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Procedimiento para realizar el seguimiento de las emisiones atmosféricas generadas
por plantas termoeléctricas basadas en motores de combustión interna. El caso de la
empresa Soenergy International (Campo Rubiales - Colombia)
Proyecto de grado para optar al título de
INGENIERA AMBIENTAL
Estudiante:
NANCY AMPARO CANCELA ROJAS
Director:
OMAR RAMÍREZ HERNÁNDEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE –
ECAPMA
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
BUCARAMANGA, 2016
Tabla de Contenido
1. Introducción......................................................................................................... 12
1.1 Planteamiento del problema .....................................................................................12
1.2 Justificación ..............................................................................................................14
1.3 Objetivo general........................................................................................................16
1.4 Objetivos específicos ................................................................................................16
2. Marco Teórico ........................................................................................................ 17
2.1 Generalidades de las plantas termoeléctricas ...........................................................17
2.2 Contaminantes atmosféricos de plantas termoeléctricas ..........................................20
2.2.1 Material Particulado (PM) .................................................................................20
2.2.2 Óxidos de nitrógeno (NOx) ...............................................................................21
2.2.3 Dióxido de azufre (SO2) ....................................................................................21
2.2.4 Monóxido de carbono (CO)...............................................................................22
2.3 Impactos de los contaminantes atmosféricos............................................................22
2.3.1 Material Particulado ..........................................................................................22
2.3.2 Óxidos de nitrógeno (NOx)................................................................................23
2.3.3 Dióxido de azufre (SO2) ....................................................................................24
2.3.4 Monóxido de carbono (CO)...............................................................................25
2.4 Normatividad nacional de emisiones atmosféricas por fuentes fijas ........................25
2.5 Descripción de la empresa SoEnergy International ..................................................27
2.5.1 Ubicación geográfica .........................................................................................28
2.5.2 Organigrama ......................................................................................................29
2.5.3 Política de Calidad, Seguridad y Medio Ambiental ..........................................30
2.6 Descripción técnica de actividades, equipos e insumos utilizados ...........................32
2.6.1 Características del motor ...................................................................................34
2.6.2 Tipo y calidad del combustible y lubricante......................................................39
2.6.3 Temperatura de gases ........................................................................................41
2.6.4 Capacidad de generación ...................................................................................42
2.6.5 Altura y diámetro de la chimenea......................................................................42
2.6.6 Mantenimientos .................................................................................................43
3. Aspectos metodológicos........................................................................................ 46
3.1 Recopilación de información preliminar ..................................................................46
3.2 Análisis de la información recopilada ......................................................................47
3.3 Visita a la empresa y realización de trabajo de campo .............................................47
3.4 Identificación de impactos ambientales ....................................................................47
3.4.1 Medición de emisiones ......................................................................................48
3.5 Diseño del procedimiento de medición de emisiones...............................................54
4. Resultados .............................................................................................................. 55
4.1 Matriz de impactos y aspectos ambientales ..............................................................55
4.2 Emisiones atmosféricas ............................................................................................61
4.3 Procedimiento para el seguimiento de las emisiones atmosféricas ..........................64
4.3.1 Objetivos............................................................................................................64
4.3.2 Alcance ...........................................................................................................64
4.3.3 Normatividad ..................................................................................................65
4.4.4 Definiciones ....................................................................................................66
4.4.5 Responsables .....................................................................................................67
4.4.6 Requisitos mínimos para la medición en campo ...............................................76
4.4.7 Revisión previa del equipo muestreador antes de la toma de muestra ..............78
4.5 Verificación de la constate de calibración del equipo ..............................................78
4.6 Verificación de orificios críticos ..............................................................................79
4.7 Verificación de cordón umbilical .............................................................................81
4.8 Verificación del tren de muestreo .............................................................................81
4.8.1 Verificación de la vidriería caja fría ..................................................................81
4.8.2 Verificación de la caja caliente..........................................................................83
4.8.3 Verificación de la sonda ....................................................................................83
4.8.3.1 Verificación de tubo pitot tipo S (Stausscheibe) ............................................84
4.8.3.2 Verificación de la termocupla tipo (S y plana), boquilla de succión y tubo
pitot al cabezal de succión......................................................................................................85
4.8.3.3 Verificación de las boquillas empleadas ........................................................87
4.9 Verificación del sistema completo a nivel de temperatura .......................................88
4.9.1 Verificación pantalla en consola (termopares, termopilas o sensores de
temperatura) ...........................................................................................................................88
4.9.1.1. Verificación de calentamiento de la sonda y pantalla en consola .................89
4.9.1.2 Verificación de calentamiento del filtro y pantalla en consola ......................90
4.10 Verificación de las condiciones de operación del equipo o proceso ......................90
4.11 Métodos ..................................................................................................................91
4.11.1 Método 1: (US EPA) selección del sitio de muestreo, determinación del
número de puntos y su localización en la chimenea ..............................................................91
4.11.2 Método 2: (US EPA) Determinación de la velocidad y flujo volumétrico de
los gases en la chimenea.........................................................................................................93
4.11.3 Método 3: (US EPA) Análisis de los gases de la chimenea para determinar el
porcentaje de Dióxido de Carbono (CO2), Oxígeno (O2), y el peso molecular del gas seco. 94
4.11.4 Método 4: (US EPA) Determinación de la humedad contenida en los gases de
la chimenea.............................................................................................................................95
4.11.5 Método 5: (US EPA) Determinación de las emisiones de material particulado
en fuentes fijas........................................................................................................................98
4.11.6 Método 6: (US EPA) Determinación de las emisiones dióxido de azufre en
fuentes fijas ............................................................................................................................99
4.11.7 Método 7: (US EPA) Determinación de las emisiones óxidos de nitrógeno en
fuentes fijas ..........................................................................................................................100
4.12 Seguimiento del muestreo.....................................................................................100
5. Conclusiones ........................................................................................................ 102
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................... 104
ANEXOS.................................................................................................................. 110
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Tipo de contaminante y emisión admisible..................................................................... 26
Tabla 2. Tipo de contaminante y emisión admisible…………………………………………….26
Tabla 3. Especificaciones técnicas de los motores........................................................................ 48
Tabla 4. Características y propiedades del crudo Rubiales. .......................................................... 49
Tabla 5. Característica Mobilgard M440. ..................................................................................... 49
Tabla 6 Generación.. . ................................................................................................................... 38
Tabla 7 Tabla de mantenimiento.. ................................................................................................. 39
Tabla 8. Parámetros Emisiones. .................................................................................................... 41
Tabla 9. Procedimiento muestreo isocinético. .............................................................................. 42
Tabla 10 Matriz de análisis de contaminantes... ........................................................................... 43
Tabla 11. Variables y criterios de significancia de aspectos e impactos ambientales.. ................ 56
Tabla 12. Rangos de los criterios de evaluación de impactos ambientales.. ................................. 57
Tabla 13. Nivel de significancia.. .................................................................................................. 58
Tabla 14. Normatividad Emisiones Atmosféricas. ........................................................................ 65
Tabla 15. Definiciones. . ............................................................................................................... 66
Tabla 16. Constante de calibración del equipo. ............................................................................ 78
Tabla 17. Verificación de orificios críticos. .................................................................................. 79
Tabla 18. Verificación de la termocupla tipo (S y plana). ............................................................ 86
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Proceso para la obtención de energía eléctrica a partir de energía liberada en forma de
calor.. ............................................................................................................................................. 17
Figura 2. Principales componentes de una central termoeléctrica. .............................................. 19
Figura 3. Vista Planta IPP (Independence Power Plant).... ........................................................... 46
Figura 4. Ubicación Soenergy. ...................................................................................................... 28
Figura 5. Organigrama Soenergy Internactional .. ........................................................................ 28
Figura 6. Motor Mack 16m32C..................................................................................................... 29
Figura 7.Etapas del proyecto.. ....................................................................................................... 35
Figura 8. Matriz de impactos ambientales.. .................................................................................. 60
Figura 9. Emisiones de MP.. ......................................................................................................... 62
Figura 10. Mediciones de SO2.. .................................................................................................... 62
Figura 11. Mediciones de NOx.. ................................................................................................... 63
Figura 12. Comparación de fuentes que sobrepasan la norma.. .................................................... 63
Figura 13. Diagrama de flujo de medición de emisiones . ............................................................ 67
Figura 14. Formato 1. Condiciones de operación. ........................................................................ 70
Figura 15. Formato para toma de datos.. ....................................................................................... 71
Figura 16. Formato toma de muestras.. ......................................................................................... 72
Figura 17. Formato 2. Mantenimientos.. ....................................................................................... 74
Figura 18. Formato 3. Certificados de calibración.. ...................................................................... 77
Figura 19. Revisión Previa Del Equipo Muestreador. .................................................................. 78
Figura 20. Verificaciones cordón umbilical. ................................................................................. 81
Figura 21. Vidriería caja fría. ........................................................................................................ 82
Figura 22. Burbujeador . ............................................................................................................... 82
Figura 23. Caja caliente ................................................................................................................ 83
Figura 24. Verificaciones sonda. ................................................................................................... 84
Figura 25. Verificación de tubo pitot tipo S.................................................................................. 85
Figura 26. Tubo pitot - boquilla. ................................................................................................... 86
Figura 27. Verificación de boquillas. ........................................................................................... 87
Figura 28. Tren de muestreo. ........................................................................................................ 97
Figura 29. Seguimiento de Muestreo. ......................................................................................... 101
10
RESUMEN
En el presente trabajó se realizó un protocolo que sirviera como guía para el monitoreo y
seguimiento de la calidad del aire que se emite a la atmósfera por la operación de las plantas
termoeléctricas de la empresa Soenergy International, que producen energía a partir de
combustibles derivados del petróleo. Para poder llevar a cabo este protocolo se siguió un proceso
basado en la recopilación, interpretación y análisis de información relacionada con la emisión de
contaminantes atmosféricos generados en las plantas termoeléctricas y la normativa nacional
vigente. Además se efectúo un monitoreo y seguimiento a las emisiones producidas por la
operación de la empresa Soenergy International y se aplicó la metodología de Leopold, con el
propósito de identificar el mayor impacto que la operación de esta empresa genera en el
ambiente y la comunidad. Finalmente se diseñó, con base a la información analizada y la
normativa ambiental, un protocolo para la medición de la calidad y las emisiones generadas por
la operación de las centrales termoeléctricas.
Palabras clave: Termoeléctrica, combustibles fósiles, metodología, normativa ambiental,
emisiones atmosféricas.
11
ABSTRACT
In this he worked a protocol that would serve as a guide for monitoring and monitoring of air
quality that is emitted into the atmosphere by the operation of thermoelectric plants the company
Soenergy International, which produce energy from fuel derivatives was conducted Petroleum.
To carry out this protocol a process based on the collection, interpretation and analysis of
information related to the emission of air pollutants generated in power plants and existing
national rules are followed. In addition to monitoring and tracking emissions from the operation
of the company Soenergy International was performed and Leopold methodology was applied in
order to identify the most impact the operation of this company generates in the environment and
the community. Finally it was designed, based on the information analyzed and environmental
regulations, a protocol for measuring quality and emissions generated by the operation of power
plants.
Keywords: Thermoelectric, fossil fuels, methodology, environmental regulations, atmospheric
emissions.
12
1. Introducción
1.1 Planteamiento del problema
A lo largo de la historia el desarrollo económico ha primado sobre la protección del
ambiente, esto ha hecho que la contaminación haya aumentado de manera considerable al
aumentar el desarrollo de la humanidad. Estas actividades económicas han sido principalmente
la industria petroquímica y el transporte que, al utilizar derivados del petróleo como materia
prima, han aportado cantidades significativas de emisiones atmosféricas y contaminantes (De
Nevers, 1998).
En comparación con otro tipo de contaminantes, los derivados del petróleo poseen un
potencial de toxicidad bajo. No obstante, los productos secundarios formados por las reacciones
fotoquímicas de dichas emisiones primarias son tóxicos, sin importar que sus niveles de
concentración en el ambiente sean bajos, y producen alteración en los sistemas biológicos,
incluyendo al hombre.
El eje principal del desarrollo de la humanidad ha sido la obtención de energía, sobre todo la
eléctrica, a partir de los combustibles derivados del petróleo, en la cual se usan los motores de
combustión interna. No obstante, la generación de energía eléctrica, a partir de combustibles
fósiles, en motores de combustión interna, genera una serie de emisiones atmosféricas: dióxido
de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono
13
(CO2) y material particulado (MP), los cuales afectan la calidad del aire y, por tanto, la salud de
las personas (OPS, 2005).
Dentro de este marco, la compañía SoEnergy Internacional cuenta con una planta de
generación por medio de motores estacionarios de cuatro tiempos, ubicada en Campo Rubiales
(departamento del Meta). Los moto-generadores utilizan un tipo de combustible producido por
Pacific Rubiales como combustible principal y diésel como secundario, aportando emisiones
atmosféricas, lo que ha generado inconvenientes para que la empresa cumpla con la
normatividad ambiental del país.
Para tal efecto, la Compañía decidió diseñar y estandarizar un procedimiento para realizar el
seguimiento de las emisiones atmosféricas generadas por las Plantas Termoeléctricas. Con esto
se busca describir las variables que pueden afectar las mediciones e identificar la información de
las emisiones, que debe ser organizada con miras a dar cumplimiento a la normatividad
ambiental vigente.
Por lo anterior, la pregunta que guía el desarrollo del presente proyecto es: ¿qué
procedimiento se debe seguir en las plantas de generación de la empresa SoEnergy Internacional
para optimizar los procesos de seguimiento a las emisiones atmosféricas y dar cumplimiento a la
normativa ambiental colombiana?
14
1.2 Justificación
Según las últimas estimaciones de la Organización Mundial de la Salud sobre la carga
mundial de morbilidad, la contaminación del aire exterior e interior provoca unos siete millones
de defunciones prematuras. Esto representa actualmente uno de los mayores riesgos sanitarios
mundiales, comparable a los riesgos relacionados con el tabaco, y superado únicamente por los
riesgos sanitarios relacionados con la hipertensión y la nutrición (OMS, 2014).
La generación de energía por medio de centrales termoeléctricas aporta un porcentaje
importante de la contaminación atmosférica en el país. Según el CONPES 3344 (2005), las
termoeléctricas se ubican en el tercer sector contaminante en Colombia y producen el 33% de la
energía total abastecida en el país.
Las termoeléctricas conforman una de las actividades que aportan contaminantes atmosféricos
de forma significativa (Rotatori et al., 2003). De esta forma, en los procesos de combustión se
emite óxido de azufre, óxido de nitrógeno, monóxido de carbono y material particulado. La
cantidad emitida de cada uno de estos compuestos dependerá del tipo y del tamaño de la
instalación, de las características del combustible y de la manera en que se lleve a cabo la
combustión.
15
En Colombia, la contaminación atmosférica se ha convertido en uno de los principales
problemas ambientales (IDEAM, 2012), ya que deteriora la calidad del aire incrementando con
ello los efectos negativos sobre la salud humana y el entorno. También provoca alteraciones
climáticas a gran escala como el efecto invernadero, el agotamiento de la capa de ozono, la lluvia
ácida y el calentamiento global (Fundación Mapfre, 2013).
Además de desatar alteraciones sobre el medio ambiente, los efectos de la contaminación
atmosférica en la salud van desde una simple irritación del tracto respiratorio hasta daños severos
en los órganos del sistema respiratorio profundo, dependiendo del tipo de contaminante, su
concentración y tipo de exposición (OPS, 2005).
SoEnergy International está obligada a cumplir con lo establecido en la Resolución 909 de
2008. Por efectos de responsabilidad social, por pertenecer a un sector económico que tiene gran
control por parte de las autoridades ambientales, por encontrarse inmersa en procesos de
certificación internacional, por estar interesada en dar cumplimiento a su política ambiental, esta
compañía desea organizar sus procedimientos para tener un mayor control de sus actividades.
Lo anterior ha llevado a SoEnergy International a diseñar un procedimiento para realizar el
seguimiento de las emisiones atmosféricas generadas por las plantas termoeléctricas, que permita
dar cumplimiento al marco legal vigente. Para esto se tomó como referencia lo establecido por la
autoridad ambiental nacional (Ministerio de Medio Ambiente), con el objeto de preservar la
16
calidad del aire y evidenciar las variables que pueden intervenir en el momento de realizar las
pruebas.
1.3 Objetivo general
Diseñar un procedimiento para el seguimiento de las emisiones atmosféricas generadas por las
plantas termoeléctricas de la empresa SoEnergy International, a partir de una revisión de los
parámetros técnicos exigidos por la normatividad ambiental colombiana para el control de
emisiones provenientes de fuentes fijas.
1.4 Objetivos específicos
Analizar la información técnica recopilada de la empresa Soenergy International, con el
fin de identificar en detalle sus procesos y actividades relacionadas con la operación de
las plantas termoeléctricas.
Identificar los impactos ambientales significativos de la Compañía a través de una matriz
de aspectos e impactos ambientales, con el propósito de reconocer el nivel de importancia
de las emisiones atmosféricas de las plantas termoeléctricas con relación a otras
actividades.
Hacer una revisión de la normatividad nacional sobre emisiones admisibles de
contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas.
Describir las condiciones óptimas de operación de los motores para la realización de
pruebas de pruebas de medición isocinética de emisiones atmosféricas generadas por las
plantas termoeléctricas.
17
2. Marco Teórico
2.1 Generalidades de las plantas termoeléctricas
Una planta termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía
eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión
de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón (Silva, 1993). Esta transformación
sigue el proceso descrito en la Figura 1.
Figura 1. Proceso para la obtención de energía eléctrica a partir de energía liberada en
forma de calor. Fuente: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (1999).
Las centrales térmicas se denominan clásicas o convencionales (Silva, 1993), con el fin de
diferenciarlas de otros tipos de centrales termoeléctricas (nucleares, solares, etc.). El esquema de
la generación de energía eléctrica a partir de motores alternantes se da mediante la utilización de
motores diésel, con costos menores debido al combustible pesado que utiliza (aceite combustible
para motor o diésel, fuel oil y mezclas heterogéneas de fuel oil y diésel). Dichos motores tienen
mayor compresión obteniendo mayor potencia en un mismo ciclo.
18
Las centrales termoeléctricas están compuestas por varios moto-generadores, consistentes en
el grupo motor y generador, más el sistema de control. La cantidad de moto-generadores
requeridos en una planta depende de la demanda y de las necesidades.
Los principales componentes de una central termoeléctrica se relacionan en la Figura 2.
19
*PTAP: planta de procesamiento de agua potable. **Esquema general de las plantas termoeléctricas sometidas a estudio.
Figura 2. Principales componentes de una planta termoeléctrica. Fuente: Autor
20
2.2 Contaminantes atmosféricos de plantas termoeléctricas
En las centrales termoeléctricas se generan emisiones las cuales contaminan la atmósfera, este
proceso sucede en el proceso de la combustión. Estas emisiones son expulsadas a la atmósfera a
través de la chimenea. Las plantas térmicas emiten los siguientes contaminantes: óxido de azufre,
óxido de nitrógeno, monóxido de carbono y material particulado.
2.2.1 Material Particulado (PM)
El material particulado (PM por sus siglas en inglés) es una amplia clasificación de material
que consiste en pequeñas partículas sólidas o gotitas líquidas finas que se encuentran en la
atmósfera (OMS, 2004). La EPA (2010a), los define como ''cualquier material sólido o líquido
finamente dividido, generado a partir de cualquier actividad antropogénica''. Las partículas de
interés en este trabajo son las partículas sólidas finas que pueden ser emitidas por los procesos
industriales de combustión. La composición química de estas partículas puede variar
ampliamente, dependiendo de su fuente y pueden reaccionar en la atmósfera para formar otros
compuestos. Existen muchas formas de PM de forma natural donde se pueden incluir esporas,
polvo, ceniza volcánica y los productos de combustión de los incendios forestales.
Las partículas en la atmósfera varían en tamaño de 0,1 a 50 µm, las partículas de mayor
tamaño no son transportadas por el aire. PM de menos de 10 µm y de menor tamaño se llaman
PM10 y se consideran inhalables (De Nevers, 1998).
21
Hay tres principales fuentes de partículas (IDAE, 2007) en un proceso de combustión
industrial con gases de escape. Uno de ellos es el arrastre de las materias primas entrantes. Una
segunda opción se genera durante el proceso de combustión propiamente dicho. El tercero es el
arrastre de una parte de combustible sólido, por ejemplo carbón, que no se quema totalmente
antes de abandonar la chimenea de escape.
2.2.2 Óxidos de nitrógeno (NOx)
Por NOx se refiere a los óxidos de nitrógeno, los cuales incluyen monóxido de nitrógeno,
también conocido como nítrico óxido (NO), y dióxido de nitrógeno (NO2). También pueden
incluir el óxido nitroso (N2O), conocido como gas de la risa, así como otras combinaciones
menos comunes de nitrógeno y oxígeno, tal como tetróxido de nitrógeno (N2O4) y pentóxido de
nitrógeno (N2O5) (OMS, 2004). Según la EPA (2010b) los óxidos de nitrógeno son: ''todos los
óxidos de nitrógeno, excepto el óxido nitroso''. En la mayoría de aplicaciones de calentamiento
de alta temperatura, la mayoría de los NOx que sale la chimenea de escape está en la forma de
óxido nítrico (NO), el cual es un gas incoloro que se combina rápidamente con el O2 de la
atmósfera para formar NO2.
2.2.3 Dióxido de azufre (SO2)
Según la OMS (2004), El dióxido de azufre es un gas no inflamable incoloro ácido con un
olor acre que es detectable por la nariz humana y se utiliza en una variedad de procesos
químicos. El SO2 puede ser muy corrosivo en presencia de agua y es altamente soluble en agua.
22
Mientras el SO2 se produce de forma natural, por ejemplo las erupciones volcánicas, la fuente
más importante se presenta en los procesos de combustión en el sector industrial.
2.2.4 Monóxido de carbono (CO)
Es un gas tóxico si se respira, inodoro e incoloro. El monóxido de carbono se produce
generalmente por la combustión incompleta y es generalmente muy fácil de convertir en CO 2
(OMS, 2004).
2.3 Impactos de los contaminantes atmosféricos
2.3.1 Material Particulado
Representa un peligro para la salud en el sistema respiratorio humano. Las partículas
pequeñas pueden ser capturadas en las membranas mucosas de las fosas nasales y en los
pulmones. Esto puede causar la muerte prematura en los ancianos y los enfermos. Las partículas
pueden causar inflamación, daño celular, aumento de la permeabilidad de los pulmones, y
aumento del ritmo cardíaco y la presión arterial (Gaitán, Cancino & Behrentz, 2007). Según la
OMS (2005) la exposición prolongada puede causar una disminución de la función pulmonar y
un aumento del riesgo de enfermedad respiratoria.
Una preocupación primaria ambiental de las emisiones de partículas es la reducción de la
visibilidad, que es un problema particular en las zonas urbanas. El grado de impacto en la
visibilidad depende de varios factores, incluyendo la densidad de carga, tamaño de partícula, las
23
condiciones meteorológicas (temperatura, velocidad y dirección del viento, la humedad, el
ángulo del sol, nube condiciones, etc.), ubicación de origen y la hora del día (por ejemplo, la
visibilidad reducida es más de un preocupación durante las horas del día cuando la luz solar es
bloqueada) (OPS, 2005).
Las partículas pueden dañar la vegetación y fuentes hídricas, si se encuentran en altas
concentraciones en estas, pueden ser tóxicas y lo suficientemente grandes en tamaño para reducir
la producción de los cultivos mediante el bloqueo de los procesos naturales de las plantas. Si las
partículas son alcalinas o ácidas pueden alterar el pH de las vías fluviales. Si son tóxicos, las
plantas y los animales en contacto con las partículas pueden verse afectados negativamente
(OMS, 2005).
2.3.2 Óxidos de nitrógeno (NOx)
El NO es un gas venenoso para los humanos y puede causar irritación de los ojos y la
garganta, opresión en el pecho, náuseas, dolor de cabeza y pérdida gradual de la fuerza.
Prolongada exposición a NO puede causar tos violenta, dificultad para respirar y cianosis, y
podría ser fatal (Banco Mundial, 1997).
El dióxido de nitrógeno (NO2) es un gas de color marrón rojizo, altamente reactivo que tiene
un olor fuerte y es un agente oxidante fuerte. Es altamente tóxico y peligroso debido a su
capacidad para causar neumonitis química retardada y edema pulmonar (Gaitán, Cancino &
Behrentz, 2007).
24
Los vapores de dióxido de nitrógeno son un fuerte irritante para el tracto pulmonar. La
inhalación puede también causar irritación de los ojos y la garganta, opresión en el pecho, dolor
de cabeza, náuseas, y la pérdida gradual de la fuerza (OMS, 2005).
Sumado a lo anteriormente expuesto, el óxido nitroso (N2O) contribuye a la destrucción del
ozono en la estratosfera y es un gas de efecto invernadero.
2.3.3 Dióxido de azufre (SO2)
El dióxido de azufre se considera que es un contaminante criterios debido al efecto de asfixia
se puede causar en el sistema respiratorio humano en concentraciones suficientemente altas. Se
conoce como un irritante pulmonar y es especialmente problemático para los niños y los
ancianos (Banco Mundial, 1997). Es particularmente peligroso para aquellos que tienen asma y
otras enfermedades respiratorias. El SO2 puede reaccionar con la humedad en el sistema
respiratorio para formar ácido sulfúrico.
El SO2 puede dañar las plantas en determinadas condiciones aunque esto no es generalmente
de preocupación significativa en comparación con su contribución a la lluvia ácida, siendo el gas
contaminante más importante (WHO, 2005).
25
2.3.4 Monóxido de carbono (CO)
El monóxido de carbono es un gas altamente tóxico y actúa como una asfixiante química
mediante la combinación con la hemoglobina en la sangre que normalmente transporta el
oxígeno dentro del cuerpo. El CO debilita las contracciones del corazón, que luego disminuye el
flujo de sangre a los músculos y órganos. Es especialmente peligroso para las personas con
problemas respiratorios, incluso a baja concentraciones. Dependiendo del nivel de CO y de la
exposición, los efectos sobre los seres humanos pueden variar de dolores de cabeza leves hasta la
muerte (WHO, 2000).
2.4 Normatividad nacional de emisiones atmosféricas por fuentes fijas
La normativa nacional vigente se encuentra fundamentada en los métodos de referencia
establecidos por la Agencia de Protección Ambiental Americana US EPA, en su “Código Federal
de Regulaciones de los Estados Unidos (CFR) TITULO 40 PARTE 60APP A” adoptada por el
Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. La normatividad nacional relacionada
con los objetivos del presente proyecto se relaciona a continuación:
Resolución 909 de 2008 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial: en la
cual se reglamentan las emisiones admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas.
Resolución 1309 del 13 de julio de 2010: modifica la Resolución 909 de 2008.
Resolución 760 de 2010 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial:
mediante el cual se adopta el Protocolo para el Control y Vigilancia de la Contaminación
Atmosférica Generada por Fuentes Fijas. Resolución 2153 de 2010 del Ministerio de Ambiente,
26
Vivienda y Desarrollo Territorial: resolución creada con el fin de ajustar el Protocolo para el
Control y Vigilancia de la Contaminación Atmosférica Generada por Fuentes Fijas, adoptado a
través de la Resolución 760 de 2010.
Resolución 0935 de 2011 del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de
Colombia (IDEAM): por medio de la cual se establece la metodología utilizada para la
evaluación de emisiones contaminantes por fuentes fijas y se fija el número de pruebas o corridas
para la medición de contaminantes.
El estándar de emisión que aplica para la central termoeléctrica de Soenergy International
(Fase I y II) se describe en el Artículo 2, de la Resolución 1309 de 2010 del MAVDT (Ministerio
de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial), el cual establece que los motores de combustión
interna con capacidad igual o superior a 1 MW existentes en actividades industriales, deberán
cumplir un estándar de emisión admisible descrito en la Tabla 1.
Tabla 1. Tipo de contaminante y emisión admisible (motores existentes). Fuente: Autor.
Tipo de contaminante Emisión admisible (mg/m3)
Material Particulado (MP) 100
Óxidos de Nitrógeno (NOx) 1800 (incluyen corrección por Oxígeno al 15% de referencia)
Dióxido de Azufre (SO2) 400
El estándar de emisión que aplica para la central termoeléctrica de Soenergy International
(Termo Petróleo, Termo Llanos y Termo EBR (Estación de Bombeo Rubiales)) se describe en el
Artículo 2, de la Resolución 1309 de 2010 del MAVDT, el cual establece que los motores de
combustión interna con capacidad igual o superior a 1 MW nuevos en actividades industriales los
27
cuales fueron instalados después del cinco de junio de 2008, deberán cumplir un estándar de
emisión admisible descrito en la Tabla. 2
Tabla 2. Tipo de contaminante y emisión admisible (motores nuevos). Fuente: Autor.
Tipo de contaminante Emisión admisible (mg/m3)
Material Particulado (MP) 50
Óxidos de Nitrógeno (NOx) 1800 (incluyen corrección por Oxígeno al 15% de referencia)
Dióxido de Azufre (SO2) 400
2.5 Descripción de la empresa SoEnergy International
La compañía Soenergy International (anteriormente Energy International) es un proveedor
de servicios energéticos globales que brinda soluciones personalizadas, lo que incluye la venta de
energía, soluciones energéticas de larga duración e interconexión eléctrica, para una diversa red
de organizaciones e industrias en todo el mundo. La compañía cuenta con experiencia técnica de
primera clase e infraestructura de carácter mundial a lo largo de América Latina, y actualmente
se expande hacia el mercado en Europa, Medio Oriente y África (SOENERGY, 2009).
Entre su amplio portafolio de servicios brinda soluciones de energéticas de larga duración. En
Colombia está ubicado en los Llanos Orientales (a 465 km. de Bogotá); actualmente está
interconectado con el sistema eléctrico colombiano y depende energéticamente de una limitada
capacidad de generación termoeléctrica para implementar los planes de desarrollo del campo.
El campo petrolero Rubiales (Figura 4) es uno de los campos más grandes en la República de
Colombia y es estratégico para el país.
28
Figura 3. Vista Planta IPP. Fuente: Pacific Rubiales Energy.
2.5.1 Ubicación geográfica
La Central de Generación está construida en el área designada por Meta Petroleum como
IPP (Indendex Power Plant), dentro del complejo petrolero localizado en Campo Rubiales; zona
petrolera al sur este de los Llanos Orientales. Tiene una extensión de 59.600 hectáreas (área
contratada) y un área exploratoria (Bloque Quifa) de aproximadamente 153.000 Km2, a 171 km
del municipio de Puerto Gaitán y a 452 Km de Bogotá (Figura 5).
Figura 4. Ubicación Soenergy. Fuente: Soenergy (2009).
29
2.5.2 Organigrama
O&M Manager Alvaro Estrada
Administrative and Financial Manager
Juan Carlos Gomez Pulido
Commissioning Salomon Rivera
Planning and Inventory Control Mauricio Ol ivares
Financial & Quoting Bel izario Gutiérrez
Estimation and Reliability Manager
Ivan Cala
Remote Monitoring / RCA / Engineering
Ximena Torres
Predictive Ricardo Cuéllar
Maintenance Manager Gustavo Castañeda
Operation Manager Juan Picón
El Salvador O&M Manager
Max Palencia
VP Operations
Emil Goyes
Figura 5. Organigrama Soenergy Internactional. Fuente: Soenergy (2009).
30
2.5.3 Política de Calidad, Seguridad y Medio Ambiental
SoEnergy International es un proveedor global de servicios de energía, ofreciendo
soluciones a la medida, incluida la venta de la energía, las soluciones de energía temporal,
permanente y los servicios de soporte para motores y turbinas. SoEnergy International presta
servicios de calidad de clase mundial y antepone la seguridad de sus colaboradores y la
protección del medio ambiente y hace de esta política parte integral de las actividades cotidianas.
Según información de la página web de la Compañía, SoEnergy International, la cual tiene
certificación OHSAS, tiene como compromiso:
La prevención de lesiones, enfermedades laborales y la afectación al medio ambiente,
mediante la identificación de los peligros y el control de los riesgos asociados a sus actividades.
Además:
a. El cumplimiento de los requisitos legales vigentes y otros requisitos a los que se
suscriba.
b. La satisfacción de los clientes por la alta calidad de los servicios prestados.
c. El mejoramiento continuo de la calidad, la seguridad y el medio ambiente.
Para lograrlo, la Empresa propone fomentar la cultura de la seguridad, la conciencia
medioambiental y la calidad de los servicios prestados, con el fin de obtener de sus
31
colaboradores la actitud del cuidado a sí mismo y hacia los demás, el respeto y la protección del
medio ambiente, así como la satisfacción de los clientes.
SoEnergy International realiza el presente anexo a su política de Calidad, Seguridad y Medio
Ambiente con el fin de fortalecer la responsabilidad y compromiso con la mejora continua de su
Sistema de Gestión de Calidad, Seguridad, Salud y Medio Ambiente. Lo anterior con el
propósito de establecer controles específicos, hasta donde sea posible:
En cuanto a los peligros y riesgos:
1. Priorizar de acuerdo a la valoración realizada los peligros y riesgos más
significativos de acuerdo al proyecto donde se estén realizando las operaciones, evitando al
máximo los incidentes y las enfermedades laborales resultantes de los procesos.
2. Cumplir al máximo la legislación y los requisitos relacionados con el proyecto del
país donde se opere.
3. Proponer acciones de mejoramiento continuo y de lecciones aprendidas en los
proyectos.
En cuanto a la calidad de los servicios y productos:
1. Cumplimiento de la disponibilidad contractual y energía contratada.
2. Mejoramiento de los procesos.
En cuanto a los impactos ambientales:
32
1. Prevenir la contaminación del suelo y el agua por derrame de sustancias químicas
o hidrocarburos.
2. Prevenir la contaminación por generación de residuos sólidos y líquidos,
comunes, peligrosos y especiales.
3. Minimizar la contaminación del aire por emisión de sustancias a la atmósfera
(material particulado, CO, CO2, SO2, NOx).
2.6 Descripción técnica de actividades, equipos e insumos utilizados
El principio de operación básica es tener una planta de generación eléctrica, la cual está en
funcionamiento, diseñada para el aprovechamiento del combustible existente en el campo (crudo
API-12). Se utiliza una mezcla de crudo mejorado denominada blending compuesta por crudo-
diésel, la cual será entregada por el cliente en el límite de batería de la planta de generación.
Los motor-generadores utilizan diésel como combustible de arranque. El límite normal de
utilización no debe sobrepasar el 50% de su capacidad antes de pasar a la operación con
blending.
El moto-generador tiene como combustible principal el blending en unas cargas superiores al
80%. Para utilizar este combustible en el moto-generador se requiere de un tratamiento previo
que se realiza en las unidades de calentamiento y separadoras del sistema.
33
La utilización del crudo está regulada por Ecopetrol y, por tanto, la medición y registro del
crudo debe ser fiscalizado según procedimientos aprobados.
Los equipos de generación son moto-generadores con sus sistemas comunes y auxiliares de
cada máquina.
Equipos principales del grupo moto-generador:
Los sistemas y equipos mecánicos asociados al grupo moto-generador a crudo incluyen lo
siguiente:
Grupos moto-generadores, diseñado para trabajar con crudo mejorado o diésel, de
cárter húmedo, con sus turbo-cargadores, enfriadores de alta y baja temperatura del
aire de carga, bomba mecánica de aceite y bomba mecánica de agua AT y BT
directamente acopladas, actuador, acople y guarda entre motor y generador, y
amortiguadores en la base del motor.
Un sistema de combustibles, que comprende un tanque de almacenamiento de crudo
rubiales mejorado, un tanque de servicio de crudo rubiales mejorado, un tanque de
almacenamiento de diésel, un módulo de transferencia de diésel, un módulo de
presurización de crudo, un módulo viscosímetro de crudo y dos unidades de
separación de crudo mejorado con capacidad para limpiar el crudo de alimentación de
los grupos moto-generadores.
Un sistema de refrigeración de agua, mediante radiadores de enfriamiento del agua de
alta y baja temperatura (AT y BT) para refrigeración del motor y sus auxiliares, con
34
sus ventiladores eléctricos de succión de aire, cabezales de entrada y salida de agua, y
estructura metálica de soporte.
Un Sistema de aceite lubricante, que comprende un tanque de almacenamiento de
aceite lubricante, una bomba de llenado del tanque de almacenamiento de aceite
lubricante, una bomba de reposición de aceite lubricante, un intercambiador de calor,
una unidad separadora.
Un tanque de aceite de mantenimiento y una bomba de recirculación de aceite de
mantenimiento.
Un Sistema de aire de combustión y gases de escape del motor.
Un Sistema de aire comprimido que comprende tres compresores, dos en un skid para
aire de arranque y de instrumentos y uno en otro skid para aire de servicios, dos
botellas para almacenar el aire de arranque e instrumentos, una de servicio requerido
por cinco grupos motor-generador de la Planta, un secador de aire para secar el aire de
instrumentos requerido por los cinco grupos motor-generador de la planta.
Un Sistema de aceite térmico cerrado, para calentamiento del combustible.
Un Sistema de drenajes de aguas aceitosas, que comprende un tanque de lodos y unas
bombas neumáticas para trasiego de aguas aceitosas.
2.6.1 Características del motor
Es un motor diésel de 4 tiempos, turboalimentado y pos enfriado, con inyección directa
de combustible (Manual Mak) (Figura 7).
35
Figura 6. Motor Mack 16m32C. Fuente: Soenergy International.
El bloque del motor: está fundido en una sola pieza. El cigüeñal está suspendido del bloque
del motor. La tapa de los cojinetes principales está sujeta por dos tornillos de cojinete principal,
de apriete hidráulico, y por dos tornillos laterales situados horizontalmente. El colector de aire de
carga, así como el colector de agua de refrigeración, están integrados en el bloque del motor. Las
tapas del cárter, hechas de metal ligero, cierran herméticamente contra el bloque del motor por
medio de juntas de goma. El cárter de aceite lubricante es de chapa soldada.
Las camisas de cilindro: son refrigeradas sólo en la parte superior. El efecto refrigerante es
optimizado para lograr la temperatura correcta en la superficie interior de las camisas.
Para eliminar el riesgo de desgaste de la camisa, la misma está provista de un aro
antidesgaste.
36
Los cojinetes principales: son cojinetes partidos, trimetálicos o bimetálicos, totalmente
intercambiables, que pueden desmontarse retirando la tapa del cojinete.
El cigüeñal: está forjado en una sola pieza y equilibrado con los contrapesos necesarios.
Las bielas: tienen un diseño de tres piezas, de las llamadas "bielas de tipo marino".
Las bielas son de acero aleado, forjado y mecanizado. La cabeza de biela está dividida
horizontalmente en tres partes para permitir la extracción del pistón y de las piezas que
componen la biela. Todos los tornillos de biela son apretados hidráulicamente para minimizar los
movimientos relativos de las superficies de contacto. Los cojinetes de cabeza de biela son
cojinetes partidos, trimetálicos o bimetálicos, totalmente intercambiables.
Los pistones: están provistos de un sistema de lubricación de faldilla. Las ranuras del
segmento superior están endurecidas. El aceite refrigerante penetra en la cámara de refrigeración
a través de la biela. Las cámaras de refrigeración están diseñadas para producir un efecto de
agitación óptimo.
El juego de segmentos de pistón: consta de dos segmentos de compresión cromados y un
segmento rascador cromado, cargado por resorte.
La culata: de hierro nodular fundido, se fija al bloque por medio de cuatro tornillos de
apriete hidráulico. El diseño de la culata es de doble pared y el agua refrigerante es forzada desde
la periferia hacia el centro, lo que proporciona una eficaz refrigeración en las zonas más
importantes.
Las válvulas de admisión: están recubiertas de estelita y sus vástagos son cromados. Los
asientos de las válvulas son de una aleación especial de hierro fundido, y son recambiables.
37
Las válvulas de escape: con asientos de nimonic o estelita y vástagos cromados, cierran
contra los asientos directamente refrigerados.
Los asientos de las válvulas: de un material resistente a la corrosión y a las picaduras, son
recambiables.
Los árboles de levas: están formados por tramos individuales para cada cilindro, con las
levas integradas.
Las bombas de inyección: tienen empujadores de rodillos independientes y pueden ser
cambiadas ajustando la medida de la base con el tornillo empujador. Las bombas y tuberías están
situadas en un espacio cerrado, aislado térmicamente para funcionar con combustibles pesados.
El turbocompresor está situado normalmente en el lado libre del motor.
El enfriador del aire de carga es de tipo auto soportado.
El sistema de aceite lubricante: incluye una bomba de engranajes, un filtro automático de
aceite, un filtro centrífugo para la limpieza del aceite procedente de la descarga del filtro
automático, un enfriador de aceite con válvula termostática y una electrobomba de
prelubricación. El cárter de aceite está diseñado para el volumen total de aceite necesario, por lo
que los motores de cualquier número de cilindros pueden funcionar con la configuración de
cárter húmedo. También es posible funcionar con cárter seco.
Sistema de arranque: El suministro de aire a los cilindros es controlado mediante un
distribuidor de aire de arranque, movido por el árbol de levas.
La instrumentación y la automatización: se realizan mediante el Sistema de control del
motor o mediante el sistema de control de la planta eléctrica.
38
El sistema de agua de refrigeración: incluye bombas de agua incorporadas y válvulas
termostáticas.
Tabla 3. Especificaciones técnicas de los motores, manual Mak. Fuente: Soenergy International.
Fabricante NIGATA PIELSTICK MAK
Modelo PIELSTICK 18PC2-
6/2V
S.E.M.T. 16PA6B-V 16CM32C
Capacidad 13000
Rendimiento
Radio de Compresión 1:11.4
Temperatura de
Escape
350°C 350°C 350°C
Aire de Entrada 24 -32°C 24 -32°C 24 -32°C
Arranque Por aire comprimido Por aire comprimido Por aire comprimido
Combustible Crudo - Diésel Crudo - Diésel Crudo - Diésel
Protecciones Falla de arranque, parada
de emergencia, baja
presión de aceite
lubricante, baja presión
de aceite de turbo
alimentador, alta
temperatura de agua de
cilindro, alta temperatura
de aceite lubricante, alta
temperatura de cojinetes
de motor, parada.
Falla de arranque, parada
de emergencia, baja
presión de aceite
lubricante, baja presión
de aceite de turbo
alimentador, alta
temperatura de agua de
cilindro, alta temperatura
de aceite lubricante, alta
temperatura de cojinetes
de motor, parada.
Falla de arranque,
parada de emergencia,
baja presión de aceite
lubricante, baja presión
de aceite de turbo
alimentador, alta
temperatura de agua de
cilindro, alta
temperatura de aceite
lubricante, alta
temperatura de cojinetes
de motor, parada
Combustible de
Trabajo
Crudo - blending Crudo - blending Crudo - blending
Combustible de
arranque y parada
del motor
Diésel Diésel Diésel
Tipo Designación de Cilindros
en V
Designación de Cilindros
en V
Designación de
Cilindros en V
Principio
Termodinámico
Cuatro Tiempos Cuatro Tiempos Cuatro Tiempos
Diámetro Interior del
Cilindro (cm)
40 28 32
39
Carrera del Pistón
(cm)
46 29
Nro. de Cilindros 18 16 16
Inclinación de
Cilindros
Nro. De Válvulas de
Escape
2 2 2
Nro. de Válvulas de
Admisión
2 2 2
Nro. Máximo RPM
en operación
520 900 720
2.6.2 Tipo y calidad del combustible y lubricante
Los motores diésel de velocidad están diseñados para operar con combustible pesado
(combustible residual) con una viscosidad máxima de 55 cSt a 100ºC (aprox. 730 cSt a 50°C,
aprox. 7200 segundos RI/100°F) y funciona de forma satisfactoria con combustibles mezclados
(intermedios) de menor viscosidad, así como con destilados.
El combustible a utilizar para la generación con moto-generadores es Crudo Mejorado de
Rubiales (ver sus propiedades en la Tabla 7. Los resultados del laboratorio DNV se presentan en
el Anexo 1). Se utiliza diésel como combustible de respaldo principalmente para los arranques
del motor cuando este se encuentre frío, y mientras el combustible de operación normal llega a la
temperatura y condición necesarias. También se utiliza diésel antes de sacar de servicio el motor,
para “lavar” las tuberías y equipos del Módulo de control de Viscosidad de combustible.
Tabla 4. Características y propiedades del crudo Rubiales. Fuente: Pacific Rubiales
Energy
Estado Liquido
40
Color Negro
Agua Soluble Ninguno
Gravedad API @60°F 12.8° API
Punto de Auto ignición 405°C
Gravedad Especifica @60°F 0.9843
Presión de vapor @ 68 °F 0.89 psi
Viscosidad Cinemática @ 150 °F 367.8 cSt
Calor de Combustión (Gross) 14.199 MJ/Kg
Numero de neutralización 180.86 °F
Punto de fluidez + 50 °F
Residuos de Carbón 12.% m
Contenido de Sal 4lb/1000 Bls
Azufre 1.296 % p
n-C7 Insoluble 13.17% m
Cenizas 0.04% m
H2S Existentes <1 ppm
Vanadio 129.4 ppm
Níquel 30.6 ppm
Hierro 1.6 ppm
Cobre 0.1 ppm
Sodio 0.6 ppm
El aceite de lubricación utilizado para los moto-generadores mientras estos están operando, es
el Mobilgard M440 de ExxonMobil. Es un aceite de calidad Premium de alto desempeño que
contienen un TBN de 40, diseñado para usarse en aplicaciones de motores diésel de velocidad
media, alimentados con combustibles residuales que operan bajo las más severas condiciones
encontradas en la industria marina y en la industria de generación estacionaria de energía. Esto
con el fin de lubricar y remover el calor de los componentes internos del mismo. En la Tabla 8 se
presentan las principales características de este aceite lubricante y en el Anexo 2 los resultados
de laboratorio.
41
Tabla 5. Característica Mobilgard M440. Fuente: Ficha técnica Exxon Mobil.
Grado SAE 40
Peso específico a 15°C 0.915
Punto de inflamación °C, ASTM D92 242
Punto de Congelación °C, ASTM D97 -6
Viscosidad ASTM D 445
cSt, a 40 °C 143
cSt, a 100 °C 14.0
TBN, mg KOH/g, ASTM D 2896 40
Cenizas Sulfatadas, % p, ASTM D 874 5.0
2.6.3 Temperatura de gases
Los gases de escape salen de los turbocargadores a una temperatura de 450°C y se unen en
un solo conducto. Este conducto dirige los gases de escape hacia la caldera de gases de escape,
luego, pasan por el silenciador y finalmente salen al ambiente a una temperatura de 350°C
aproximadamente. Los componentes del sistema de gases de escape están conectados mediante
piezas de transición flexibles. Estas piezas permiten la expansión y contracción térmica de los
componentes que están expuestos a las temperaturas extremas que ocurren durante la operación
normal del motor.
El aceite térmico, siendo calentado en los serpentines de la caldera de gases de escape, pasa
a través de un diferencial de presión, y luego pasa por el recipiente de des-gasificación. Este
sirve para desgasificar el aceite térmico y el gas sale a través de las tuberías hacia el tanque de
expansión.
42
2.6.4 Capacidad de generación
En la Tabla 9 se presenta la capacidad de generación de energía de la termoeléctrica entre
los años 2009 y 2013.
Tabla 6. Generación. Fuente: Manuales PIELSTICK y MAK
AÑO PLANTA UNIDADES FABRICANTE GENERACION
(MW)
TOTAL
(MW)
2009 Termo Rubiales FASE I 5 PIELSTICK 16PA6B 4.5 22.5
2010 Termo Rubiales FASE
II
4 PIELTICK 18PC2.6 8.5 34
2011 Termo EBR 3 MAK 16M32C 7.4 22.2
2011 Termo Petróleo 3 MAK 16M32C 7.4 22.2
2011 Termo Petróleo 1 MAK 12M32C 5.4 5.4
2013 Termo Llanos 2 MAK 16M32C 7.4 14.8
TOTAL 121.1
2.6.5 Altura y diámetro de la chimenea
Según los fabricantes de los equipos, las especificaciones de emisión en concentración de
contaminantes atmosféricos son las siguientes: MOTORES MAK 4.5 MW, MOTORES
PIELSTICK 5 MW y MOTORES PIELSTICK 7.5 MW (H chimenea = 22 m).
Con base en las estimaciones realizadas en el Estudio de dispersión de contaminantes
atmosféricos, realizado por la empresa la GEOTEC, en la normatividad nacional y en las
especificaciones de los fabricantes de los motores, se concluye que los parámetros analizados
presentaron un comportamiento coherente con la rosa de los vientos y las condiciones climáticas
predominantes en la zona de estudio. Para todos los contaminantes analizados se observa una
dispersión en dirección al suroeste y homogénea en cuanto a la distribución de las fuentes de
43
emisión con una altura de chimenea de 22 metros, como se evidencia en los planos de altura de
la chimenea (Anexo 3).
2.6.6 Mantenimientos
El programa de mantenimiento muestra todos los trabajos de mantenimiento desde el básico
operacional hasta el más grande intervalo indicando claramente todas las ocurrencias y el trabajo
futuro para los componentes individuales.
El propósito del plan de mantenimiento es cambiar partes usadas o con desgaste o reparar
estas partes antes de que estos fallen. El programa de mantenimiento provee una lista rápida de
las tareas a llevar a cabo para mantener el equipo en las condiciones estándar de operación, con
una frecuencia establecida por el fabricante y la cual, dependiendo de la operación, puede
modificarse para mantener el desempeño del equipo.
Para los equipos, las tareas de mantenimiento presentadas en la Tabla 10 se deben ejecutar
en el plan de mantenimiento.
Tabla 7. Tabla de mantenimiento. Fuente: Manual MAK
COMPONENTE CADA 1500 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Juego de Válvulas Controles/Ajustes
Válvula de arranque Controles/Comprobación
Apoyo de árbol regulador Mantenimiento/Comprobación
Vigilante del cárter de
cigüeñal
Controles/Comprobación
44
Virador Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Regulador Comportamiento del regulador/Varillaje del regulador
COMPONENTE CADA 3750 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Propulsión/Mando del motor Controles/Comprobación
Engranaje Controles/Comprobación
Presostato Controles/Ajustes
Virador Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Regulador Cambio de aceite
Aparatos de Vigilancia Comprobador instalación de seguridad y alarma
COMPONENTE CADA 7500 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Macho de válvula de
admisión y escape
Controles/Desmontaje y montaje de un cilindro completo
Aros de pistón y ranuras Controles/Comprobación de un pistón
Válvula de arranque Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Varillaje regulador Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Conducto de aceite Controles/Comprobación
Bomba de inyección Controles/desmontaje y montaje de una bomba
Válvula de inyección Conservación /Desmontaje y montaje
Filtro de seguridad de
lubricante
Controles/Limpiar
Interruptor de revoluciones Controles/Ajustes
Vigilante del cárter de
cigüeñal
Controles/Comprobación
Virador Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Emulsión de aceite protector Cambio
COMPONENTE CADA 15000 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Guía de la válvula/aro
rascador del aceite
Controles/Sustitución
Casquillo del inyector Mantenimiento/ Desmontaje y montaje
Macho de válvula de
admisión y escape
Controles/Desmontaje y montaje
Culata Manteamiento /Limpieza
Cojinete de cigüeñal Controles/Desmontaje de dos cojinetes de cigüeñal
Camisa de cilindro Controles/Medidas de una camisa
Cojinete de árbol de levas Controles/Comprobación de todos los cojinetes
Cojinete del árbol de levas Mantenimiento/ Desmontaje y montaje
Engranaje Controles/Comprobación
Accionamiento del regulador Controles/Desmontaje y montaje
Engranaje Controles/comprobación
Accionamiento del regulador Mantenimiento/ Desmontaje y montaje
Amortiguador de vibraciones
en el árbol de levas
Conservación/Desmontaje y montaje
Válvulas de control Controles/comprobación
Bomba de inyección Controles/Desmontaje y montaje de todas las bombas
Distribuidor de aire de
arranque
Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Amortiguador de vibraciones Controles/desmontaje Cambio de todos los cojinetes del cigüeñal
COMPONENTE CADA 30000 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Balancín Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Válvula de Seguridad Mantenimiento/Recambios
Cojinete del cigüeñal Controles/Desmontaje
Cojinete de empuje del
cigüeñal
Controles/Desmontaje
Aros del pistón y ranuras Controles/comprobación de todos los pistones
45
Cojinete del bulón Mantenimiento/Medida
Camisa del cilindro Controles/Medidas del en todos los cilindros
Camisa del cilindro Mantenimiento/Desmontaje
Cojinete del árbol de levas Mantenimiento/Desmontaje y montaje
Válvulas de control Controles/Comprobación
Amortiguador de vibraciones Mantenimiento/Desmontaje
Virador Mantenimiento/Desmontaje y montaje
COMPONENTE CADA 45000 HORAS DE FUNCIONAMIENTO
Amortiguador de vibraciones Mantenimiento/Recambios
46
3. Aspectos metodológicos
Para el diseño del procedimiento de seguimiento de las emisiones atmosféricas de las plantas
termoeléctricas de la compañía Soenergy International se utilizó una metodología de naturaleza
descriptiva, desarrollada por etapas, la cual contempló recopilación de datos de campo a través
de estudios, análisis de laboratorio y/o medición directa de los parámetros de calidad del aire. La
Figura 3 describe el proceso desarrollado en cada una de las etapas:
Figura 7. Etapas del proyecto. Fuente: Autor.
3.1 Recopilación de información preliminar
Con el fin de justificar la necesidad e importancia del procedimiento de seguimiento se
recurrió a la información suministrada por la compañía Soenergy International para identificar:
1.• Recopilación de información preliminar
2.• Análisis de la información recopilada
3.• Visita a la empresa y realización de trabajo de campo
4.• Identificación de impactos ambientales
5.• Diseño del procedimiento de medición de emisiones
47
Datos generales de la central térmica (nombre, ubicación, organización
administrativa).
Datos técnicos (altura y diámetro de la chimenea, temperatura de los gases,
caudal, tipo y cantidad de combustible, tiempo de operación, capacidad de generación,
mantenimientos, entre otros).
Datos de interés para el estudio recopilados (datos de emisión de la chimenea,
realizados en análisis previos, etc.).
3.2 Análisis de la información recopilada
La información obtenida se analizó e interpretó según el protocolo para el control y
vigilancia de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas realizado en este estudio.
Se identificaron diferentes factores que pueden generar condiciones desfavorables al momento
de hacer seguimiento a las emisiones atmosféricas.
3.3 Visita a la empresa y realización de trabajo de campo
Con el propósito de recopilar y realizar un acompañamiento a la toma de datos (la cual la
realiza una consultora externa), se realizó una visita de campo a las centrales termoeléctricas
basadas en motores de combustión interna, en la cual se pudo conocer y entender los procesos
que allí se desarrollan. Los equipos involucrados en éstos y el papel del personal encargado de
llevar a cabo dichos procesos.
3.4 Identificación de impactos ambientales
Se realizó un diagnóstico ambiental inicial de la planta y una inspección visual con apoyo de
listas de chequeo, teniendo en cuenta previamente la identificación de todas las actividades
48
inherentes a la operación y mantenimiento. Para la identificación de estos impactos se desarrolló
una matriz de evaluación de impactos ambientales de tipo causa-efecto, basada en un método
cualitativo que incluye unas variaciones del método de evaluación de impacto ambiental de la
Metodología de Leopold. Esta se realizó de manera que incluyera las actividades en condiciones
normales de la operación diaria de la Planta, identificando posibles afectaciones sobre el
ambiente, las personas y las instalaciones.
3.4.1 Medición de emisiones
3.4.1.1 Inventario de emisiones atmosféricas
Al tener acceso a la Planta, se logró identificar las mediciones realizadas en el trascurso de
los años de funcionamiento de la Central térmica. Esto se realizó con el fin de reducir las
emisiones y realizar un seguimiento periódico de las mismas, puesto que son un punto de partida
para la implementación de programas de monitoreo, como medidas de control y vigilancia para
el mejoramiento de la calidad del aire.
Los parámetros de emisión definidos por la normatividad vigente se relacionan en la
Tabla 3.
Tabla 8. Parámetros Emisiones. Fuente: Resolución 1309 del Ministerio de Ambiente.
CONTAMINANTE
(mg/m3)
FLUJO DEL
CONTAMINANTE
(kg/h)
INSTALACIONES
EXISTENTES NUEVAS
Material particulado MP 100 50
Dióxido de azufre SO2 400 400
Óxidos de Nitrógeno
NOx
1800 1800
49
Para el desarrollo de la medición directa para cada uno de los contaminantes que genere la
planta térmica, de acuerdo con las características de las emisiones y del ducto de salida o
chimenea, se adoptan los métodos promulgados en el Ministerio de Ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial (Tabla 4).
Tabla 9. Procedimiento muestreo isócinetico. Fuente: Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial (1999)
PASOS ACCIONES METODO DE
REFERENCIA Puntos de muestreo Determinación número mínimos de puntos de
muestras cuantificación de turbulencia del flujo
Método 1
Muestreo de
parámetros
Determinación de la velocidad de la chimenea Método 2
Determinación de la temperatura y presión de
succión
Selección de la boquilla de succión
Determinación del contenido de humedad Método 4
Determinación del peso molecular del gas Método 3
Determinación de la emisión de partículas Método 5
Determinación de la emisión de óxidos de azufre Método 6
Determinación de la emisión de óxidos de
nitrógeno
Método7
Comprobación del %
del isocinetismo
Calculo del % de isócinetismo Método 5
Muestreo de
parámetros
Recuperación de la emisión de partículas Método 5
Recuperación de la emisión de óxidos de azufre Método 6
Recuperación de la emisión de óxidos de nitrógeno Método 7
Cálculos finales Cálculos para determinar la concentración de
partículas
Método 5
Cálculos para determinar la concentración de
óxidos de azufre
Método 6
Cálculos para determinar la concentración de
óxidos de nitrógeno
Método 7
Tomando como referencia el contaminante que se requiera monitorear, las consideraciones
definidas en la Tabla 5 deben seguidas durante la realización de las mediciones directas.
Tabla 10. Matriz de análisis de contaminantes. Fuente: Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generadas en fuentes fijas versión 2.0
ACTIVIDAD CONTAMINANTE METODO DE
MONITOREO
TIEMPO MÍNIMO, VOLUMEN
MÍNIMO Y OTRAS
50
CONSIDERACIONES PARA LA
TOMA DE MUESTRA*
Termoeléctricas
MP, SO2, NOX
Referencia: 1, 2, 3, 4,
5, 6 y 7
Alternativos: 3A, 3B,
6C, 7A, 7C, 7D,
7E y 17
Tiempo de medición: 60 minutos
Volumen de muestra: 0,85 dscm (30
dscf)
Caudal: Método 7C - entre 0,014 y
0,018 cfm * cfm: pies cúbicos por minuto; dscm: metros cúbicos de gas seco estándar; dscf: pies cúbicos de gas seco estándar
3.4.1.2 Equipo de medición
La mediciones de las emisiones por técnicas continúas o puntuales, se realiza en una sección
transversal del ducto de emisión o chimenea. El punto o puntos de medición se seleccionan en
conjunto de las características de flujo de los gases, los contaminantes a verificar, objetivos del
programa de medida, condiciones de operación, seguridad de los técnicos y equipos. Por lo
mencionado anteriormente, es fundamental realizar la medición directa de las emisiones por
cuanto facilita integrar todas las características diferenciales de la fuente y de los contaminantes.
En términos generales, la calidad y confiabilidad de los resultados de un programa de
medida lo determina el efecto combinado del proceso de cálculo, la precisión del equipo de
muestreo, la calibración de los equipos de medición y la técnica analítica. En la práctica de
campo, la limitación más importante se encuentra asociada a la disponibilidad de personal
calificado, de equipos certificados, y el costo monetario de los muestreos. La medición directa es
la forma más compleja y económicamente costosa, pero más confiable y segura para determinar
las emisiones, aunque no está exenta de errores y variables técnicas (WHO, 2000).
De igual manera, algunas técnicas de medición de referencia de contaminantes, como el de
material partículado, exigen diferenciar e identificar de manera detallada el comportamiento
51
termodinámico de la corriente de emisión durante el muestreo, para que este sea realizado en
condiciones isocinéticas, es por esto que la muestra de gas debe tomarse del ducto de tal forma
que la velocidad de succión del gas sea igual a la velocidad con la que circula el gas en el ducto y
además se deben preservar los valores de temperatura y humedad en el recorrido de la muestra,
desde la boquilla hasta la captura y almacenamiento del contaminante o muestra, y posterior
análisis en laboratorio sin perder la custodia técnica de las muestras (De Nevers, 1998).
Por otra parte, se debe observar el equipo utilizado en la medición directa en el Anexo 5.
3.4.1.3 Operación de medición
La evaluación de emisiones atmosféricas mediante medición directa debe realizarse mínimo
30 minutos después de iniciada la operación y debe finalizar antes que se detenga la operación en
curso, cumpliendo los parámetros mínimos establecidos en el Protocolo para el control y
vigilancia de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas, en su numeral 1.1.2.
Consideraciones adicionales para la evaluación de emisiones atmosféricas.
3.4.1.4 Mantenimiento preventivo
Sin un mantenimiento preventivo es imposible el servicio económico de motores de alto
rendimiento con el nivel actual de la técnica (Edward, 2012).
52
Las aclaraciones tienen por misión informar al usuario sobre instalación motor, sobre el
sistema de mantenimiento de los motores y despertar la compresión de la problemática e
importancia del mantenimiento preventivo.
La meta de este mantenimiento es preservar del desgaste los componentes correspondientes
sustituyéndolos o manteniéndolos antes de que aparezca la avería.
Según Edward (2012), el mantenimiento planeado se apoya esencialmente en la realización
de controles dentro de plazos fijos determinados. Estos controles proporcionan los criterios
decisivos sobre la necesidad de los trabajos de mantenimiento y del alcance de los trabajos.
Como parámetros se utiliza:
• Datos del desgaste
• Criterios de enjuiciamiento
• Controles de funcionamiento
La mayoría de los trabajos a realizar no corresponden con intervalos fijos ya que la vida útil
de cada componente depende en gran manera de las condiciones del servicio y del ambiente.
Los componentes principales que afectan el proceso de combustión, tienen influencia
directa en tres sistemas:
53
Sistema de aire de carga: Es el encargado de proporcionar aire limpio después de pasar
por los filtros de polvo para realizar la combustión, el sistema de escape elimina el calor
los gases de la combustión.
Gases de Escape: El colector de gases de escape está amarrado entre la culata y el
turbocompresor. El colector se compone de los conductos múltiples (3) y de las tuberías
de escape (2) con dilatadores (1). El colector va encerrado en una caja con aislamiento,
de diseño “sándwich”, con el fin de recolectar todos los gases.
Combustible: Cuando realice algún trabajo de mantenimiento en el sistema de
combustible, observar siempre la mayor limpieza. Las tuberías, depósitos y equipos de
tratamiento de combustible, como por ejemplo bombas, filtros, calentadores y
viscosímetros, incluidos o no en la entrega del motor, deberán ser limpiados
meticulosamente antes de volver a ponerlos en funcionamiento, comprobar el ajuste del
sistema, que no existan fugas y sustituir los componentes que sean necesarios. Los
combustibles pesados y los crudos siempre deben ser separados antes de su utilización.
3.4.1.5 Mantenimiento correctivo
En una de las visitas realizadas a la Central Térmica se evidenció el mantenimiento
correctivo ejecutado al eje de levas, se encontró el dámper que amortigua la vibración torsional
deteriorado.
54
3.5 Diseño del procedimiento de medición de emisiones
A partir de la revisión técnica y normativa existente en el país, se definieron una serie de
pasos a seguir con el fin de garantizar las condiciones óptimas para la realización de las pruebas
de emisión. Los pasos son:
1. Verificación y análisis de los resultados obtenidos durante el trabajo de campo.
2. Determinación de las variables que se deben tener presentes para el seguimiento de las
emisiones atmosféricas generadas y que permitan el cumplimiento de la norma de
emisión de fuentes fijas.
3. Identificación de responsabilidades y deberes de los empleados para lograr el
cumplimiento de lo que se va a establecer en el protocolo.
4. Certificación de equipos para muestreos de mediciones: revisión de los certificados
mínimos para que la empresa autorizada pueda realizar la medición de emisiones en
fuentes fijas.
5. Revisión en campo del equipo previo a la toma de muestra.
Se diseñó y formuló el procedimiento con el fin de cumplir la normativa vigente.
55
4. Resultados
4.1 Matriz de impactos y aspectos ambientales
Para la elaboración de la matriz de evaluación de impactos ambientales, se investigó y se
tuvieron en cuenta las actividades en condiciones normales de operación diaria de las Plantas,
identificando las afectaciones o beneficios que estas generan al ambiente, a las personas y a las
instalaciones.
La matriz desarrollada es de tipo causa-efecto, la cual incluye unas variaciones del método
cualitativo de evaluación de impacto ambiental establecido en la Metodología de Leopold.
El sistema de evaluación consiste en una matriz con columnas representando las actividades
concernientes a la operación y el mantenimiento, y en las filas se representan los aspectos
ambientales que son considerados (aire, agua, suelo, social, etc.), tal como se observa en la
Figura 8.
Para la identificación de aspectos e impactos ambientales se determinaron los procesos y las
actividades inherentes a la operación y el mantenimiento.
La metodología empleada para la identificación de aspectos e impactos fue por medio de
un diagnóstico ambiental inicial de la Planta, ejecutando una inspección visual con apoyo de
56
listas de chequeo, teniendo en cuenta previamente la identificación de todas las actividades
inherentes a la operación y el mantenimiento.
Posterior a esto se realiza la valoración de su significancia teniendo en cuenta los criterios
descritos en la siguiente Tabla 11.
Tabla 11. Variables y criterios de significancia de aspectos e impactos ambientales.
Fuente: Arroyo (2007).
VARIABLE SIGNIFICADO
Clase (C): Se refiere al carácter benéfico (positivo) o perjudicial (negativo) de las
acciones que actúan sobre los distintos recursos considerables (agua, aire, suelo, flora, fauna, paisaje natural y social).
Intensidad (In) Es el grado de afectación y/o destrucción del impacto sobre el recurso.
Extensión (Ex) Es el área de influencia del impacto en relación con el entorno del
proyecto.
Manifestación (Ma) Es el plazo de manifestación del impacto. Se refiere al tiempo que transcurre entre la aparición de la acción y el comienzo del efecto sobre
el recurso afectado.
Persistencia (Pe) Es el tiempo que permanecería el efecto desde su aparición y a partir del cual el recurso afectado retornaría a las condiciones iniciales previas a la acción por medios naturales o mediante la introducción de medidas
correctivas.
Recuperabilidad (Re)
Es la capacidad de reconstrucción total o parcial del recurso afectado, es la posibilidad de retornar a las condiciones iniciales previas, por medio
de la intervención humana.
Acumulación (Ac) Es el incremento progresivo de la manifestación del efecto, cuando persiste de forma continuada o reiterada la acción que lo genera.
Periodicidad (Pr) Es la regularidad de manifestación del efecto.
Teniendo en cuenta los criterios mencionados anteriormente, se procede a realizar la
valoración de los mismos con los rangos establecidos:
57
Tabla 12. Rangos de los criterios de evaluación de impactos ambientales. Fuente: Arroyo (2007).
VARIABLE CONCEPTO CRITERIO VALOR
Clase (C)
Impacto Benéfico al Ambiente
Afectación positiva al medio ambiente +
Impacto Perjudicial al
Ambiente Afectación negativa al medio ambiente -
Intensidad* (In)
Baja Generación de contaminación o alteraciones no
controlada por la legislación nacional 1
Media Generación de contaminación o alteraciones, controladas por legislación nacional, que se
encuentre en pleno cumplimiento de la misma 3
Alta
Generación de contaminación o alteraciones, controladas por legislación nacional, que se
encuentre en pleno cumplimiento de la misma, produciendo afectación al medio ambiente
5
Muy Alta
Generación de contaminación o alteraciones, controladas por legislación nacional, que se
encuentre en pleno cumplimiento de la misma, produciendo afectación al medio ambiente y a la
población
10
Extensión (Ex)
Puntual Afecta dentro de los límites de la IPP o 10m2 1
Parcial Afectación dentro de los límites del Campo
Rubiales o 10 m2> y < 10000 m2 3
Extenso Afectación fuera de los límites de Campo
Rubiales o mayor a 10000 m2 5
Manifestación (Ma) Largo Plazo Más de 5 años 1 Medio Plazo 1 a 5 años 5
Persistencia (Pe)
Inmediato Menor a 1 año 1 Fugaz Menor a 1 año 3
Temporal 1 a 10 años 5 Permanente Mayor a 10 años 10
Recuperabilidad (Re)
Alta Si se puede recuperar totalmente 1 Media Si se puede recuperar parcialmente 3
Baja Se puede recuperar parcialmente pero con
afectación permanente 4
No Mitigable No se puede recuperar 5
Acumulación (Ac) Simple No se acumula 1
Acumulativo Se acumula 5
Periodicidad (Pr)
Irregular o Discontinuo
Evento que nunca ha sucedido hasta el momento pero puede suceder
1
Periódico Se puede presentar repetitivamente o varias
veces en un año 3
Continuo Se presenta diariamente 5
58
*Para los impactos cuya clase sea positiva los valores de intensidad se invierten, siendo Muy
alta = 1, Alta = 3, Media = 5 y Baja = 10, a su vez su nivel de significancia será considerado
como un indicador de su influencia positiva sobre el medio ambiente
Después de tener establecidos los rangos para cada criterio se calcula la importancia del
Impacto de acuerdo a la siguiente fórmula (donde I es la importancia del impacto):
I = C (3In + 2Ex + Ma + Pe + Re + Ac + Pr)
Este valor numérico se convierte luego en una expresión que indica la significancia del
impacto, asignándoles unos rangos y colores reflejados en la Tabla 13.
Tabla 13. Nivel de significancia. Fuente: Autor.
CALIFICACIÓN
TOTAL SIGNIFICANCIA ACCIONES REQUERIDAS
COLOR DE
IDENTIFICACIÓN
10 a 25 BAJA Implementación de acciones y
controles opcionales. Verde
26 a 50 MEDIA
Establecer controles operativos
y un periodo de tiempo para la
implementación de estos, no
superior a un año.
Amarillo
51 a 70 ALTA
Implementar acciones
preventivas o correctivas
inmediatamente.
Rojo
59
AR
EA
/PR
OC
ES
O
AC
TIV
IDA
D
TAREA
ASPECTO
AMBIENTA
L
IMPACTOS
AMBIENTALES
CONDICI
ÓN
COMPONENTE
AMBIENTAL SIGNIFICANCIA
Imp
acto
(I)
NO
RM
AL
AN
OR
MA
L
EM
ER
GE
NC
IA
AG
UA
SU
EL
O
AIR
E
RE
CU
RS
OS
NA
TU
RA
LE
S
HU
MA
NO
Cla
se (
C.)
Inte
nsi
da
d (
In)
Ex
ten
sió
n (
Ex
)
Ma
nif
est
ació
n
(Ma
) P
ersi
sten
cia
(P
e)
Recu
pera
bil
ida
d
(Re)
Acu
mu
lació
n
(Ac)
Perio
dic
ida
d
(Pr)
Sala
de
Maqui
nas
Arranq
ue,
Operaci
ón y
Parada
de
Unidad
es
Funcionamiento de
maquinaria y
equipos,
combustión para
generación de
energía,
lubricación de
unidades,
Uso y
consumo de
combustibles
fósiles y sus
derivados
Disminución y/o
agotamiento de los
recursos naturales
X X -1 5 3 1 10 5 5 5 47
Generación
de residuos
líquidos y
oleosos.
Contaminación de
aguas por
generación de
residuos líquidos y
oleosos
X X -1 5 3 5 3 3 5 5 42
Generación
de emisiones
de sustancias
a la
atmósfera
(Material
Particulado,
CO, CO2,
SO2 y Nox)
Contaminación del
recurso aire por
emisión de
sustancias a la
atmósfera (Material
Particulado, CO,
CO2, SO2, NOx )
X X X -1 10 5 5 10 4 5 5 69
Iluminación de
instalaciones,
Funcionamiento
de equipos
Consumo de
energía
eléctrica
Disminución y/o
agotamiento de los
recursos naturales
X X -1 5 3 1 10 5 5 5 47
Funcionamiento
de maquinaria y
equipos,
prevención de
Generación
de residuos
sólidos
peligrosos y
Contaminación por
generación de
residuos peligrosos
y especiales
X X -1 10 3 5 10 5 5 5 66
60
Figura 3. Matriz de impactos ambientales. Fuente: Autor.
corrosión especiales
Generación
de residuos
líquidos
contaminado
s con
productos
químicos
Contaminación del
agua por generación
de residuos líquidos
contaminados con
productos químicos
X X -1 5 3 5 3 3 5 3 40
Procesos
operativos de la
unidad
Generación
de emisiones
de ruido
Incremento de
niveles de ruido
ambiental
X X X -1 10 3 5 5 1 1 5 53
Operación
anormal de la
unidad
Generación
fugas en la
unidad
Contaminación del
suelo por derrame
de combustibles
fósiles y sus
derivados
X X -1 10 1 5 5 5 5 1 53
Contaminación por
generación de
residuos líquidos y
oleosos
X X -1 10 1 5 3 3 5 1 49
Funcionamiento
de maquinaria y
equipos,
Alimentación de
agua para
enfriamiento de
aceites y unidades
Uso y
consumo de
agua
Disminución y/o
agotamiento de los
recursos naturales
X X X -1 5 1 3 3 3 5 5 36
Generación
de residuos
líquidos y
oleosos.
Contaminación por
generación de
residuos líquidos y
oleosos
X X X -1 5 3 5 3 3 5 5 42
61
Se evidenció con la realización de la Metodología de Leopold que, en comparación con
los otros impactos identificados durante la operación de la Empresa, la generación de
emisiones atmosféricas es el impacto ambiental con mayor nivel de significancia. Esto
justifica la realización del presente proyecto, es decir, pone de manifiesto la necesidad de
diseñar un procedimiento para el seguimiento de este tipo de emisiones.
4.2 Emisiones atmosféricas
Los gases de escape del motor diésel contienen: Óxidos de nitrógeno (NOX),
Monóxido de carbono (CO), Dióxido de carbono (CO2), Óxidos de azufre (SOX).
Amenazas a la salud humana, a la vegetación y al medio ambiente se evidencian en el
área de influencia, la cual se delimita en el Anexo 4. Además de realizaron las siguientes
mediciones con el fin de identificar las emisiones que históricamente han sobrepasado la
norma. Estas mediciones se realizaron en el mes de septiembre de 2015, con un número de
corridas de tres para cada contaminante evaluado, y según determinaciones del protocolo
para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generadas por fuentes fijas y la
Resolución 0935de 2011. La metodología utilizada se tomó según los métodos US EPA
(2008) para determinar la emisión de los contaminantes evaluados. Estas mediciones fueron
realizadas en Termo Rubiales (9 motores) y Termo Petróleo (4 motores).
62
Figura 4. Emisiones de MP. Fuente: Autor.
Figura 5. Mediciones de SO2. Fuente: Autor.
41,90 42,0050,60
56,60
42,2034,20
72,3078,20
64,1
40,90 40,90
58,00
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
MG 1 -FI
MG 2 -FI
MG 3 -FI
MG 4 -FI
MG 6 -F2
MG 7 -F2
MG 8 -F2
MG 9 -F2
MG 1 -F3
MG 2 -F3
MG 3 -F3
MG 4 -F3
Co
nce
ntr
ació
n m
g/m
3
Motores
Cumplimiento MP
Cumplimiento MP Norma MP
452,1
379,9
478
404,8 399,1 399,5 394,9 399,2369,7 352,1
399,1
323,6
0
100
200
300
400
500
600
MG 1 -FI
MG 2 -FI
MG 3 -FI
MG 4 -FI
MG 6 -F2
MG 7 -F2 MG 8 -F2
MG 9 -F2 MG 1 -F3
MG 2 -F3
MG 3 -F3 MG 4 -F3
Co
nce
ntr
ació
n m
g/m
3
Motores
Cumplimiento SO2
Cumplimiento SO2 Norma SO2
63
Figura 6. Mediciones de NOx. Fuente: Autor.
Figura 7. Comparación de fuentes que sobrepasan la norma. Fuente: Autor.
Mediante las mediciones realizadas, evidenciadas en las gráficas anteriores, se pudo
comprobar que el contaminante que sobrepasa la norma (norma que reglamenta la emisión
2187
1654
2159
1477
3235
2484
3056
3869
25282742 2659
3198
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
MG 1 -FI
MG 2 -FI
MG 3 -FI
MG 4 -FI
MG 6 -F2
MG 7 -F2
MG 8 -F2
MG 9 -F2
MG 1 -F3
MG 2 -F3
MG 3 -F3
MG 4 -F3
Co
nce
ntr
ació
n m
g/m
3
Motores
Cumplimiento NOx
Cumplimiento Nox Norma Nox
16,7%
25,0%
83%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
80,0%
90,0%
MP SO2 NOX
%
Contaminantes evaluados
Porcentaje de fuentes que sobrepasan la norma
64
de fuentes fijas en el país, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial) en un
porcentaje del 83% y en mayor medida es el NOx.
4.3 Procedimiento para el seguimiento de las emisiones atmosféricas
4.3.1 Objetivos
Garantizar las condiciones óptimas para la realización de las pruebas de medición
isocinéticas de emisiones atmosféricas generadas por fuentes fijas.
Cerciorar, por parte del ente competente, el correcto cumplimiento de la
metodología de medición establecida para la medición de fuentes fijas.
4.3.2 Alcance
Garantizar la trazabilidad de las mediciones de contaminantes atmosféricos desde el
comienzo del proceso, cuando Soenergy International requiera realizar muestreos
isocinéticos y/o determinar sus emisiones en las plantas termoeléctricas. Esto generará
como producto un reporte del acompañamiento realizado dirigido al expediente jurídico
ambiental.
65
4.3.3 Normatividad
La guía está fundamentada en los métodos de referencia establecidos por la Agencia
Ambiental Americana U.S. E.P.A., en su “Código Federal de Regulaciones de los Estados
Unidos (CFR) TITULO 40 PARTE 60APP A” adoptada por el Ministerio de Medio
Ambiente y Desarrollo Sostenible antes MMAVDT.
Tabla 3. Normatividad emisiones atmosféricas. Fuente: Autor.
Norma (número y fecha) Descripción
Resolución 909 de 2008 Por la cual se establece las normas
y estándares de emisión admisibles de
contaminantes a la atmósfera por fuentes
fijas y se dictan otra disposiciones –
MAVDT-
Resolución 760 de 2010 Por la cual se adopta el protocolo
para el control y vigilancia de la
contaminación atmosférica generada por
fuentes fijas.
Resolución 1309 de 2010 Por la cual se modifica la
Resolución 909 de 2008.
Resolución 2153 de 2010 Por la cual se ajusta el Protocolo
para el Control y Vigilancia de la
Contaminación Atmosférica Generada
por Fuentes Fijas, adoptado a través de la
Resolución 760 de 2010 y se adoptan
otras disposiciones
66
4.4.4 Definiciones
Tabla 4. Definiciones. Fuente: Autor.
Potencia Capacidad del motor para realizar el trabajo mecánico requerido para la Generación de Energía medida en Mega Watios (MW)
Carga Cantidad de energía eléctrica que el cliente puede recibir de un motor especifico
Aire de carga Aire inyectado al proceso de combustión con el fin de mejorar la eficiencia de dicho proceso
Eficiencia Relación entre la cantidad de material utilizado en un proceso y el producto obtenido de este
67
4.4.5 Responsables
Figura 8. Diagrama de flujo de medición de emisiones .Fuente: Autor.
68
Gerente de Operaciones
Garantizar, a través de la instrucción a los jefes de planta y operadores de sala de
control, las siguientes condiciones de operación requeridas para el funcionamiento óptimo
de las unidades de generación de energía eléctrica para dar cumplimiento a lo establecido
en el Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generada por
fuentes fijas, en su numeral 1.1.2 Consideraciones adicionales para la evaluación de
emisiones atmosféricas:
La evaluación de emisiones atmosféricas mediante medición directa debe realizarse
mínimo 30 minutos después de iniciada la operación y debe finalizar antes que se
detenga la operación en curso.
Las pruebas se realizarán bajo las condiciones de operación representativa, es decir,
aquella que se realice bajo condiciones de operación iguales o superiores al 90% de
su operación normal.
Cuando la medición se realice en instalaciones existentes, las fuentes fijas objeto de
la evaluación de emisiones deben estar operando como mínimo al 90% de la
capacidad de operación promedio del último año
El porcentaje de operación (90%) deberá estar sustentado como mínimo en los datos
del tipo y consumo de combustible, de la producción o de la carga.
Para el caso de instalaciones nuevas, estas tendrán seis meses contados a partir de su
entrada en operación para ejecutar la medición de sus emisiones. En todo caso se
69
debe cumplir que la condición de operación sea al menos el 90% del promedio de
operación normal.
Para la determinación del cumplimiento de material particulado y de óxidos de
azufre se deben realizar tres pruebas, a menos que la entidad reguladora determine
algo diferente.
Al momento de la ejecución de muestreos de combustible y pruebas de emisiones
que sean realizados bien por personal de planta autorizado o por el cliente y/o sus
contratistas, deberá garantizar las condiciones de operación requeridas para la
correcta ejecución de dichos procedimientos, los cuales serán plasmados en el
Formato 1 (Figura 14 a 16).
70
HE-# motor
DATOS GENERALES
PARAMETROS DE MEDICIÓN Valor medido
momento de
muestra 1
Valor medido
momento de
muestra 2
Valor medido
momento de
muestra 3 Nombre Parámetro Valor Ideal o Condición
Ideal
Fecha de
medición 19/02/2015 Temp. De la sonda °C 120 +/- 14
Contaminante
Evaluado Temp. Caja Caliente °C 120 +/- 14
Corrida
1
Hora Inicio Temp. Caja Fría ° C < 20
Hora final
¿Se encuentran los filtros
limpios y libres de
contaminación antes del
muestreo?
Los filtros deben estar
limpios antes de cargar
al portafiltros
Corrida
2
Hora Inicio Se realiza orificios críticos
Debe succionar el
mismo volumen en el
tiempo equivalente a
cada orificio
Si se realizaron y cumple
Hora final ¿Se utiliza la boquilla
adecuada?
La boquilla debe ser la
que contenga el
diámetro comercial más
cercana a la ideal (mm)
Ideal = 5,44 Ideal= 5,16 Ideal = 5,09
Corrida
3
Hora Inicio Comercial=
4,43 Comercial = 4,43 Comercial = 4,43
Hora final Es isocinético el muestreo El isocinetismo debe
estar entre 90 y 110 %
Coincide la cadena de
custodia con el número de
filtro relacionado
Los numero de filtros
debe coincidir con el
relacionado en la
custodia
Figura 9. Formato 1. Condiciones de operación. Fuente: Autor
71
HE-# motor- Corrida 1 HE--# motor - Corrida 2 HE--# motor - Corrida 3
Aceite g/Kwh
Aceite g/Kwh
Aceite g/Kwh Promedio
201() Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
HFO g/Kwh
HFO g/Kwh
HFO g/Kwh Promedio
201() Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
T. Aire de carga [°C]
T. Aire de carga [°C]
T. Aire de carga [°C] Promedio
201() Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
Promedio 201()
Toma de Muestra
Potencia [Mw]
Potencia [Mw]
Potencia [Mw] 90% de carga
nominal Toma de Muestra
90% de carga nominal
Toma de Muestra
90% de carga nominal
Toma de Muestra
Figura 10. Formato para toma de datos. Fuente: Autor.
72
HE-# motor - Corrida 1
Cilindros [°C] Cilindros [°C]
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
Promedio
Toma de Muestra
HE-# motor - Corrida 2
Cilindros [°C] Cilindros [°C]
A1
A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
Promedio
Toma de Muestra
HE-# motor - Corrida 3
Cilindros [°C] Cilindros [°C]
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8
Promedio
Toma de Muestra
Figura 11. Formato toma de muestras. Fuente: Autor.
73
Administrador de campo
El administrador de campo, junto con el Gerente de mantenimiento, el Ingeniero Ambiental y el
personal del equipo consultor, brindarán apoyo operativo a las labores desempeñada en la
medición de emisiones atmosféricas, para que en conjunto puedan garantizar el óptimo
desempeño de ellas. A continuación se definen las funciones de cada uno de estos cargos:
Coordinar con el equipo Consultor la fecha de ingreso. Informar al cliente (PACIFIC) la
entrada de este personal para que sea autorizado su ingreso.
Gestionar la logística del transporte para el ingreso y la salida de campo de este personal,
junto con los equipos y herramientas necesarias para realizar las mediciones, de igual
manera facilitar el transporte interno que se necesario durante la ejecución del trabajo.
Formalizar el alojamiento y la alimentación requerida por el personal del equipo consultor
mientras este en campo.
Hacer seguimiento de las distintas necesidades que requiera el personal c del equipo
consultor durante la ejecución de la actividad.
Servir de enlace entre la jefatura de campo y las distintas áreas para informar a las
distintas áreas la presencia del equipo del equipo consultor.
Gerente de Mantenimiento
Suministrar la información de los equipos a los cuales se les ha realizado mantenimiento
preventivo, predictivo y correctivo de acuerdo al plan de mantenimientos que tienen cada
motor que afectan las emisiones atmosféricas, la cual será plasmada en el Formato 2
(Figura 17).
74
Ítem Actividades generales Mantenimiento
Tiempo (h) SI NO Observación
1 Inspección, control y verificación sistema de inyección 2000
2 Inspección, control y verificación sistema de inyección 4000
3 Overhaul a Casing de Válvulas de Escape. Desmontaje y revisión de casing reacondicionados.
6000
4 Inspección de los rotadores en válvulas de admisión
según las lecturas preliminares tomadas.
6000
5 Inspección de cremalleras de bomba de inyección. 6000
6 Inspección de Distribuidor de Aire de Arranque y
limpieza filtro de Separador de aire.
6000
7 Limpieza y extracción de lodos filtro Aire de Carga. Agregar aceite si se requiere.
6000
8 Remoción de todos los Inyectores. Registrar número de
serie de inyectores retirados y posición
12000
9 Remoción de Bombas de Inyección. 12000
10 Remoción Enfriador de Aire de Carga 12000
11 Desmontaje de Turbocompresores A y B 12000
12 Revisión de Juntas de Gases de escape. Limpieza de ductos.
12000
13 Reacondicionar Inyectores 12000
14 Limpiar filtros Moatti Duplex de Combustible 12000
Figura 12. Formato 2. Mantenimientos. Fuente: Autor.
75
Coordinar con la jefatura de planta que las condiciones de los equipos y áreas a intervenir,
sean las óptimas y adecuadas para la recopilación correcta de las muestras.
Servir de enlace entre la jefatura de campo y las distintas áreas para informar a los
distintos departamentos la presencia del equipo contratista.
Facilitar y gestionar la solución de imprevistos de índole operativa que se presenten
durante la ejecución del ejercicio.
Solicitar y hacer seguimiento delos resultado de los muestreos y sus conclusiones, para
tomar medidas si se pertinente.
Ingeniero Ambiental
Formalizar un cronograma oportuno y adecuado sobre la planeación global para la
ejecución exitosa del muestreo.
Realizar el seguimiento respectivo como auditoría a las pruebas de emisiones de acuerdo
al procedimiento y garantizar la veracidad de la prueba en tiempo real durante la prueba
Personal Equipo Consultor
Realizar las pruebas de acuerdo a los procedimientos establecidos para ello.
Cumplir con los lineamientos HSEQ y otros aplicables que establece la compañía.
Brindar la información necesaria llevar a cabo el seguimiento del monitoreo de emisiones
atmosféricas
76
4.4.6 Requisitos mínimos para la medición en campo
El ingeniero ambiental debe verificar y diligenciar el Formato 3 (Figura 18) donde se
evidencian los certificados mínimos para que la empresa consultora pueda realizar la medición de
emisiones en fuentes fijas.
CERTIFICADO DE CALIBRACION SI NO OBSERVACION
Medidor de gas seco con el serial de la bomba con un patrón
primario con vigencia menor de un año dentro del siguiente
rango ΔH@ (46,735±6,4).
Orificios
Termopares de consola (entrada y salida según el equipo)
Pantalla de consola
Termopar de salida último impinger
Termopar de caja caliente
Termopar de sonda
Calentamiento de sonda
Manómetro inclinado
Simulador de temperatura
Balanzas empleadas (campo y laboratorio)
Reloj
Medidor de gas seco y orificios
CERTIFICADO SI NO OBSERVACION
Trámite ante el IDEAM, para muestreos en fuentes fijas y
análisis de laboratorio para los métodos empleados
Volumen de la bureta del Orsat
Volúmenes de los balones de NOx
Reactivos de SOx libre de isopropanol
Los Spam de gases de calibración de los métodos alternos
Reactivos empleados para la determinación de NOx
Cada uno de los instrumentos de medición empleados en la
revisión del equipo.
77
Peróxido de Hidrogeno para la prueba de SO2, libre de
isopropanol
Pureza de la acetona, menor o igual a 0.001 gr de residuo
Instrumentos de medición empleados (calibrador, cronometro,
termómetro,…)
Medidor de gas seco y orificios
Figura 13. Formato 3. Certificados de calibración. Fuente: Autor.
Al ser revisados los certificados de calibración y verificación vigentes de la lista anterior,
se procede a revisar el estado actual de los equipos en campo.
En las siguientes secciones se mencionan, todas las verificaciones a realizar por el
operador en campo antes y durante la medición de emisiones una vez observa el estado de los
equipos y la metodología empleada.
Para realizar estas verificaciones de aseguramiento de la calidad mínimo se debe contar
con los siguientes elementos:
• Set de boquillas
• Set de orificios críticos con certificado vigente
• Calibrador Vernier debidamente certificado
• Copitos de algodón
• Termómetro de mercurio calibrado (rango de 0ºC – 250ºC), sensibilidad de 1ºC
78
4.4.7 Revisión previa del equipo muestreador antes de la toma de muestra
Verificación del correcto funcionamiento de las diferentes partes que conforman el equipo de
muestreo de emisiones en campo antes de iniciar la medición que debe realizar la empresa
encargada de la medición y el ingeniero ambiental encargado de hacer el seguimiento:
Figura 14. Revisión Previa Del Equipo Muestreador. Fuente: Autor
4.5 Verificación de la constate de calibración del equipo
Se solicita al consultor encargado de la medición que verifique la constante de calibración del
equipo por medio del siguiente procedimiento y diligenciando los formatos presentados a
continuación.
Tabla 5. Constante de calibración del equipo. Fuente: Autor
CONSTANTE DE CALIBRACION DEL EQUIPO SI NO OBSERVACION
Verifique una vez más el serial de la bomba, con fin de
1• Consola y Bomba de succión
2• Cordón Umbilical
3• Tren de Muestreo (Sonda, Caja Caliente y fría)
79
establecer que corresponda al equipo revisado
Solicite al operario que encienda la bomba por un tiempo de 10
minutos, con el fin de calentarla
Realizar la prueba del sistema (DGM+Bomba) a una caída de
presión constante, que está dada por el ΔH@ de calibración,
establecido en la revisión de certificados del equipo.
Después de los 10 minutos de calentamiento verifique la
lectura inicial del medidor de gas seco “DGM” (pies3 o m3).
Registre la temperatura inicial de entrada y salida del medidor
de gas seco (ºC o ºF).
Durante un periodo de 10 minutos, deje succionar el equipo
libremente
Cumplido el tiempo apague la bomba
Registre la lectura final del medidor de gas seco DGM (pies3 o
m3).
Registre las temperaturas finales de entrada y salida del DGM
(ºC o ºF)
Verifique mediante la siguiente ecuación la constante de
calibración
Verifique que el rango se encuentra dentro de los siguientes
valores 0.97 Y< Yc < 1.03 Y
Si la verificación Yc se encuentra dentro del rango, continúe
con la revisión de los demás componentes
observa que el valor de YC está por fueran del rango
establecido por el método por más de tres veces, no se continúa
con el muestreo
4.6 Verificación de orificios críticos
Realizar una correcta calibración de la consola y bomba con un juego de oricios críticos.
Tabla 6. Verificación de orificios críticos. Fuente: Autor
ORIFICIOS CRITICOS SI NO OBSERVACION
Verifique el nivel de la consola de medición
Verifique encendido de la bomba durante un tiempo de 15
minutos, para calentamiento
80
Verifique la apertura de las válvulas de “by-pass” y “coarse” a
flujo total
Verifique la conexión del primer orifico crítico
Verifique la prueba por volumen a 0.2 m3 (o 7,00pies3) o por
tiempo
Verifique el inicio de la prueba para cada uno de los orificios críticos
y la toma de las variables de la prueba
Verifique que se digitan los datos en la hoja de cálculo, para
determinar las constantes y variables de calibración del equipo
[H@, [([H@), Y y [(Y
Para cada orificio verifique el valor de Y. El valor obtenido
para Y debe estar en el rango 1,00 +/- 0.2. Si y ΔH@
(46,735±6,4), si no ingresa en el rango, haga los ajustes
necesarios y repita para ese orificio crítico
Si el equipo no cumple las especificaciones de calibración en
todos los puntos, se suspende el muestreo
Al observar que el equipo cumple con las especificaciones de calibración en todos los puntos,
continúe con el muestreo o verificaciones posteriores.
81
4.7 Verificación de cordón umbilical
Se procede a revisar visualmente los dos extremos del cordón umbilical de la siguiente
manera:
Figura 15. Verificaciones cordón umbilical. Fuente: Autor.
4.8 Verificación del tren de muestreo
A continuación se presenta el procedimiento a realizar por el operario y verificadas por el
operador en cada uno de los componentes del tren de muestreo:
4.8.1 Verificación de la vidriería caja fría
Se debe solicitar al operario encargado que le deje observar el material de vidrio a utilizar en
la medición y realice las siguientes verificaciones:
Verifique el correcto estado de las puntas y las mangueras de
las conexiones de los pitot, además que no presentan
suciedad u obstrucciones o quemaduras
Revise las puntas de conexión del sistema eléctrico
82
Figura 16. Vidriería caja fría. Fuente: Autor.
Burbujeador:
Figura 17. Burbujeador .Fuente: Autor.
burbujeador, confirmar que no presenten fisuras en su
contorno y que se encuentren l impios
Mida que el extremo del tubo de vidrio está a una
dis tancia del fondo de 1,3 cm (1/2 pulgadas).
Veri fique el color de la sílica gel (azul claro u otro material
desecante)
La s ílica gel nueva puede usarse tal como se recibe
Veri fique que el burbujeador modificado, en la punta no
presenta ruptura, si presenta ruptura, solicite su cambio
Veri ficar que el primero, tercero y cuarto
burbujeador, son del tipo de diseño Greenburg-Smith
modificado
Veri fique que el vástago del tubo de vidrio tiene un
diámetro interno ID 1,3 cm (1/2 pulgadas).
El segundo burbujeador es del tipo Greenburg-Smith
es tándar y veri fique la exis tencia del plato.
83
4.8.2 Verificación de la caja caliente
Observar el material de vidrio a utilizar en la medición y realice las siguientes verificaciones:
Figura 18. Caja caliente .Fuente: Autor.
Cuando se aprueba el material de vidrio de la caja caliente y filtros se procede a la
verificación de los componentes de la sonda o probeta.
4.8.3 Verificación de la sonda
De acuerdo al método a realizar el auditor le debe solicitar al operario encargado, que le deje
observar la sonda o sondas a utilizar en la medición y realice las siguientes verificaciones:
Los componentes de vidrio del portafiltro, uniones, frita
de teflón y ciclón, no presenten fisuras en su
contorno y se encuentren totalmente limpios
Los filtros visualmente a contraluz para detectar
irregularidades, defectos y perforaciones
Verifique que se rotula los recipientes en que van a ser
transportados los filtros (cajas petri de vidrio o
polietileno
84
Figura 19. Verificaciones sonda. Fuente: Autor.
Terminada las verificaciones anteriores se procede a observar el correcto estado de la
geometría, material y tamaño del tubo pitot a utilizar, si el auditor encuentra alguna modificación
por mínima que sea, le debe solicitar al operario que realice las siguientes verificaciones para
asegurarse que cumple con lo exigido por el método y es apto para ser usado en la medición:
4.8.3.1 Verificación de tubo pitot tipo S (Stausscheibe)
A continuación se presentan las verificaciones a seguir en la geometría de un tubo pitot tipo
S, las cuales se deben realizar en un lugar apropiado:
Verifique que la sonda a su interior no presenta adherido material
particulado en las paredes de la línea de succión.
Verificar el material de construcción de la línea de
sonda y si es de borosilicato o cuarzo
La cubierta protectora de la sonda de ser de acero
inoxidable
85
Figura 20. Verificación de tubo pitot tipo S. Fuente: Autor.
Realizar todas las verificaciones y están dentro de los rangos establecidos por el método,
en caso contrario los tubos pitot no cumplen algún requisito solicite su cambio, o de lo contrario,
suspenda el muestreo y registre.
4.8.3.2 Verificación de la termocupla tipo (S y plana), boquilla de succión y tubo
pitot al cabezal de succión.
Se debe identificar y observar el tipo de termocupla usado por la sonda o probeta,
verificando las siguientes distancias, si es un sensor de temperatura de chimenea tipo “S”:
Verifique el diámetro interno (Dt) del tubo pitot tipo S, el
rango debe estar entre 0.48 y 0.95 cm (3/16 a 3/8 Pulgadas)
Verifique que las distancias entre las caras del tubo pitot tipo “S”, están en el rango de (1.05 Dt ≤ P
≤ 1.50 Dt)
Verifique que la constante del ángulo lateral entre caras esté en
el rango α≤10º
Verifique que el ángulo frontal entre caras esté en el rango β≤5º
Verifique que no exista abolladura de punta mayor a Z≤
0.32 cm (1/8 de pulgada).
Confirme que no existen torcedura de una rama mayor a W≤ 0.08 cm (1/32 de pulgada).
86
Tabla 7. Verificación de la termocupla tipo (S y plana). Fuente: Autor.
DISTANCIA SI NO OBSERVACION
Distancias del tubo pitot tipo “S” al sensor de
temperatura de chimenea Z ≥ 1.90cm (3/4 de pulgada)
Distancia de la entrada del pitot tipo”S” al sensor de
temperatura de chimenea W ≥ 7.62 cm (3 pulgadas)
Distancia de la entrada del pito tipo "S" al sensor de
temperatura de chimenea
W≥ 5.08 cm (2 pulgadas)
Verifique que la distancia entre la línea de sonda y el
tubo tipo pito "S" es mayor o igual a 1.90 cm (3/4
pulgadas), para diámetros internos de pito de 1.3 cm
(1/2 pulgadas)
La cara impacto del tubo pito debe estar alineada con
el centro del plano de la boquilla de succión, y el
extremo de la termopila de chimenea
Tuvo Pitot:
Figura 21. Tubo pito - boquilla. Fuente: Libro combustión interna (Edward, 20012).
87
Realizada todas las verificaciones y están dentro de los rangos establecidos por el método,
continúe con la revisión, en caso contrario la termopila no cumplen el requisito solicite su
modificación, cambio, o de lo contrario, suspenda el muestreo ya que no sería consecuente con
las garantías del monitoreo.
4.8.3.3 Verificación de las boquillas empleadas
Estado de las boquillas a ser usadas en los muestreos preliminar y definitivo como se
describe a continuación:
Figura 22. Verificación de boquillas. Fuente: Autor.
Verifique la l impieza de la
boquilla
Verifique que en el borde biselado de la boquilla no
se presenten hendidura ni deformidad
Verifique la uniformidad del borde biselado de la boquilla a
emplear (ángulo ≤ 30º)
Verifique que la boquilla no
presenta achatamientos ni
deformidad. En caso contrario
solicite su cambio
Con un calibrador tome
como mínimo tres (3) lecturas
internas del diámetro de la
boquilla a util izar en el muestreo definitivo. Los tres puntos de
medición deben ser diferentes.
Con este procedimiento se
determina el valor del
diámetro de la boquilla
88
Una vez se verifica la boquilla y cumple con lo exigido por el método, se continúa con la
medición, de lo contrario si la boquilla se encuentra en mal estado, solicite su cambio y suspenda
el muestreo.
4.9 Verificación del sistema completo a nivel de temperatura
Al realizar los procedimientos de los capítulos anteriores se procede con las verificaciones en
todas las termopilas que conforman el equipo muestreador, si así lo requiere o solicita el auditor
encargado de la medición, como se muestra en las siguientes secciones o en caso contrario
continúe con la medición:
4.9.1 Verificación pantalla en consola (termopares, termopilas o sensores de
temperatura) Solicitar al equipo consultor que conecte el cordón umbilical a la consola y
verificar:
Tome la punta del cordón e identifique los conectores de cada termopar.
• Verifique que se realiza un barrido con el interruptor de la consola, de acuerdo con el termopar
en revisión.
• Solicite al operario que con el simulador realice un barrido de temperaturas para cada termopar
de acuerdo al siguiente orden:
1. Termopar de chimenea
2. Termopar de entrada al DGM
89
3. Termopar de salida al DGM
4. Termopar de Z Salida o Éxito
5. Termopar de Auxiliar
6. Termopar de filtro
7. Termopar de calentamiento de sonda
• Observe los valores mostrados en pantalla y verifique que funcione correctamente.
Cuando la pantalla de la consola es verificada y todas la termocuplas son aptas para realizar
la medición se procede a solicitar al operario que conecte el tren de muestreo completo y proceda
a verificar los sistemas de calentamiento en la caja caliente y probeta de la siguiente forma:
4.9.1.1. Verificación de calentamiento de la sonda y pantalla en consola.
Solicite al operario que cierre el interruptor de encendido de calentamiento de la resistencia
de la sonda para un set point de 120 °C.
• Una vez llega el sistema de calentamiento al set point, registre este valor y verifique su
comportamiento por un periodo de tiempo y debe estar dentro del rango de 120±14°C
(248±25°F) establecido por el Código Federal de Regulaciones de los Estados Unidos CFR 40
Parte 60.
• Si se cumplen todos los criterios anteriores apruebe el componente.
• Si se encuentra desajustado, solicite su ajuste, o de lo contrario registre en las hojas de
campo lo ocurrido e informe que el componente no se encuentra aprobado.
90
4.9.1.2 Verificación de calentamiento del filtro y pantalla en consola
Solicite al operario que cierre el interruptor de encendido de calentamiento de la resistencia
de la caja caliente para un set point de 120 oC, además verifique la correcta ubicación de la
termocupla cerca del filtro en la caja caliente.
• Una vez llega el sistema de calentamiento al set point, registre este valor y verifique su
comportamiento por un periodo de tiempo y debe estar dentro del rango de 120±14oC (248±25oF)
establecido por el Código Federal de Regulaciones de los Estados Unidos CFR 40 Parte 60.
• Si se cumplen todos los criterios anteriores apruebe el componente.
• Si se encuentra desajustado, solicite su ajuste, o de lo contrario registre en las hojas de
campo lo ocurrido e informe que el componente no se encuentra aprobado.
En caso contrario si alguna de las termocuplas no cumplan con los rangos de verificación
establecidos en el método se le debe solicitar al operario que realice una verificación mínimo en
tres puntos de referencia diferentes, en contraste con un termómetro de Mercurio (Hg) calibrado,
con sensibilidad de 1°C y rango de 0°C a 250oC.
4.10 Verificación de las condiciones de operación del equipo o proceso
Cuando el equipo de muestreo de emisiones fue revisado en todos sus componentes y es
apto para continuar la medición el profesional a cargo procede a:
91
Con una visita previa o antes de comenzar la medición revisar que la plataforma de
muestreo, cumpla con todos los requerimientos de seguridad y especificaciones recomendadas
por el protocolo de fuentes fijas (resolución 760). Si la fuente no cuenta con plataforma de
muestreo apta y segura suspenda el monitoreo programado y posponer hasta que las condiciones
de seguridad y técnicas se cumplan. (Esta plataforma debe instalarse como mínimo un día antes y
el ingeniero ambiental debe dar su certificación junto con el encargado de la seguridad
ocupacional).
Revisar que el equipo del proceso a evaluar, se encuentra en las condiciones normales de
operación, para dar inicio al muestreo. Operando como mínimo al 90%, de la capacidad de
operación promedio de los últimos doce (12) meses. Esta información deberá ser soportada y
corroborada con la presentada en el informe previo a la realización de la medición.
Revisar que el equipo evaluado del proceso en el muestreo, mantiene las condiciones normales de
operación, durante el muestreo por triplicado y registrar todos los datos en la hoja de cálculo de
muestreo isocinético para garantizar que los resultados reportados por el consultor coincidan con
el del ingeniero ambiental.
4.11 Métodos
4.11.1 Método 1: (US EPA) selección del sitio de muestreo, determinación del
número de puntos y su localización en la chimenea
92
El equipo de muestreo de emisiones es apto en todos sus componentes y el ingeniero
ambiental verifica las condiciones de operación del equipo a evaluar, se procede a solicitarle al
operario que realice las verificaciones de las medidas actuales que presenta la chimenea, como
datos de insumos para determinar el número de puntos de muestreo
• Verifique el diámetro de la chimenea y no realizar medición si la chimenea o ducto presenta un
diámetro menor de 0.30 metros o un área transversal menor de 0.071 m2.
• Mida las distancias de los toma muestras a las perturbaciones y verifique que el sitio de
medición esté ubicado a una distancia mayor a dos (2) diámetros equivalentes de la chimenea o
ducto, después de una perturbación o a medio (0,5) diámetro equivalente antes de ella.
• Verifique que los niples se encuentran a 90 o en un mismo plano.
• Determine el número de punto a muestrear en la sección transversal de la chimenea
• Verifique que las distancias en la línea de sonda son los adecuados respecto al diámetro en
chimenea y número de puntos a muestrear.
Al realizar las verificaciones anteriores con el equipo consultor y determina el número de
puntos, proceda a verificar la medición de Ausencia de flujo ciclónico o turbulento en todos los
puntos de muestreo y el ángulo promedio en todos los puntos debe ser θ Prom < 20°.
Si la chimenea no presenta flujo ciclónico continúe con la medición, de lo contrario
cancele la medición y gestione los recursos necesarios para cumplir con el límite de valor de flujo
ciclónico.
93
4.11.2 Método 2: (US EPA) Determinación de la velocidad y flujo volumétrico de los
gases en la chimenea.
Aprobar el número de puntos de muestreo y la ausencia de flujo ciclónico le solicita al equipo
consultor que inicie con el método 2, pero antes debe realizar las siguientes verificaciones:
1. Una vez más verifique que las terminales del cordón umbilical no presenten suciedad y/o
fisuras, principalmente la conexiones de la sonda a la consola
2. Solicítele al operario que realice prueba de hermeticidad o de fugas del tubo pitot tipo "S"
(Stausscheibe), verificando que cumplan los siguientes requisitos sople la punta del tubo pitot
tipo S en sentido positivo hasta alcanzar diferencial de presión de 76.2 mm H2O (3 pulgadas de
H2O) y sellando la punta del tubo pitot tipo S, por donde soplo, verifique visualmente en la
columna inclinada que el líquido se mantenga estático en el capilar del diferencial de presión, por
al menos un tiempo de 15 segundos y luego, suelte.
3. Si se presenta desplazamiento del líquido en la columna inclinada solicite al operario revisar
las conexiones y repita los ítem de 1 a 3.
4. Una vez el tubo pitot positivo cumple los requerimientos se procede a realizar la prueba en el
pitot negativo, a diferencia que en éste no se sopla si no se succiona y se aplica la misma
metodología del ítem 1 a 3.
Si los tubos pitot tipo S pasan la prueba de hermeticidad, continúe la verificación de otros
componentes.
94
4.11.3 Método 3: (US EPA) Análisis de los gases de la chimenea para determinar el
porcentaje de Dióxido de Carbono (CO2), Oxígeno (O2), y el peso molecular del gas seco.
Antes de cada muestreo se debe verificar los valores de referencia para una muestra
ambiente.
1. Solicite se lleve a cabo el procedimiento de toma de aire ambiente, para verificar el oxígeno y
dióxido de carbono de referencia.
2. Verifique que se tomen 100 ml de muestra de aire ambiente.
3. Verifique que el operario pase 100 ml a la solución absorbente de dióxido de carbono por el
equipo.
4. Registre el valor obtenido, si el dióxido de carbono CO2 de referencia, no registra cero (0),
solicite cambio de reactivo inmediatamente en el lugar, o de lo contrario suspenda el muestreo.
5. Recuerde que el reactivo del Orsat tarda 6 a 8 y 10 horas en estabilizar para ser usado y deben
ser preparados con un tiempo superior de entre 6 a 8 horas
6. Verifique que el operario realiza el paso número 3 con la solución absorbente de oxígeno.
7. Registre el valor obtenido, si el oxígeno de referencia no se encuentra dentro del (20.8 +/-
0.7%) de O2, solicite cambio de reactivo en in-situ, o de lo contrario suspenda el muestreo.
Verificar que los resultados de la muestra de aire ambiente para oxígeno y dióxido de
carbono, están dentro de los rangos definidos.
95
4.11.4 Método 4: (US EPA) Determinación de la humedad contenida en los gases de
la chimenea.
A continuación se presentan las verificaciones que deben realizar para determinar correctamente
la humedad de los gases en la chimenea, antes del muestreo preliminar o definitivo, y determinar
las condiciones actuales de la chimenea así:
Verifique que los burbujeadores a utilizar se encuentran limpios; de no ser así, solicite que
laven la vidriería con jabón y enjuague con acetona no reactiva.
Antes de armado el tren de muestreo in-situ Verifique el volumen conocido de agua
destilada en el primer y segundo burbujeadores que el operario agregó al burbujeador y
registre su peso o volumen en la hoja de cálculo de muestreo isocinético.
Para el tercer burbujeador verifique que debe permanecer vacío y al cuarto agregar un
peso conocido de sílica gel para lo cual se debe registra su peso.
Verifique el montaje de la vidriería para la determinación del porcentaje de humedad en
los gases de chimenea de acuerdo a la figura 5.1 (método 5 US EPA) y método 2 para
muestreo preliminar)
Verifique que la temperatura de la sonda y la caja caliente se encuentre en el rango de 120
+/- 14ºC (248+/- 25ºF) y se estabilice por un tiempo.
96
Verificado el contenido, configuración del tren y la temperatura en la sonda y caja
caliente se procede a verificar la correcta realización de la prueba de hermeticidad en la línea
principal de muestreo, así:
Después de dejar un tiempo necesario para que la temperatura se estabilice, realice la
prueba de hermeticidad al tren en el sitio de muestreo taponando la boquilla y generando
un vacío de 380 mm Hg (15 pulgadas).
Verifique visualmente en la columna inclinada que el líquido se mantenga estático en el
capilar del diferencial de presión, por al menos un tiempo de 60 segundos, si el
diferencial de volumen cumple con lo estipulado en el CFR US EPA, entonces digite el
valor en la hoja de cálculo de muestreo isocinético.
Si se presenta desplazamiento del líquido en la columna inclinada solicite al operario
revisar las conexiones y repita el procedimiento del paso anterior.
NOTA: Puede utilizarse un vacío menor, siempre y cuando este no se exceda durante la
prueba, si no pasa la prueba de hermeticidad, realice los ajustes necesarios en el tren de muestreo,
hasta que supere la prueba.
97
Tren de muestreo para el material particulado:
Figura 23. Tren de muestreo. Fuente: Libro de combustión interna (Edward, 2012).
Superada la prueba de hermeticidad en la línea principal de succión y en los tubos pitot, se
procede a iniciar la medición en todos los punto de muestreo, el ingeniero ambiental al inicio o al
final del muestreo preliminar debe exigir un volumen mínimo de muestreo de 21 ft3 o (0.60 m3) a
condiciones estándar de gas de chimenea. Una vez termina el muestreo preliminar y se
determinan las condiciones en la chimenea se debe solicitar al equipo consultor y dejar por
escrito en el formato, volumen de gas muestreado, diámetro de boquillas calculada y utilizada y
el valor de la constante isocinética de trabajo.
98
4.11.5 Método 5: (US EPA) Determinación de las emisiones de material particulado
en fuentes fijas.
Verificar antes que realicen el montaje para el muestreo definitivo, que se realizó limpieza
de los componentes del tren de muestreo después de ser empleados en el preliminar y las
siguientes:
Verifique in-situ que el operario agregó al primer y segundo burbujeador un volumen 100
mL de agua destilada, el tercer burbujeador debe permanecer vacío y que al cuarto se
agregó un peso de entre 200 y 300 g de sílica gel.
Verifique que durante el montaje del filtro de fibra de vidrio en el porta filtro, no se
presenta contaminación del mismo.
Verifique que el tren de muestreo se ensambló de acuerdo a lo dispuesto en el Método 5.
Verifique con el calibrador vernier el diámetro interno de la boquilla a emplear en la
realización del muestreo.
Previo al inicio de la toma de la muestra se debe realizar prueba de hermeticidad (prueba
de fugas) al tren de muestreo y del tubo pitot tipo “S” (Stausscheibe), como se realizó en
el muestreo preliminar.
Verifique que la temperatura de la sonda y la caja caliente se encuentre en el rango de
120 +/- 14ºC (248+/- 25ºF)
99
Verificar una cantidad de hielo o material refrigerante suficiente en la caja fría para el
tiempo de duración de un muestro preliminar o definitivo, monitoreando la temperatura
de la salida de los gases en el cuello de ganso y se encuentre en el rango de 20 +/- 10ºC
Verificado y cumplido cada uno de los requisitos descritos anteriormente para cada
muestreo definitivo en chimenea, capturando como mínimo la lectura de datos en tres puntos de
monitoreo distribuidos así: al inicio, mitad y final del muestreo, de lo contrario si no se cumple
con una verificación se suspende el muestreo hasta lograr que estas condiciones se cumplan.
4.11.6 Método 6: (US EPA) Determinación de las emisiones dióxido de azufre en
fuentes fijas
Se debe verificar que se cumplan las siguientes condiciones.
Verificar el certificado de la solución absorbente de SO2 y que el laboratorio que elabore
esa solución este certificado ante el IDEAM.
Verificar que el volumen de la solución en los burbujeadores sea en el primero y segundo
burbujeador de 100 ml.
Verificar que el gas este pasando a través del filtro y llegue hasta los burbujeadores que
contienen la solución absorbente.
Garantizar que la recuperación de la muestra se haga tal cual lo establece el método.
Tomar registro fotográfico de todos los formatos de campo de todo el muestro
diligenciados.
100
4.11.7 Método 7: (US EPA) Determinación de las emisiones óxidos de nitrógeno en
fuentes fijas
Verificar que se cumplan las siguientes condiciones.
Verificar el certificado de la solución absorbente de NOx y que el laboratorio que elabore
esa solución este certificado ante la autoridad competente.
Verificar que los balones no tengas fugas.
Verificar que la presión de vacío para la captura del gas no sea inferior a 23 in Hg.
Garantizar los 5 minutos de agitación del balón después de la toma de muestra.
Garantizar que la recuperación de la muestra se haga tal cual lo establece el método.
Tomar registro fotográfico de todos los formatos de campo de todo el muestro
diligenciados.
4.12 Seguimiento del muestreo
Iniciado el muestreo se debe verificar y observar punto a punto en cada línea de puntos
Transversos que los datos tomados corresponden a los mostrados por el equipo.
101
Figura 24. Seguimiento de Muestreo. Fuente: Libro de combustión interna (Edward, 2012).
Luego que el equipo se enfrió, verifique que el filtro se retira en un ambiente limpio o se reserva el porta filtro para la recolección de la muestra en el laboratorio.
Verifique la recolección de material particulado presente en el tren de muestreo desde la boquilla hasta el porta filtro y que se realiza el lavado con acetona y se almacenan adecuadamente las muestras para su análisis en el laboratorio
Verifique la recolección del agua de los burbujeadores y su medición
Verifique la recolección de la sílica gel y su peso.
Verifique la recoleccióVerifique el correcto almacenamiento de las muestras tomadas para envío al laboratorio y el correcto diligenciamiento de la cadena de custodian de la sílica gel y su peso.
102
5. Conclusiones
Para poder lograr el cumplimiento de la normativa ambiental sobre emisiones
atmosféricas del país las empresas que producen energía a partir de combustibles fósiles, deben
diseñar y estandarizar un procedimiento para realizar el seguimiento de las emisiones
atmosféricas generadas por las Plantas Termoeléctricas. Con esto se busca describir las variables
que pueden afectar las mediciones e identificar la información de las emisiones que debe ser
organizada con miras a dar cumplimiento a la normatividad ambiental vigente.
Con la implementación de un protocolo para el seguimiento de las emisiones atmosféricas
se busca ofrecer de manera general a las personas o entidades involucradas en este seguimiento
una guía y lineamientos básicos para poder llevar a cabo el monitoreo de emisiones atmosféricas,
y brindar los elementos básicos para el desarrollo de la operación de un sistema de vigilancia de
la calidad del aire, del tratamiento, análisis, interpretación, presentación y reporte de la
información recolectada.
Mediante el monitoreo, seguimiento y medición a las emisiones generadas por la
operación de la empresa Soenergy Internacional, se logró identificar y determinar que, de los
contaminantes evaluados (MP, SO2 y NOX), el contaminante que supera en mayor porcentaje
(83%) la normativa ambiental es el NOX.
Se logró evidenciar con la realización de la Metodología de Leopold que, en comparación
con los otros impactos identificados durante la operación de la Empresa Soenergy International,
la generación de emisiones atmosféricas es el impacto ambiental con mayor nivel de
103
significancia. Esto justifica la realización del presente proyecto, es decir, pone de manifiesto la
necesidad de diseñar un procedimiento para el seguimiento de este tipo de emisiones.
104
BIBLIOGRAFÍA
Arroyo, S. (2007). Valoración de Impactos Ambientales. INERCO. Sevilla, España.
Banco Mundial. (1997). Contaminación atmosférica por vehículos automotores.
Experiencias recogidas en siete centros urbanos de América Latina. Washington, DC.
De Nevers, N. (1998). Ingeniería de control de la contaminación del aire. McGraw-Hill.
Ciudad de México, México.
EPA (2010a). Titulo 40: Protección del ambiente, parte 50 - Normas nacionales y locales
para calidad del aire. Recuperado el 23 de abril de 2015 de http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-
idx?c=ecfr&sid=c10769d5c347767d7a4657bfda8dbdc4&rgn=div5&view=text&node=40:2.0.1.1.1&idno=40
EPA (2010b). Titulo 40: Protección del ambiente, parte 53 - Métodos de referencia y
equivalentes para vigilancia de la calidad del aire. Recuperado el 23 de abril de 2015 de
http://ecfr.gpoaccess.gov/cgi/t/text/text-idx?c=ecfr&tpl=/ecfrbrowse/Title40/40cfr53_main_02.tpl
Fundación Mapfre. (2013). Salud y sostenibilidad: efectos de la calidad del aire
urbano. Madrid, España.
105
Gaitán, M., Cancino, J., Behrentz, E. (2007). Análisis de la calidad del aire en Bogotá.
Revista de Ingeniería, Universidad de los Andes. Vol. 26, pp. 81-92.
Greenfacts. (2009). GreenFacts. Recuperado el 23 de mayo de 2015, de:
http://www.greenfacts.org/es/glosario/mno/index.htm
IDEA. (2007). Plan de acción 2008-2012 de la estrategia de ahorro y eficiencia
energética en España. Recuperado el 24 de noviembre de 2015 de
http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_Resumen_Ejecutivo_Plan_de_Accion_2008-2012___17-07-
2007_con_TABLA_PDF_ACC_362e698f.pdf
IDEAM. (2012). Informe del estado de la calidad del aire en Colombia 2007-
2010. Bogotá, Colombia.
IDEAM. (2005). Protocolo para la vigilancia y seguimiento del módulo aire del sistema
de información ambiental. Bogotá, Colombia.
Edward, F. (2012). Libro de combustión interna: motores de combustión interna-análisis y
aplicaciones. CECSA.
Manual de conducción de motores Caterpillar 16M32C.
106
Caterpillar. (2006). Manual de conducción de motores Caterpillar 12M32C. Disponible
en: http://www.manualesdemecanica.com/manuales/Manuales-de-taller/caterpillar/Manual-de-
mantenimiento-motor-caterpillar-3412-(espa%C3%B1ol)/
Mak. (2012). Manual de conducción de Motores MAK 14M32C. Disponible en:
http://www.ebanque-pdf.com/fr_manual-de-reparacion-y-mantenimiento-de-motores-mack.html
Pielstick. (2015). Manual de conducción de motores Pielstick 16PA6B y Pielstick 18PC-
2. Disponible en: http://engine.od.ua/pielstick
Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial. (1999). Guía ambiental para
termoeléctricas y procesos de cogeneración, parte aire y ruido. Bogotá, Colombia.
Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial. (2005). Conpes 3344:
lineamientos para la formulación de la política de prevención y control de la contaminación del
aire. Bogotá, Colombia.
Molina, L. y Molina, M. (Coord.). (2005). La calidad del aire en la megaciudad de
México. Fondo de Cultura Económica. Ciudad de México, México.
107
OMS. (2005). Calidad del aire (exterior) y Salud, Nota descriptiva No. 313, Recuperado
el 24 de julio de 2015 de http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs313/es/
OMS. (2004). Guías para la calidad del aire. Recuperado el 10 de mayo de 2009 de
http://www.bvsde.ops-oms.org/bvsci/fulltext/guiasaire.pdf
OPS. (2005). Evaluación de los Efectos de la Contaminación del Aire en la Salud de
América Latina y el Caribe. Organización Panamericana de la Salud. Washington, Estados
Unidos.
Protocolo para el Control y Vigilancia de la Contaminación Atmosférica Generada por
Fuentes Fijas. (2013). Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial,
República de Colombia. Resolución 760 de 2010. Disponible en:
http://www.minambiente.gov.co/documentos/
Resolución 909 del 5 de junio de 2008. Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, República de Colombia. 2008. Disponible en:
http://www.minambiente.gov.co/documentos/res_0909_050608.pdf.
Resolución 1309 del 13 de julio de 2010. Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, República de Colombia. 2008. Disponible en:
108
https://www.minambiente.gov.co/index.php/component/content/article?id=163:plantilla -asuntos-ambientales-y-
sectorial-y-urbana-16#resoluciones
Resolución 610 del 24 de marzo de 2010. Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, República de Colombia. 2010. Disponible en:
http://www.minambiente.gov.co/documentos/res_0610_240310.pdf.
Resolución 2154 del 2 de noviembre de 2010. Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, República de Colombia. 2010. Disponible en:
http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=40724#0
Resolución 0935 del 20 de abril de 2011. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios
Ambientales de Colombia (IDEAM). 2011. Disponible en:
http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=42971
Rotatori, M.; Guerriero, E.; Sbrilli, A.; Confessore, L.; Bianchini, M.; Marino, F.; Petrilli,
L.; Allegrini, I. (2003). Characterisation and evaluation of the emissions from the combustion of
Orimulsion-400, coal and heavy fuel oil in a thermoelectric power plant. Environ Technol, 24(8),
1017-1023.
109
Silva, F. (1993). Generadores de vapor: mantenimiento periódico. Universidad de
Oviedo, Generadores y motores térmicos, v. 544. Oviedo, España.
SOENERGY. (2009). Información general de la compañía-Misión, visión y objetivos
corporativos. Consultado en: http://colombia.soenergy.com/compania/descripcion-general/
USCFR. (2008).Title 40 Part 60 Appendix A of the Code of Federal Regulations. U.S.
Environmental Protection Agency. Disponible en:
http://www.access.gpo.gov/nara/cfr/waisidx_08/40cfr60a_08.html.
WHO. (2000). Estándares de calidad del aire. Ginebra, Suiza.
WHO. (2005). Guía de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado, el
ozono, el dióxido de nitrógeno y el dióxido de azufre. Ginebra, Suiza.
Zapata, E. (2003). Motores de Combustión Interna. Recuperado de
http://www.docentes.unal.edu.co/eazapata/docs/MAQ-CLASE%203.pdf
110
ANEXOS
ANEXO 1.
Resultado de análisis de laboratorio Externo Combustible DNV
111
Fuel
Analysis For HOU1505579
Reporting
Date 03 Mar 2015
Mode
To: SOENERGY
INTERNATIONAL, INC.
Attn: Mr Efrain Villalba
Attn: Mr Gustavo
Castaneda
Attn: Ricardo Cuellar
Attn: Ms Ximena Torres
Veritas Petroleum Services - Fuel Analysis Report dated: 03-Mar-2015
Installation: TERMO PETROLEO (COLOMBIA)
Sample Number HOU1505579
Product Type (HFO)
Sampling Date 18-FEB-2015
Sampling Point FUEL MODULE
ENIGNE 1
Sent From BOGOTA
112
Date Sent 27-FEB-2015
Arrived at Lab 02-MAR-2015
Seal
data
VPS, SEAL INTACT, 7948767
Related Samples
PLANT 7948768
Tested Parameter Un
it
Resu
lt
Method
Density @ 15C kg
/m³
960.
6
ISO 12185
Viscosity @ 50C mm
2/s
210
ASTM
D7042
Water %
V/V
0.08
ASTM
D6304-C
Micro Carbon
Residue
%
m/m
9.31
ISO 10370
Sulfur
%
m/m
0.89
ISO 8754
Total Sediment
Potential
%
m/m
LT
0.01
ISO
10307-2
Ash %
0.03
LP 1001
113
m/m
Vanadium
mg
/kg
90
IP 501
Sodium
mg
/kg
3
IP 501
Aluminium
mg
/kg
2
IP 501
Silicon mg
/kg
6
IP 501
Iron mg
/kg
4
IP 501
Nickel mg
/kg
26
IP 501
Calcium mg
/kg
13
IP 501
Magnesium mg
/kg
2
LP 1101
Zinc mg
/kg
LT 1
IP 501
Phosphorus mg
/kg
LT 1
IP 501
Potassium
mg
/kg
LT 1
LP 1101
Pour Point C
LT
24
LP 1304
114
Flash Point C
GT
70.0
ISO 2719-
B
Calculated Values
Aluminium + Silicon
mg
/kg
8
Net Specific Energy
MJ
/kg
41.2
9
CCAI (Ignition
Quality)
- 828
Note:
LT means Less Than, GT means Greater Than.
Comments :
Sample is indicated as a blend of Hidrocasanare crude oil and Quifa
crude oil (64:36).
Best Regards,
On behalf of Veritas Petroleum Services BV
Leonardo Alphonso
Technical Adviser
End of Report for TERMO PETROLEO (COLOMBIA)
Reference to part(s) of this report which may lead to misinterpretation
115
is
prohibited.
For technical or operational advice or further information on this
report
please contact your nearest VPS office or contact us directly at
Tel : +1 (281) 470 1030
Email : [email protected]
116
ANEXO 2.
Resultado de análisis de laboratorio Externo Lubricante EXXONMOBIL
117
118
ANEXO 3.
Planos altura de la chimenea
91
93
ANEXO 4.
Plano de áreas afectadas por las emisiones atmosféricas
94
95
ANEXO 5.
Equipo de monitoreo para medición directa
96
EQUIPO
DISPOSITIVO IMAGEN DESCRIPCIÓN
Boquilla
La boquilla es un dispositivo fabricado generalmente
en acero inoxidable, cuarzo o borosilicato cuyo filo en
la parte final debe estar hacia el exterior, para
conservar un diámetro interno constante, por el mismo
motivo debe ser construida de una sola pieza. Se debe
disponer de una variedad de tamaños ya que van desde
0,32 -1,27 centímetros de diámetro interior.
Sonda
La sonda consiste en un tubo metálico que se
encuentra recubierto con una resistencia eléctrica
variable para calefacción. En un extremo la sonda
tiene una unión esférica para acoplarse al resto del
equipo, en el otro extremo tiene un acople para colocar
la boquilla toma muestra, también tiene un termopar
para medir la temperatura del gas y un tubo pitot tipo S
con sus respectivas conexiones al manómetro ubicado
en el módulo de control. Cuenta con todas las
conexiones eléctricas necesarias para su operación.
Consola
Con esta unidad se controlan las operaciones
necesarias para la toma de la muestra. Consiste en un
indicador múltiple de temperaturas, interruptores y
reóstatos necesarios para la operación del sistema, un
medidor para la operación de la bomba de vacío con
sus correspondientes válvulas de control fino y grueso,
los manómetros para la determinación de caídas de
presión en el tubo pitot – S y en orificio y las tomas de
presión eléctrica.
Portafiltro
Fabricado en vidrio de borosilicato con un soporte para
el filtro de frita de vidrio y un empaque de caucho de
silicona. Pueden utilizarse otros materiales de
construcción como acero inoxidable o teflón, su
objetivo es garantizar la hermeticidad tanto en su
entrada y salida, como alrededor del filtro, se ubica
inmediatamente a la salida de la sonda (o ciclón, si es
utilizado)
Módulo de toma
muestras
El módulo de toma de muestras consiste de dos
secciones: La primera es la sección caliente (horno)
donde se coloca el filtro y el ciclón, esta sección tiene
un termopar para medir la temperatura del horno y una
resistencia eléctrica variable para calentar toda la
sección. La segunda sección es fría (nevera), consiste
en una caja aislada donde se colocan los impactadores
en un baño de agua o hielo.
Impacta dores
Los impactadores son recipientes de vidrio que se unen
entre sí de manera hermética para hacer pasar la
muestra luego de que esta ha sido filtrada. Se ubican
en la cámara fría, que es bañada en su interior agua o
hielo. El contenido de cada uno de los impactadores
depende del método utilizado parta la determinación
de los contaminantes
97
Cordón umbilical
Es el dispositivo que conecta la sonda de toma de
muestra con el módulo de control, por medio del cual
se transmiten al módulo de control los datos de presión
y temperatura en la sonda de toma de muestra
Bomba de Vacío
La bomba se utiliza para forzar el paso continuo dela
muestra por el equipo de monitoreo, de manera que se
pueda controlar el volumen que ha sido transportado.
Equipo de
Monitoreo
Fuente: Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generadas en fuentes fijas.
