PREVENCION DE LA CONTAMINACION DE LOS EFLUENTES
LIQUIDOS DEL LABORATORIO QUIMICO DE LA FACULTAD
REGIONAL DELTA
DENTE, Romina Gisele; GONZÁLEZ RIVERO, María Julieta; PETROLLINI, Romina
Gisela
Centro de Investigación y Desarrollo en Energía y Ambiente Facultad Regional Delta
Universidad Tecnológica Nacional
San Martín 1171 – (2804) Campana – Buenos Aires – Argentina
e-mail: romina_dente@yahoo.com.ar; gr_julieta@yahoo.com.ar; romi_gise_petro@yahoo.com.ar
Palabras Claves: Efluentes Líquidos, Laboratorio Químico, Residuos Especiales, Manual de
Tratamientos Básicos, Tratamiento de Efluentes.
Resumen.
El presente proyecto tiene por finalidad la confección de un manual que contenga
los tratamientos básicos y la disposición final que se debería dar a los residuos químicos
generados en el laboratorio de la Facultad Regional Delta, así como también la
incorporación de anexos a cada práctica de laboratorio especificando el tratamiento
correspondiente de los residuos en ella generados, promoviendo de esta manera la
concientización de la comunidad universitaria.
Un residuo en un laboratorio suele ser una sustancia o un preparado, que muchas veces
presenta peligrosidad y cuya identificación o almacenamiento inadecuado constituye un
riesgo añadido a los propios de la actividad en todo laboratorio de análisis. Es por ello, que
el material contenido en este proyecto pretende contribuir a la reflexión sobre medidas de
seguridad en los procedimientos de laboratorio, tendiente a lograr un efecto multiplicador
con respecto al uso de productos químicos, su tratamiento, recuperación y reutilización con
el objetivo de disminuir el impacto ambiental y ecológico que los mismos generan.
Como etapa inicial de este proyecto, se cuantificaron los efluentes generados por sobrantes
de reactivos y productos obtenidos en cada una de las prácticas. Al finalizar la cuantificación
se organizaron la totalidad de las sustancias intervinientes dentro de una clasificación
general, en base a la cual estamos investigando y analizando, el tratamiento adecuado que
debe realizarse a cada sustancia antes de ser vertida al efluente.
INTRODUCCION
La gran variedad de productos químicos representa el inconveniente más importante en los esfuerzos para prevenir la
contaminación en los laboratorios. En promedio, las instalaciones de laboratorio
químico, en particular, aquellas
relacionadas con el área académica, utilizan una gran cantidad de productos químicos en pequeñas cantidades en lugar de utilizar pocos productos químicos en grandes cantidades. Esto da como resultado problemas únicos y soluciones únicas para
aquellos que participan de la prevención de la contaminación.
En el laboratorio se manejan productos y se efectúan diversas operaciones que
conllevan la generación de residuos, en la mayoría de los casos peligrosos para la salud y el medio ambiente. Aunque el volumen de residuos que se generan en los laboratorios es generalmente pequeño en relación al proveniente del sector industrial, no por ello debe minusvalorarse el
problema.
Nuestra facultad tiene una responsabilidad especial en el buen comportamiento medioambiental, para que el alumno adquiera desde el origen hábitos de trabajo que respeten el medioambiente. Por lo que en el año 2005 implementamos en ésta institución un proyecto de gestión de residuos. Comenzamos en ese año con la separación de residuos sólidos, obteniendo resultados muy favorables. Actualmente, habiendo finalizado la etapa anterior, nos encontramos con un nuevo propósito, la gestión de residuos peligrosos generados en nuestros laboratorios.
Además, podemos mencionar que unas adecuadas condiciones de trabajo en el laboratorio implican inevitablemente el control, tratamiento y eliminación de los residuos generados en el mismo, por lo que su gestión es un aspecto imprescindible en la organización de todo laboratorio. En resumen una gestión de residuos implica:
FIG. 1: Gestión de Residuos
OBJETIVOS
Al comenzar con este proyecto nos planteamos dos clases de objetivos:
Objetivos inmediatos
Realizar los estudios previos que nos conlleven a una gestión medioambiental, así como: análisis de datos numéricos, recolección de información, clasificación de residuos, entre otros.
Objetivos futuros
1 - Describir una norma de comportamiento medioambiental para cualquier persona que realice prácticas de laboratorio en el ámbito de la Facultad de Ingeniería Delta.
2 - Incorporar en cada práctica de
laboratorio el tratamiento correspondiente a los residuos en ella generados.
El alcance del presente trabajo de
investigación se refiere a cualquier práctica de laboratorio desarrollada en el ámbito de la Facultad de Ingeniería Delta donde se está implementando el Sistema de Gestión Medioambiental.
Entre los objetivos planteados también podemos destacar la confección de un manual con las indicaciones del adecuado manejo y el tratamiento que debe realizarse a los distintos productos químicos
utilizados y obtenidos en cada una de las prácticas de laboratorio. El cual estará a disposición de docentes que llevan a cabo las mismas, para que con esta ayuda y una adecuada investigación incorporen al final de cada práctica un anexo que se refiera al tratamiento que deben sufrir los distintos deshechos obtenidos en las mismas. Como lógica consecuencia se pretende incorporar en la formación de los alumnos la necesidad de cuidar el ambiente y evitar cualquier tipo de contaminación por los residuos generados por ellos mismos en el proceso enseñanza - aprendizaje. Los residuos generados en el laboratorio pueden tener características muy diferentes y producirse en cantidades pequeñas pero variables, aspectos que inciden
directamente en la elección del procedimiento para su eliminación, tratamiento o almacenamiento.
Entre otros, se pueden citar los siguientes factores:
• Volumen de residuos generados
• Facilidad de neutralización
• Posibilidad de recuperación, reciclado o reutilización
• Costo de tratamiento
Todos estos factores combinados deberán ser convenientemente valorados con el objeto de optar por un modelo de gestión de residuos adecuado y concreto. Así por ejemplo, si se opta por elegir una empresa especializada en eliminación de residuos, se debe concertar de antemano la periodicidad de la recogida y conocer los procesos empleados por la empresa, así como su solvencia técnica. La elección de una empresa especializada es recomendable en aquellos casos en que los residuos son de elevada peligrosidad y no les son aplicables los tratamientos generales habitualmente utilizados en el laboratorio.
Por último, otro de los objetivos
propuestos, una vez finalizado el manual, es evaluar los posibles métodos de
prevención de la contaminación provocada por los efluentes líquidos de un laboratorio químico de una facultad de ingeniería, a los cuales se ha considerados por sus
características como residuos especiales (Ley 11720, 1995) o residuos peligrosos (Ley 24051, 1992).
Estos efluentes líquidos representan los deshechos de rutina de un laboratorio químico, o sea, aquellos que se presentan por los procesos repetitivos. Estos incluyen los solventes utilizados en las operaciones de limpieza, los remanentes de las
preparaciones para la ejecución de las prácticas académicas y/o para investigación y desarrollo y los residuos resultantes de las reacciones químicas que se producen en las distintas prácticas.
Los métodos de prevención propuestos se basan en dos aspectos:
La reducción de los deshechos basados en el empleo de mejores procedimientos de operación, la sustitución de productos, un buen mantenimiento y la reducción a escala de los productos.
Un tratamiento previo de los efluentes que incluyen la neutralización básica de ácido-base, que pueda ayudar a precipitar los metales. Otros métodos posibles de
tratamiento orgánico incluyen la filtración con carbono, la oxidación y los
procedimientos de remoción con aire.
DESARROLLO
El presente proyecto consta de una serie de fases que expresaremos a continuación: Fase 1:
• Identificación de las cátedras que desarrollan prácticas de laboratorio.
• Relevamiento de cada una de las prácticas que se realizan en cada cátedra.
• Cuantificación del volumen total de efluentes generados en cada cátedra considerando los sobrantes de reactivos y productos resultantes. La metodología utilizada en esta fase fue la siguiente:
Se analizaron las reacciones químicas intervinentes en cada una de las prácticas, teniendo en cuenta la cantidad de reactivos involucrados. Por balance estequiométrico, pudimos obtener la cantidad aproximada de productos generados y la cantidad de reactivo sobrante.
Teniendo en cuenta que cada práctica no es realizada solo una vez, el total de
repeticiones depende del número de alumnos. Estimamos una cantidad de estudiantes en cada cátedra, esto fue realizado teniendo en cuenta registros históricos.
A continuación se representan gráficamente los volúmenes totales de líquidos generados en cada una de las prácticas.
Gráfico N°1 Química General 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 N º de Práct icas V o lú m e n S ta n d a rt (m l)
Gráfico N°2 Química Inorgánica 0 50 100 150 200 250 300 1 2 3 4 5 6 N º de Prácticas V o lú m e n S ta n d a rt (m l) Gráfico N°3 Química Orgánica 0 100 200 300 400 500 600 1 2 3 4 5 6 7 N º de Prácticas V o lú m e n S ta n d a rt (m l) Gráfico N°4 Química Analítica 0 500 1000 1500 2000 2500 1 2 3 N º de Práct icas V o lú m e n S ta n d a rt (m l) Gráfico N°5
Química Analítica Aplicada
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 N º de Práct icas V o lú m e n S ta n d a rt (m l) Gráfico N°6 Fisicoquímica 0 200 400 600 800 1000 1200 1 2 3 N º de Práct icas V o lú m e n S ta n d a rt (m l) Gráfico N°7 Biotecnología 0 1000 2000 3000 4000 1 2 3 4 5 6 N º de Práct icas V o lú m e n S ta n d a rt (m l)
Por lo tanto durante el año 2007 el volumen total de efluentes líquidos generados es el siguiente: Tabla N°1 Cátedra Volumen de líquido generado en el año 2007 (Lts) % Volumen generado por cada práctica Química General 130,68 73,52 Química Analítica Aplicada 19,13 10,76 Biotecnología 9,98 5,61 Química Orgánica 6,67 3,75 Química Analítica 5,34 3,00 Química Inorgánica 3,67 2,06 Fisicoquímica 2,30 1,29 Volumen total año
Porcent ajes de efluent es generados por cada cát edra año 20 07 73,52% 10,76% 5,61% 3,75% 3,00% 2,06% 1,29%
Química General Química Analítica Aplicada Biotecnología Química Orgánica Química Analítica Química Inorgánica Fisicoquímica
Volúmen t ot al de efluent es generados por cada cát edra año 2007 (Lt s) 130,68 19,13 9,98 6,67 5,34 3,67 2,30
Química General Química Analítica Aplicada Biotecnología
Química Orgánica Química Analítica Química Inorgánica
Fisicoquímica Tabla N°2
Gráfico N°9
Gráfico N°10
Fase 2:
• Identificación cualitativa de cada reactivo utilizado.
• Identificación cualitativa de los productos resultantes.
• Ordenamiento de la totalidad de las sustancias dentro de una
clasificación general.
De entre los residuos generados en el laboratorio, se exponen los siguientes grupos de clasificación de residuos peligrosos.
GRUPO I: Disolventes halogenados
Se entiende por tales, los productos líquidos orgánicos que contienen más del 2% de algún halógeno. Se trata de productos muy tóxicos e irritantes y, en algún caso, cancerígenos. Se incluyen en este grupo también las mezclas de disolventes
halogenados y no halogenados, siempre que el contenido en halógenos de la mezcla sea superior al 2%.
Ejemplos: Cloruro de metileno, bromoformo, etc.
GRUPO II: Disolventes no halogenados
Se clasifican aquí los líquidos orgánicos inflamables que contengan menos de un 2% en halógenos. Son productos inflamables y tóxicos y, entre ellos, se pueden citar los alcoholes, aldehídos, amidas, cetonas, ésteres, glicoles, hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos aromáticos y nitrilos. Es importante, dentro de este grupo, evitar mezclas de disolventes que sean inmiscibles ya que la aparición de fases diferentes dificulta el tratamiento posterior.
GRUPO III: Disoluciones acuosas
Este grupo corresponde a las soluciones acuosas de productos orgánicos e inorgánicos. Se trata de un grupo muy amplio y por eso es necesario establecer divisiones y subdivisiones, tal como se indica a continuación. Estas subdivisiones son necesarias ya sea para evitar reacciones de incompatibilidad, ya sea por
requerimiento de su tratamiento posterior:
• Soluciones acuosas inorgánicas:
o Soluciones acuosas básicas: Hidróxido sódico,
hidróxido potásico.
o Soluciones acuosas de metales pesados: Níquel,
Cátedra Número de prácticas Volumen anual generado (Lts) Química General 11 159,7 Química Inorgánica 8 4,9 Química Orgánica 7 6,7 Química Analítica 3 5,3 Química Analítica Aplicada 16 21,9 Fisicoquímica 3 2,3 Biotecnología 6 10,0 Total 54 210,8
plata, cadmio, selenio, fijadores.
o Soluciones acuosas de cromo VI.
o Otras soluciones acuosas inorgánicas: Reveladores, sulfatos, fosfatos, cloruros.
• Soluciones acuosas orgánicas o de alta DQO:
o Soluciones acuosas de colorantes.
o Soluciones de fijadores orgánicos: Formol, fenol, glutaraldehído.
o Mezclas agua/disolvente: Eluyentes de
cromatografía, metanol/agua.
GRUPO IV: Ácidos
Corresponden a este grupo los ácidos inorgánicos y sus soluciones acuosas concentradas (más del 10% en volumen). Debe tenerse en cuenta que su mezcla, en función de la composición y la
concentración, puede producir alguna reacción química peligrosa con desprendimiento de gases tóxicos e
incremento de temperatura. Para evitar este riesgo, antes de hacer mezclas de ácidos concentrados en un mismo envase, debe realizarse una prueba con pequeñas cantidades y, si no se observa reacción alguna, llevar a cabo la mezcla. En caso contrario, los ácidos se recogerán por separado.
GRUPO V: Aceites
Este grupo corresponde a los aceites minerales derivados de operaciones de mantenimiento y, e su caso, de baños calefactores.
GRUPO VI: Sólidos
Se clasifican en este grupo los productos químicos en estado sólido de naturaleza orgánica e inorgánica y el material desechable contaminado con productos químicos. No pertenecen a este grupo los reactivos puros obsoletos en estado sólido (GRUPO VII). Se establecen los siguientes
subgrupos de clasificación dentro del grupo de sólidos:
• Sólidos orgánicos: a este grupo pertenecen los productos químicos de naturaleza orgánica o
contaminados con productos químicos orgánicos como, por ejemplo, carbón activo o gel de sílice impregnados con disolventes orgánicos.
• Sólidos inorgánicos: a este grupo pertenecen los productos químicos de naturaleza inorgánica. Por ejemplo, sales de metales pesados.
• Material desechable contaminado: a este grupo pertenecen los
materiales contaminados con productos químicos. En este grupo se pueden establecer subgrupos de clasificación, por la naturaleza del material y la naturaleza del contaminante y teniendo en cuenta los requisitos marcados por el gestor autorizado.
GRUPO VII: Especiales
A este grupo pertenecen los productos químicos, sólidos o líquidos, que, por su elevada peligrosidad, no deben ser incluidos en ninguno de los otros grupos, así como los reactivos puros obsoletos o caducados. Estos productos no deben mezclarse entre sí ni con residuos de los otros grupos. Ejemplos:
• Comburentes (peróxidos).
• Compuestos pirofóricos (magnesio metálico en polvo).
• Compuestos muy reactivos [ácidos fumantes, cloruros de ácidos (cloruro de acetilo), metales alcalinos (sodio, potasio), hidruros (borohidruro sódico, hidruro de litio), compuestos con halógenos activos (bromuro de benzilo), compuestos polimerizables (isocianatos, epóxidos),
compuestos peroxidables (éteres), restos de reacción, productos no etiquetados].
• Compuestos muy tóxicos (tetraóxido de osmio, mezcla crómica, cianuros, sulfuros, etc.).
• Compuestos no identificados. Los residuos generados en el laboratorio, por sus características, no son fácilmente gestionables, ya que dichos procesos están diseñados para residuos de origen industrial (volúmenes grandes y con poca diversidad). En síntesis, los residuos tratados en este proyecto se caracterizan por:
• Poca cantidad
• Variedad
• Peligrosidad/toxicidad
Las recomendaciones generales para el tratamiento de este tipo de residuos deben tener en cuenta las características antes mencionadas y básicamente son:
• Informarse de las indicaciones de peligro y condiciones de manejo de las sustancias (MSDS) hojas de datos de seguridad.
• No se deben tirar al recipiente de basura habitual (papeleras), trapos, papeles de filtro u otras materias contaminadas con químicos.
• Los productos inflamables deben almacenarse en gabinetes apropiados.
• Debe evitarse guardar botellas destapadas.
• Deben recuperarse en lo posible, los metales pesados.
• Se deben neutralizar las sustancias antes de verterlas por los desagües y al efectuarlo, hacerlo con abundante agua.
• Cuando se produzcan derrames debe actuarse con celeridad pero sin precipitación, evacuar al personal innecesario, evitar contaminaciones en las
indumentarias y en otras zonas del laboratorio y utilizar la información disponible sobre residuos.
A partir de la información presentada anteriormente, la cual surge del análisis de las actividades ordinarias del laboratorio y de la selección y estudio de aquellos escritos que contienen datos de interés relacionados con la gestión
medioambiental, llevaremos a cabo la confección del manual de procedimientos de laboratorio, logrando así uno de nuestros objetivos más importantes. El mismo contendrá la descripción de las actividades que deben seguirse para la gestión de los residuos generados, dada en forma breve, clara y explícita. El manual se encontrará disponible en el laboratorio para todos aquellos interesados en el tema. Nuestro propósito es también incentivar el uso del mismo aplicando diferentes técnicas, como por ejemplo folletos, charlas, póster, etc., a través de las cuales se dejará en claro la importancia de su uso.
Por medio de este documento presentaremos de manera ordenada y sistematizada la información necesaria para una adecuada planeación, ejecución y control de las actividades referidas a la gestión de residuos químicos.
CONCLUSIÓN
A modo de conclusión es importante destacar nuestro crecimiento como personas en la toma de una actitud amigable con el medio ambiente en una interacción plena con los contenidos que hemos obtenido teóricamente en forma previa. A partir de los resultados obtenidos en esta primer etapa del proyecto se pudo reflexionar sobre lo que hay detrás de las prácticas; pensamos en la importancia de nuestro trabajo en el contexto de generar un alto grado de responsabilidad en nuestras acciones que se convierten en un gran respeto por la naturaleza.
Nuestra Facultad no tiene estructurado su sistema de gestión de residuos de
laboratorio, como dijimos anteriormente es nuestro principal objetivo a futuro elaborar un manual en el que quede asentada nuestra estructura de gestión. Con el presente proyecto dejamos explícitos los estudios previos necesarios para cumplir con este objetivo, de éste modo satisfacemos nuestros objetivos inmediatos.
REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA
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Calvo Seoánez Mariano (1997) – Ingeniería Medioambiental Aplicada – Casos prácticos – Ediciones Mundi-Prensa – 1997 – pp. 467
Kiely Gerard (1999) – Ingeniería Ambiental – Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión – Mc Graw-Hill – 1999 – Capítulo 18 – Minimización de residuos – pp. 1109
Domínguez Oscar Roberto (2005) – Seminario Gestión de Residuos Sólidos - Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Delta.
http://www2.udec.cl/sqrt/reglamento/reglre siduos.html http://www.fcen.uba.ar/shys/pdf/residuos.p df http://www.unne.edu.ar/Web/cyt/com2004/ 8-Exactas/E-071.pdf
