técnica antigua que en México se ha usado desde siglo XVI. Hoy en dúa la amalgamación sigue siendo utilizada en escala reducida por la pequeña minera artesanal del oro, especialmente. Las primordiales razones por las que el método de amalgamación con mercurio se sigue empleando en este tipo de minera son: facilidad de uso, economicidad, y accesibilidad. 31

36 La mayoría de los depósitos de oro y plata en la República Mexicana se encuentran en la Sierra Madre Occidental. De acuerdo con información obtenida por el INECC en 2017, se identificaron un número importante de localidades, zonas y municipios comprendidos de un total de 12 Estados de los cuales se tiene referencias documentadas, sobre la actividad del tipo de artesanal de oro y plata. Los Estados ubicados con información sobre la actividad antes mencionada son: Sonora, Chihuahua, Durango, Nayarit, Jalisco, Michoacán, Guerrero, Oaxaca, Baja California, Coahuila, Zacatecas y Estado de México (INECC, 2017). Existen dos tipos de beneficio artesanal de oro; el obtenido de placeres y el obtenido de la minería artesanal propiamente dicha. En el primer caso, se procesan los sedimentos acarreados por ríos y arroyos, en zonas ya plenamente identificadas como portadoras de pequeñas cantidades de oro (placeres). Estos sedimentos son procesados gravimétricamente y cribados con diferentes mallas para obtener pequeños frag tratadas con mercurio para amalgamar y recuperar el polvo fino de oro que puedan contener. En el segundo caso; el gambusino o minero artesanal obtiene pequeñas cargas de mineral, en botes o costales, que él mismo extrae de pequeñas obras mineras. Estas cargas de material pueden contener fragmentos de roca de distintos tamaños, mismos que pueden ser reducidos manualmente a esquirlas y fracciones de hasta media pulgada. Posteriormente, este material es molido en molinos rudimentarios, en donde se lleva a cabo el proceso de amalgamación con mercurio. En la tauna se añade aproximadamente una cantidad de mercurio 10 veces superior a la cantidad de oro que se supone contiene la carga de mineral en proceso. Al final del proceso de amalgamación, se recupera la mezcla del mercurio y amalgama del fondo de la tauna y se exprime en un material filtrante, que puede ser de lona u otra tela gruesa y resistente, para masa de amalgama de oro-mercurio. El minero artesanal recupera la mayor parte del mercurio no amalgamado para reutilizarlo posteriormente, aunque inevitablemente, una pequeña porción no determinada de este, puede desecharse en los jales. Finalmente, la masa de amalgama resultante, se quema, en un crisol (que puede ser una cuchara metálica) o al soplete, para separar y vaporizar el mercurio, dejando como producto final una pequeña cantidad de oro casi puro. Muy poco de estos mineros implementa algún sistema de retorta para condensar y recuperar los vapores de mercurio liberados (INECC, 2017). Las emisiones y liberaciones de mercurio se dan directamente al aire, agua, sedimentos y suelos a partir de la actividad minera. En la mayoría de los casos, si no se emplea el uso de retortas, el mercurio evaporado se pierde como emisión al aire y parte es respirado por las personas participantes en el proceso. El mercurio que se queda en las áreas de extracción, lo que puede ocasionar liberaciones futuras en los suelos, sedimentos, pasos de agua y aire (PNUMA, 2015). Tasa de actividad La tasa de actividad que se maneja en este inventario es de 18,715 Kg de oro producido al año empleando la técnica de amalgamación con mercurio (INECC, 2017). Factor de entrada 32

37 El factor de entrada propuesto para esta actividad proviene de la estimación del consumo de mercurio empleado en concentrados del mineral. La cantidad empleada fue de 2 Kg de mercurio por cada Kg de oro producido (INECC, 2017). Factores de distribución De acuerdo a la información de INECC, 2017, el escenario de distribución que se maneja para la producción de oro con amalgamación de mercurio se muestra en la siguiente tabla. Tabla A Factores de distribución de salida mercurio por extracción de oro con amalgamación de mercurio Extracción de oro a partir de concentrados, sin el uso de retorta Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y Discusión Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Desechos Tratamiento/Disposición Aire Agua Suelo Productos Generales por sector Para 2015, la cantidad estimada de mercurio de entrada en el proceso de extracción de oro con amalgamación de mercurio fue de 37,430 Kg/año. Al igual que en la subcategoría anterior, por falta de información acerca de la producción de oro con amalgamación de mercurio, en 2004 no se reportaron resultados de la entrada de mercurio ni de sus liberaciones y/o emisiones al ambiente (INE, 2008). Las emisiones y liberaciones de mercurio en 2015 se muestran en la tabla B. Tabla B Emisiones y liberaciones en la extracción de oro con amalgamación de mercurio Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) Escenario Distribución salida de mercurio, Kg/año Aire Agua Suelo Productos Extracción de oro a 37,430 partir de concentrado s, sin el uso de retorta 28,072 4,865 4,491 Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de INECC, 2017 Desechos generales Tratamient o/disposici ón por sector 33

38 Con base al escenario del proceso de extracción y producción de oro con amalgamación de mercurio sin el uso de retortas, la cantidad de 28,072 Kg de mercurio fue la emisión más alta presentada en dicha actividad. Aunado a esto, se llevaron a cabo liberaciones al agua y a suelo con cantidades similares entre sí de 4,865 y 4,491 Kg de mercurio, respectivamente. Referencias INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en: Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción y procesamiento inicial del zinc El zinc es un metal asociado con óxidos, sulfuros o carbonatos. Durante la extracción y procesamiento del zinc se liberan considerables cantidades de mercurio, principalmente si la mena explotada proviene de menas sulfuradas, las cuales contienen cantidades traza de mercurio. El método de producción de este metal varía dependiendo de la naturaleza de la mena en que se localice y de la tecnología disponible en la planta; esta se puede sintetizar en las siguientes etapas generales que comprenden las entradas y salidas de mercurio: 1.- Concentrado de menas de zinc: Se juntan los minerales para acondicionarse y entrar al proceso de producción. 2.- Oxidación: Se puede llevar a cabo por tostado en hornos de lecho fluido o sinterización. En esta etapa se generan residuos como vapor de agua y gases de combustión que son purificados para la eliminación de gases tóxicos y la obtención de productos secundarios como ácido sulfúrico. 3.-Lixiviación: Se realiza en 2 etapas, lixiviación neutra donde la disolución se envía a la siguiente etapa y los residuos insolubles que pasan a una segunda lixiviación, esta vez acida, en donde se genera una disolución que sigue en el proceso y sólidos residuales como plomo, calcio y sílice que se filtran y se disponen como residuos finales. En esta etapa del proceso ya no ocurren liberaciones de Mercurio toda vez que este metal se transporta con la corriente gaseosa resultante de la tostación. 4.- Purificación: Aquí añadiendo polvo de zinc, se fuerza la precipitación de las impurezas y se eliminan sólidos como cobre, cadmio o cobalto. 34

39 5.-Producción: se puede realizar por procesos térmicos o electrolíticos, este último el más común, utiliza una corriente eléctrica que permite la formación de zinc metálico. 6.- Refinación: Finalmente el zinc metálico se funde en hornos de inducción y se le confiere la presentación requerida para su comercio (EPA, 1994). Para el periodo que comprende del 2010 a 2015, son tres las entidades federativas que aportaron el 73.24% de la producción minera, en primer lugar, Zacatecas con 43.69% del volumen producido, seguido de Chihuahua con el 18.53% y en tercer lugar Durango (INECC, 2017). La producción total de Zinc en 2015 fue de 454,626 toneladas, lo que represento una obtención de 694,544 toneladas de concentrados metálicos de Zn (INEGI, 2017). Las menas para la extracción de zinc pueden contener cantidades traza de mercurio. Por tal motivo, en el proceso de extracción de zinc a partir de la mena pueden ocurrir liberaciones de mercurio. A menos q ue el mercurio sea capturado por tecnología diseñada para ello, grandes cantidades de mercurio pueden liberarse al ambiente. Además del ambiente, si se lleva a cabo producción de ácido sulfúrico, parte de la entrada de mercurio puede seguir esta coproducción en concentraciones traza (PNUMA, 2015). Tasa de Actividad Se desconoce la tasa de actividad para operaciones de minería y concentración de las menas que son empleadas en la obtención de concentrados de zinc. Por tal motivo, en el presente inventario no se tienen estimaciones de la entrada de mercurio en dicha etapa del proceso de la extracción de zinc. La tasa de actividad 2015 empleada para la producción de zinc a partir de concentrados fue de 694,544 toneladas/año (INEGI, 2017). Factor de entrada Como factor de entrada se usó la cantidad de 2.7 gr de mercurio por tonelada de concentrado de zinc (CAMIMEX, 2016). Factores de distribución Para fines de este inventario, los factores de distribución de mercurio empleados se indican en la tabla A (PNUMA, 2015) 35

40 Tabla A Factores de Distribución de mercurio en el procesamiento de zinc a partir de concentrados Dispositivos de reducción de emisiones Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Hornos con sistemas de lavado de gases y plantas de ácido Fuente: PNUMA, Resultados y Discusión El cálculo estimado de la entrada de mercurio en la extracción y procesamiento del zinc para 2015 fue de 1,875 Kg. Dicha cantidad de entrada de mercurio se encuentra por debajo de la estimada para 2004, la cual fue de 25,240 Kg (INE, 2008). Esto puede deberse a que el factor de entrada empleado para ese año fue más alto (de g de mercurio por tonelada de concentrado de zinc) que el utilizado en el presente inventario. Las emisiones y liberaciones de mercurio en la actividad minera de zinc, se muestran en la tabla B Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio en el procesamiento de zinc Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercuri/año) Escenario de salida Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Aire Agua Suelo Hornos con sistemas de 1,875 lavado de gases y plantas de ácido Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de INEGI, 2017; CAMIMEX, En 2015, del total del mercurio de entrada (1,875Kg), la proporción más grande de mercurio de 862 Kg es liberada en los desechos propios del sector que son destinados a confinamiento. Debido a la existencia de plantas de ácido relacionadas con la producción de zinc, se presentan liberaciones de 787 Kg de mercurio en el producto, en este caso ácido sulfúrico. Por último, también se presentan emisiones al aire y liberaciones al agua de 187 y 37 Kg de mercurio, respectivamente. Producto s Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector 36

41 Debido a que se emplearon factores de distribución distintos a lo manejados para 2015 (10% al Aire, 30% al Suelo, 30% al Producto y el 30% restante al Sistema de Tratamiento y/o Disposición), la distribución de las salidas de mercurio por parte de la producción de zinc en 2004 se presentó de manera diferente (INE, 2008). Referencias CAMIMEX Información enviada a la Coordinación del proyecto. Comentarios a factores del inventario de emisiones y liberaciones de mercurio en la producción metalúrgica de zinc, cobre, plomo y oro, (doc.) [Archivo de Word]. Enviado en: Noviembre del EPA Extraction and Beneficiation of Ores and Minerlas, Lead and Zinc. (doc. tec). [En línea]. Washintong, DC. Disponible en: < Consultado en: Agosto, 2017 INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 13 INEGI. Estadística Mensual de la Industria Minerometalúrgica [En línea]. México. Disponible en: < 020> Consultado en: Julio, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción y procesamiento inicial del cobre El cobre es un metal no ferroso de color rojizo empleado principalmente en la conducción de calor y electricidad. La extracción y beneficio del mineral de cobre, conjuntamente con la fundición, refinación y laminación, forman parte de una cadena de producción orientada a la elaboración de productos para la industria eléctrica y la electrónica (INECC, 2017). De la misma manera que el zinc, las menas de cobre, en especial las sulfuradas contienen cantidades traza de mercurio. Durante el proceso de extracción y refinación de cobre se liberan y emiten cantidades de mercurio que pueden seguir corrientes gaseosas o flujos de procesos líquidos dependiendo de la tecnología que se emplee. 37

42 El proceso de producción general consiste en los siguientes pasos: 1.- Producción de concentrados a partir de menas crudas: Después de que el mineral ha sido extraído, se tritura y se muele seguido de una concentración por procesos como la flotación. 2.- Fundición: En esta etapa los concentrados son sometidos a altas temperaturas en hornos que la mayoría no aplican el proceso previo de sinterización/tostación y solo se aplica un secado. Dentro del proceso de fundición se emplea la operación de conversión, en donde se lleva a cabo la oxidación del hierro y azufre de concentrado fundido. 3. Refinación: A diferencia del proceso de producción de Zn, este es un paso posterior a la conversión en donde se separan impurezas como el hierro, azufre y otras impurezas metálicas como el Plomo, Arsénico, Zinc, entre otros. 4.- Moldeado: Por último, se lleva acabo el enfriamiento del cobre con la finalidad de obtener moldeado de este metal (EPA, 2017). En el periodo de seis años de 2010 a 2015, las entidades federativas que más aportaron a la producción minera nacional en conjunto fueron: Sonora, Zacatecas, San Luis Potosí y Chihuahua (INECC, 2017). En 2015 se reporta una producción de total de cobre de 485,528 toneladas, lo que implico el uso de 607,926 toneladas de concentrados de este metal (INEGI, 2017). Se sabe que además de las liberaciones de mercurio en las etapas de secado o tostación (si se lleva acabo) y fundición en hornos, de existir plantas ácidas incluidas en el procesamiento de cobre, cierta cantidad de mercurio será liberará en la producción de ácido sulfúrico (PNUMA, 2015). Tasa de actividad Se desconoce la tasa de actividad para operaciones de minería y concentración de las menas que son empleadas en la obtención de concentrados de cobre. Por tal motivo, en el presente inventario no se tienen estimaciones de la entrada de mercurio en dicha etapa del proceso de la extracción de cobre. La tasa de actividad 2015 empleada para la producción de cobre a partir de concentrados fue de 607,926 toneladas/año (INEGI, 2017). Factor de entrada Como dato de factor de entrada se tomará la cantidad de 30g de mercurio por tonelada de concentrado de cobre (PNUMA, 2015). Factores de distribución Los factores de distribución empleados para este inventario por parte de la producción de cobre se muestran en la siguiente tabla. 38

43 Tabla A Factores de Distribución de mercurio en el procesamiento de cobre a partir de concentrados Dispositivos de reducción de emisiones Hornos con sistemas de lavado de gases y planta de ácido Fuente: PNUMA, 2015 Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Resultados y Discusión La estimación del total de entrada de mercurio en el proceso de producción de cobre para 2015 fue de 18,238 Kg (con un intervalo de 6,079-60,792 Kg). Esta cantidad se encuentra por encima de la cifra reportada para 2004, que fue de 7,310 Kg. La explicación de esta diferencia en la entrada de mercurio se debe a que en 2004 se empleó como factor de entrada el valor de 3.87 g de mercurio/ton, cantidad menor a la que se usó para el actual inventario (INEE, 2008). Los resultados referentes a las emisiones y liberaciones de mercurio en 2015 por parte de la minería de cobre se muestran en la tabla B Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio en el procesamiento de cobre. Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) [min-max] Escenario de salida Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Aire Agua Suelo Productos Hornos con sistemas de 1, ,659 18,237 lavado de [60.7- [12- [273- [607-60,792] gases y 6,079] 1,215] 27,356] planta de ácido Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de INEGI, 2017 Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector 8,389 [279-27,964] Las emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la actividad de producción de cobre a partir de concentrados fueron de 364, 1823, 7659 y 8,389 Kg en aire, agua, producto y disposición de residuos propios del sector, respectivamente. En esta última vía dedicada al confinamiento propio de residuos se contiene la mayor parte de mercurio liberado. Al igual que para la producción de zinc, las liberaciones y emisiones de mercurio en 2004 por minería de cobre se distribuyeron de manera distinta a los resultados mostrados en el presente inventario. La 39

44 diferencia radica en que los factores de distribución empleados para ese año fueron distintos (10% al Aire, 30% al Suelo, 30% al Producto y el 30% restante al Sistema de Tratamiento y/o Disposición) (INE, 2008). Referencias EPA TENORM: Copper Mining and Production Wastes. [En línea]. México. Disponible en: < Consultado en : Agosto, 2017 INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 21 INEGI Estadística Mensual de la Industria Minerometalúrgica [En línea]. México. Disponible en: < 020> Consultado en: Julio, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción y procesamiento inicial de plomo El plomo es un metal maleable asociado principalmente con los sulfuros. Cuenta con diversas aplicaciones industriales. La extracción de este metal no ferroso se hace a partir de menas sulfuras, principalmente Galena, la cual es llevada a las siguientes etapas del proceso: 1.-Sinterización: la mena del mineral se introduce en un horno que con una inyección de aire caliente y otras materias primas como coque quema las impurezas del azufre, formando así el óxido de plomo. 2.- Fusión: En esta etapa se forman capas de diversos materiales, la más pesada se deposita en el fondo del equipo y está formada por plomo concentrado. 3.-Espumación: la capa de plomo proveniente de la etapa anterior se agita y enfría lo cual forma una espuma en la parte superior donde se eliminan óxidos de plomo, cobre, estaño, entre otros, esta se elimina y deja una capa de plomo más puro. 40

45 4.-Afinado piro metalúrgico: consta de 5 etapas en las cuales se eliminan las impurezas que pudieran quedar por medio de adición de reactivos como zinc, magnesio, calcio y NaOH hasta una destilación en vacío. En términos de producción minera nacional de plomo del periodo , destaca Zacatecas con % en primer lugar del volumen total producido en dicho periodo, seguido de Chihuahua con 20.85% y Durango con 9.60% en segundo y tercer lugar respectivamente (INECC, 2017). Con respecto a la producción de plomo 2015, se reportó un total de 212,964 toneladas, cuya producción demando de 260,798 toneladas de concentrados de plomo (INEGI, 2017). Semejante a lo que sucede en la producción de Zn y Cu, en la extracción y el procesamiento de plomo se liberan cantidades de mercurio en las etapas de sinterización y fundición principalmente. A menos de que se cuente con tecnología especial para la captura de mercurio en las plantas de fundición, cantidades de este metal son liberadas a la atmosfera, la tierra y el agua. Además, otro factor que influye en las liberaciones de mercurio es la presencia de plantas de producción de ácido sulfúrico, ya que parte del mercurio que entra puede seguir la coproducción de ácido. Tasa de actividad Se desconoce la tasa de actividad para operaciones de minería y concentración de las menas que son empleadas en la obtención de concentrados de plomo. Por tal motivo, en el presente inventario no se tienen estimaciones de la entrada de mercurio en dicha etapa del proceso de la extracción de plomo. La tasa de actividad 2015 empleada para la producción de plomo a partir de concentrados fue de 260,798 toneladas/año (INEGI, 2017). Factor de entrada Como dato de factor de entrada se empleará la cantidad 1.84 g de mercurio por tonelada de concentrado de plomo (CAMIMEX, 2016). Factores de distribución Para fines de este inventario, los factores de distribución empleados se señalan en tabla A (PNUMA, 2015). Tabla A Factores de Distribución de mercurio en el procesamiento de plomo a partir de concentrados Dispositivos de reducción de emisiones Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Hornos con sistemas de lavado de gases

46 Hornos con sistemas de lavado de gases y planta de ácido Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y Discusión La cantidad estimada del total de entrada de mercurio en el procesamiento del plomo fue de 480 Kg. Esta cantidad de mercurio difiere por mucho de lo reportado para 2004 (5,440kg). Lo anterior se debe a que en el reporte anterior se empleó como factor de entrada 20 g de mercurio por tonelada de concentrado, cifra más alta a la que se usó para 2015 (INE, 2008). De acuerdo con la información de CAMIMEX, 2016, existen 4 establecimientos dedicados a la producción de plomo. Una de las plantas produce el 83% de la producción total y el resto de producción (el 17%) se adjudica a las demás plantas. Por lo tanto, con base al porcentaje de producción en las plantas, el total de entrada de mercurio para esta actividad minera se distribuyó en los escenarios correspondiente a los sistemas de control de emisiones con los que cuentan dichos establecimientos. Las emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la producción de plomo a partir de concentrados se muestran en la tabla B Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio en el procesamiento de plomo Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) Escenario de salida Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Hornos con 82 sistemas de lavado de gases Hornos con 398 sistemas de lavado de gases y planta de ácido Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos obtenidos de INEGI, 2017; CAMIMEX, Del total de entrada de 480 Kg mercurio, el 17% (81 Kg) se distribuyó en el escenario en donde la mayor parte es emito al aire y dispuesto en residuos del sector (40Kg en cada medio), mientras que el 83% del mercurio de entrada (398 Kg) es distribuido en el escenario donde una parte de 183 Kg se quedan en residuos propios del sector y otra parte importante (167 Kg) se queda en el ácido sulfúrico producido en 42

47 planta. Así mismo, en este último escenario se llevan a cabo emisiones atmosféricas y liberaciones al agua de 40 y 8 Kg, respectivamente. De manera similar a lo que se presentó en la producción de zinc y cobre, las distribuciones de la entrada de mercurio por producción de plomo en 2004 difieren de lo que se muestra en Lo anterior debido al uso de distintos factores de distribución (10% al Aire, 30% al Suelo, 30% al Producto y el 30% restante al Sistema de Tratamiento y/o Disposición) (INE, 2008). Referencias CAMIMEX Información enviada a la Coordinación del proyecto. Comentarios a factores del inventario de emisiones y liberaciones de mercurio en la producción metalúrgica de zinc, cobre, plomo y oro, (doc.) [Archivo de Word]. Enviado en: Noviembre del EPA Extraction and Beneficiation of Ores and Minerlas, Lead and Zinc. (doc. tec). [En línea]. Washintong, DC. Disponible en: < Consultado en: Agosto, INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 24 INEGI Estadística Mensual de la Industria Minerometalúrgica [En línea]. México. Disponible en: < 020> Consultado en: Julio, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción y procesamiento inicial de oro por procesos distintos de la amalgamación de mercurio El oro es un metal precioso que se encuentra comúnmente en forma de pepitas de manera pura o con minerales de otros metales como el cobre, zinc o plomo. Uno de los procesos de producción más utilizados es la cianuración donde se aprovecha la formación de una sal al combinarse el oro con cianuro de potasio. Los pasos de producción del proceso son los siguientes: 43

48 1.- Lixiviación: el mineral que contiene al oro se agrega a una tina de lixiviación junto con una solución de KCN y oxígeno, esto formará una sal que se usará en la siguiente etapa. 2.- Filtración al vacío: se añaden espesantes a la sal de oro y se filtra al vacío dejando así una disolución de cianuro de oro. 3.- Recuperación: el oro se recupera agregando polvo de zinc para posteriormente en un digestor agregar ácido sulfúrico concentrado el cual disuelve estos polvos dejando libre el oro, que una vez secado pasa a un proceso de tostación a elevadas temperaturas para oxidar plomo, zinc y hierro y así dar lugar al oro crudo. Existe una variante en la cianuración donde primero se añaden espesantes a la solución de cianuro de oro y posteriormente se añade carbón activado para formar un lodo. Este lodo pasa por una criba y por medio de una disolución de cianuro alcalino concentrado en disolución alcohólica se recupera el oro sólido por electrólisis (EPA, 1994). En 2015 la producción a gran escala de oro fue de 123 toneladas (INEGI, 2017). En este sentido, el estado de Sonora ocupo el primer lugar de producción, con una participación nacional del orden de 31.6%. Con una aportación del 27.6%, Zacatecas es el segundo Estado en importancia en la producción minera de este metal, seguido de Chihuahua con el 11.3% del total nacional de 2015 (INECC, 2017). Como otros procesos de extracción y procesamiento de metales no ferrosos, la minera industrial a gran escala del oro constituye una fuente importante de liberación de mercurio, ya que en el refinamiento se implica el uso de elevadas temperaturas en hornos que permiten liberaciones atmosféricas. Es de esperarse que existan liberaciones de mercurio en residuos de producción. Aunado a esto, según estudios internacionales se sabe que la mayoría de las liberaciones ocurren en suelo. Tasa de actividad La tasa de actividad que se emplea en este inventario corresponde a 123 toneladas de oro producido en 2015 (INEGI, 2017). Factor de entrada El factor de entrada usado para la actividad minera del oro sin amalgamación de mercurio fue de 0.045g de mercurio por tonelada de oro producido (CAMIMEX, 2016). Factores de distribución Para esta subcategoría los factores de distribución que se emplearon se muestran en la tabla A Tabla A Factores de Distribución de mercurio en el procesamiento de oro sin amalgamación de mercurio Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio 44

49 Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Minera y producción de oro Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y Discusión La entrada de mercurio estimada en 2015 para el proceso de extracción y producción de oro sin amalgamación con mercurio fue de 5.5 Kg. Las emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la actividad minera del oro con procesos distintos a la amalgamación con mercurio se muestran en la tabla B Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio en la producción de oro sin amalgamación con mercurio Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) Escenario de salida Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Minería y 5.5 producción de oro sin amalgamaci ón de mercurio Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos obtenidos de INEGI, 2017; CAMIMEX, La mayor parte del mercurio de entrada en la producción de oro por procesos distintos al de amalgamación es liberada al suelo (5 Kg), mientras que el resto se emite o libera al aire, agua y producto (0.5Kg en total). En el reporte 2004 de la actividad minera de oro sin amalgamación con mercurio se estimó una cantidad total de 136,380 Kg de mercurio emitido a la atmosfera y liberado en suelo. Dicha cantidad de mercurio de salida difiere de manera importante del total emitido en 2015, ya que a diferencia del presente inventario, para 2004 se usaron factores de emisión de 20 y 6000 Kg de mercurio emitidos por cada tonelada de oro producido (INE, 2008). Referencias 45

50 CAMIMEX Información enviada a la Coordinación del proyecto. Comentarios a factores del inventario de emisiones y liberaciones de mercurio en la producción metalúrgica de zinc, cobre, plomo y oro, (doc.) [Archivo de Word]. Enviado en: Noviembre del EPA Extraction and Beneficiation of Ores and Minerlas, Gold (doc. tec). [En línea]. Washintong, DC. Disponible en: < Consultado en: Agosto, INE Informe final: El uso de biomasa como fuente de energía en los hogares, efectos en el ambiente y la salud, y posibles soluciones. (Inf.) [En línea]. México. Elaborado por el Grupo Interdisciplinario de Tecnología Rural Apropiada para el INE. pp. 5 y 6. Disponible en : Consultado en : Junio, 2017 INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 13 INEGI Estadística Mensual de la Industria Minerometalúrgica [En línea]. México. Disponible en: < 020> Consultado en: Julio, PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles Extracción y procesamiento inicial de aluminio El aluminio es un metal de baja densidad, con buena resistencia a la corrosión, dúctil, maleable y buen conductor de electricidad, al formar aleaciones se vuelve más duro y resiste, por estas características se convierte en un metal muy utilizado en diversas industrias. En México, no existen yacimientos de mineral de bauxita económicamente explotables, que constituyen la mena principal para obtener aluminio (INECC, 2017) Por tal motivo, las estimaciones de emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la actividad minera de aluminio se consideran nulas para este inventario. Referencia INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp

51 2.2.8 Extracción y procesamiento de otros metales no ferrosos En México, existe la producción de metales no ferrosos como antimonio, arsénico, bismuto, Estaño, Cadmio y Molibdeno. Sin embargo, en 2015 solo se reportó la producción de tungsteno (99 ton), bismuto (601), cadmio (1,238) y molibdeno (11,327), siendo este último el que se produce en mayor escala en comparación a los antes mencionados (INEGI, 2017). Debido a que la producción de metales no ferrosos distintos a zinc, cobre y plomo, es inferior a la que se presenta en para los tres metales de importancia anteriormente descritos y aunado a que no se cuentan con factores de entrada y /o distribución sugeridos por Naciones Unidas, se concluye que las estimaciones de emisiones y liberaciones de mercurio por parte de la actividad minera de otros metales no ferrosos se consideran nulas para este inventario. Referencia INEGI Estadística Mensual de la Industria Minerometalúrgica [En línea]. México. Disponible en: < 020> Consultado en: Julio, Producción primaria de metales ferrosos El arrabio es un producto intermedio en la elaboración de acero, a partir del mineral de hierro, mismo que se funde con la quema de coque y con adición de caliza. El proceso general para la producción de arrabio consiste en los siguientes pasos: 1.- Extracción: La explotación del mineral se realiza por el método de minado a cielo abierto 2.- Trituración: Operación llevada a cabo con diferentes técnicas, cuya finalidad es la obtención del mineral hierro extraído en fragmentos en un tamaño considerable que permita su transportación a la siguiente etapa del proceso 3.-Concentración: El producto de la trituración es transportado a la planta concentradora, en donde el material estéril es eliminado para incrementar la ley hasta un 66% de fierro. 4.- Peletización: En plantas peletizadora el lodo ferroso junto con otros materiales se forman pellets que después son enviados a un horno en donde se lleva a cabo su cocción hasta obtener la dureza necesaria para su transporte a través hacia otros hornos (alto o eléctrico). Existen dos tipos de procesos subsecuentes de acuerdo al tipo de horno: horno eléctrico o alto horno, siendo el alto horno en el que se genera el arrabio. En este último se lleva a cabo la transformación de mineral de hierro concentrado y aglomerado (con un 66% de fierro), en metal líquido llamado arrabio (96% de fierro). 5.- Aceración: Por último, el arrabio se convierte en acero mediante la eliminación por inyección de oxígeno a altas presiones de un gran número de impurezas que contiene este metal líquido, tales como silicio, fósforo y azufre (INECC, 2017). 47

52 Los principales Entidades Estatales con extracción de mineral de hierro son Coahuila, Colima, Chihuahua, Durango, Sinaloa, Sonora y Durango. En 2015, se extrajeron en total 16,627,920 toneladas de mineral hierro, lo que resulto en una producción final de 4,575,000 toneladas de arrabio. En las instalaciones integradas a la industria del hierro y acero pudiera haber emisiones de mercurio en diversos puntos. En específico, en el proceso en donde los pellets junto con otras materias que contienen cantidades traza de mercurio entran a alto horno para producir arrabio y en los talleres con hornos de proceso básico de oxígeno donde se produce acero (PNUMA, 2017). Tasa de actividad La tasa de actividad empleada para la producción de metales ferrosos corresponde a 4,575,000 toneladas de arrabio producido en 2015 (INECC, 2017). Factor de entrada Como factor de entrada de mercurio se utilizó la cantidad de 0.05g de mercurio por tonelada de arrabio producido (PNUMA, 2015). Factores de distribución Los factores de distribución para la producción de metales ferrosos se muestran en la tabla A. Tabla A Factores de Distribución de mercurio en la producción de metales ferrosos Etapa del ciclo de vida Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector Producción de arrabio Fuente: PNUMA,2015 Resultados y Discusión El estimado de entrada de mercurio en la producción de metales ferrosos para 2015 fue de 229 Kg. Similar a lo que se presenta en este inventario, en 2004 se reportó la cantidad de 214 Kg de mercurio de entrada en la actividad minera de metales ferrosos. Los estimados de la cantidad de mercurio emitido y liberado por la actividad minera de metales ferrosos se muestra en la siguiente tabla. 48

53 Tabla B Emisiones y liberaciones de mercurio en la producción de oro sin amalgamación con mercurio Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) Escenario de salida Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Aire Agua Suelo Productos Residuos generales Tratamiento o disposición propia del sector 229 Producción de arrabio Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos de INECC, Las emisiones y liberaciones en residuos generales por parte de la minera de metales ferrosos en 2015 obtenidas fueron de 218 y 11 Kg, respectivamente. Estas distribuciones de mercurio en los medios antes mencionados se presentan de manera equivalente a lo reportado para 2004 (203 Kg en aire y 11 Kg en residuos). Referencias io, rchivo en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp INECC Minero-Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. 2.3 Producción de otros minerales y materias con impurezas de mercurio Esta categoría se conforma de aquellas fuentes de emisión y liberación de mercurio a partir de actividades industriales. Las actividades identificadas en México que conforman a esta categoría se muestran en la siguiente Tabla

54 Tabla 2.3 Fuentes de liberaciones y emisiones de mercurio que conforman a la categoría "Producción de otros minerales y materias con impurezas de mercurio Subcategoría Nombre de la fuente Producción de cemento Producción de pulpa y papel Producción de cal y hornos de agregados Actividad de interés Liberaciones de mercurio durante el proceso de producción de cemento Liberaciones de mercurio durante la obtención de pulpa para la producción de papel Liberaciones de mercurio en la producción de cal Principales vías de liberación de mercurio Aire Agua Tierra Producto Residuo ligeros FP =Enfoque de fuente puntual EG=Enfoque nacional/general X =Vías de liberación que se esperan sean dominantes en la subcategoría x = Otras vías de liberación a ser consideradas en función de la situación nacional y la fuente especifica Principal enfoque para el inventario X x x x FP X x x x FP X x FP Producción de cemento El cemento es un material básico empleado en construcciones residenciales y civiles. La industria mexicana del cemento es considerada una de las más importantes en cuanto a la capacidad productiva con la que se cuenta (INEGI, 2013). Datos de COA 2015 indican que en el país existen 16 plantas productoras de cemento (SEMARNAT, 2015). El proceso de producción del cemento varía dependiendo de las características físicas de la materia prima, así como de la tecnología disponible para cada empresa. El proceso de producción se puede clasificar en 3 etapas generales: 1. Adquisición, acondicionamiento y molienda de las materias primas (arcilla, caliza, pizarra, marga, etc.). Después de la molienda, las materias primas son secadas hasta formar los compuestos minerales necesarios para el cemento como son óxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (Al2O3) y carbonato de calcio (CaCO3). De esta manera se obtiene una mezcla sólida de polvos minerales denominada crudo o harina. 2. Se lleva la calcinación del crudo en hornos rotatorios hasta alcanzar temperaturas de hasta 1450 C pa compuesto de silicato tricálcico, silicato bicálcico, aluminato tricálcico y ferrito aluminato tetracálcico. 50

55 3. El clínker se lleva a molinos donde se le agrega yeso para regular el tiempo de fraguado y aditivos cementantes como son escorias de alto horno, caliza, puzolanas y/o cenizas volantes, entre otras, dando lugar a los diversos tipos de cemento. Estos se pueden clasificar por su composición o de acuerdo a ciertas características especiales que presenten (CANACEM, 2016). Las emisiones de mercurio asociadas a la producción de cemento se originan a partir de las materias primas y residuos empleados como combustibles alternos (coincineración) que contienen cantidades traza del metal (PNUMA, 2015). Parte de las emisiones se originan durante el secado de materias primas. Sin embargo, la mayoría de las emisiones provienen de los hornos en donde se lleva a cabo la calcinación usando combustibles fósiles y/o la coincineración de desechos (PNUMA, 2015). Tasa de actividad La producción total de cemento para 2015 fue de 44,875, 253 toneladas (INEGI, 2017). Con información de COA, 2015 (SEMARNAT, 2015) se estima que del total de producción: 35, 979,869 toneladas fueron elaboradas con combustibles alternativos (con coincineración) 8,895,653 toneladas fueron elaboradas con combustibles convencionales (sin coincineración) Factor de Entrada El factor de entrada empleado en esta actividad fue de 0.20 g de mercurio por tonelada de cemento producido. Dicho valor corresponde a la cantidad de mercurio presente en la materia prima del cemento (INECC, 2017). Factores de Distribución Los factores de distribución empleados se muestran en la siguiente tabla: Tabla A Factores de distribución en la producción de cemento Equipo para la reducción de emisiones Con filtros de reciclaje de polvo y sistemas de control de partículas simples (PES, DP, FB) Fuente: PNUMA, 2015 Resultados y Discusión Factores de Distribución, porción de las entradas de mercurio Aire Agua Suelo Productos Desechos generales Sector específico de tratamiento/ Disposición La entrada de mercurio para cada una de las condiciones de producción de cemento se muestra en la tabla B. Del total de 5,291 Kg de mercurio de entrada en la producción de cemento, el 74.7 % (3,957Kg) corresponde al estimado del proceso de producción empleando coincineración de residuos, mientras que el 51

56 25.3% (1,334 Kg) es corresponde a la producción en donde se usan combustibles formulados o distintos a los alternos. Tabla B Entrada de mercurio en la producción de cemento Entrada de mercurio Condiciones de producción de cemento (kg de mercurio /año) [min-max] Con coincineración 7,195 Sin coincineración 1,779 Total 8,974 Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos obtenidos de INEGI, 2017 En la tabla C se muestran las emisiones y liberaciones de mercurio en el proceso de producción de cemento. Tabla C Emisiones y liberaciones de mercurio en la producción de cemento Entrada de mercurio por escenario (Kg de mercurio/año) [min-max] 7, ,779 2 Escenario de salida Con filtros de reciclaje de polvo y sistemas PM simples Con filtros de reciclaje de polvo y PM simples Aire Distribución de salida de mercurio, (Kg/año) Agua Suel o Productos 5,036 2,158 1, Desechos generales Sector específico de tratamiento/ Disposición 1 Producción de cemento con coincineración 2 Producción de cemento sin coincineración Fuente: Elaboración propia a partir de PNUMA, 2015 y datos obtenidos de COA,2015 (SEMARNAT, 2015) Los resultados muestran que la producción de cemento relacionada con el uso de la coincineración de residuos emite la mayor cantidad de mercurio de 5,036 Kg de mercurio al aire en comparación con la producción en donde emplean combustibles convencionales (1,245 Kg). El resto del total de mercurio de entrada es liberado en producto para el uso de ambos tipos de combustibles (2,158 y 533 Kg en procesos con y sin coincineración, respectivamente). 52

57 A diferencia del reporte 2004 (INE, 2008), en el presente inventario se hace la separación de emisiones y liberaciones de mercurio en base al uso de la coincineración de residuos, ya que no todas las plantas cementeras emplean estos tipos de combustibles en sus procesos de producción. Además, otra diferencia, es el uso de factores de entrada de mercurio y no de factores de emisión empleados en 2004 (de 0.14 g al aire y de g al producto por ton de cemento), lo cual permitió estimar una cantidad total de mercurio emitida al aire y liberada en producto de 6,460 Kg para ese año. Referencias CANACEM Procesos de producción [En línea]. México, Disponible en: < Consultado en: Junio, INE rchivo en pdf.]. Elaborado por Pablo Máiz Larralde, México. Dirección de Investigación en Residuos y Sitios Contaminados del CENICA, INE. pp INECC -Metalúrgicas en México. (Inf.). Martínez Arroyo A., Páramo Figueroa V. H., Gavilán García A., Martínez Cordero M. A., Ramírez Muñoz T. México. pp. 159 INEGI Estadística Mensual de la Industria Manofacturera [En línea]. México. Disponible en: < 20> Consultado en: Julio, 2017 PNUMA Instrumental para la identificación y cuantificación de liberaciones de mercurio, Informe de referencia y guía para la elaboración de inventario nivel 2, Versión 1.3, Abril 2015 (Doc. Tec.), Productos químicos, PNUMA. Ginebra, Suiza. Versión Ingles. SEMARNAT Bases de datos de la Cedula de Operación Anual, (Archivo en Excel) [doc.] México. Consultado en: Julio, Producción de pulpa y papel En la industria del papel se procesan diversas fibras de árboles y otros materiales que dan origen a materiales como la pulpa y el papel de escritura. El papel consiste en un tejido o entramado de fibras vegetales con alto contenido de celulosa, que han sido refinadas y tratadas para formar hojas resistentes y flexibles. Existen dos procesos necesarios en la fabricación del papel: La producción de pulpa de celulosa (pasta de celulosa) y la elaboración del papel. La obtención de pasta de celulosa se basa en la separación de las fibras naturales (vírgenes) o secundarias (material de desperdicio de papel o cartón) mediante la aplicación de procesos mecánicos y/o químicos. En México, además de madera, la fabricación de pasta de celulosa puede provenir de materiales tales como: bagazo de caña, desperdicio de papel y de cartón. En 2015, la industria productora de papel en 53

58 México tuvo un consumo de fibras secundarias o recicladas del 88%, disminuyendo así el consumo de fibras vírgenes al 12% (Cámara del papel, 2016) El proceso de producción de pulpa de celulosa a partir de fibras vírgenes consiste en cuatro pasos principales que son: 1) Preparación de la madera (o materia prima utilizada), 2) El pulpeo ó producción de pulpa, 3) Blanqueado de la pulpa y 4) Recuperación química. Para la obtención de pulpa a partir de madera, las astillas obtenidas de la molienda de la corteza de árboles son sometidas a procesos mecánicos, termomecánicos y/ o químicos. Dentro de los procesos químicos más usados se encuentran: el proceso de Kraft y el de sulfito, en ambos se involucra el empleo de compuestos químicos (EPA, 1995). Después de haber obtenido la pulpa de celulosa, esta puede pasar a un proceso conocido como blanqueamiento, cuyo objetivo es la separación de la fibra celulósica de materiales no deseados como la lignina y así obtener una celulosa blanca que se utilizara en la elaboración de ciertos tipos de papel (EPA, 1995). El proceso más empleado en la producción de celulosa a nivel mundial es el de Kraft, en el cual las astillas son cocidas bajo presión en un digestor con una solución acuosa conocida como licor de cocción compuesta de hidróxido de sodio y sulfuro de sodio, el cual es recuperado en hornos para usarse nuevamente. Una vez obtenida la pulpa ya sea blanqueada o no, esta es prensada y secada para finalmente obtener el papel (EPA, 2010) (Diagrama 5.3.2). Recuperación del licor de cocción Hornos de recuperación Diagrama Proceso general de Kraft para la obtención de pulpa de celulosa (elaboración propia con información de EPA, 2010). Debido a la cantidad de mercurio presente en las astillas de madera y en licor de cocción, los procesos químicos de obtención de pulpa de celulosa en la industria papelera son una fuente de emisiones de mercurio. En específico, las emisiones provenientes de los digestores de biomasa o fibras vírgenes y de los hornos de recuperación del licor de cocción (UNEP, 2015). Según el informe anual 2015 de la Cámara del Papel, de las 38 industrias papeleras afiliadas a la cámara, solo dos producen celulosa a partir de madera. Ambas empresas tienen una producción de pasta de 54

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