Caracterización de peligrosidad de los envases no recargables residuales utilizados para almacenar gases refrigerantes HCFC Y HFC

Abstract

The users who use or consume refrigerant gases, and who generate residual refrigerant gases, do not have clear guidelines on the environmentally appropriate management of a residual container or container that had contained this type of substance with a hazard characteristic. This situation is duo to there have not been inventories, studies, physicochemical analyzes, and there are not information that has been collected or systematized in where it concrete or evidence the conclusions related to the recipients danger. The foregoing is because it has assumed that the refrigerant gases that are or have been in contact with these containers, have a physicochemical characteristic of danger different from those related to CRETIP (corrosive, reactive, explosive, toxic, flammable and infectious). This physicochemical characteristic is not intrinsic to its composition, because it generates a direct impact on the environment; this danger consequences are relationship to the degradation of stratospheric ozone and global warming caused by the release into the atmosphere of these molecules. Likewise, on the refrigerants handling, it has assumed that according to the thermodynamic characteristics of these substances, a part of these containers are discarded by the users have residual refrigerant gas. But there are another part that do not contain residuals refrigerants, because the gas is evaporated by low temperatures and they are going to generate emissions to the atmosphere due to anthropic activities, or because it is not totally injected into a refrigeration and air conditioning equipment.

These differences influence the elements and procedures required for the environmental management of these wastes. It means that the sector that handling and the end users that consume these substances do not guarantee the integral management of this type of waste generated. For that reason, it is necessary to characterize, classify and identify these residual non-refillable containers. It is in order to define, if the strategy of use and recovery of this waste can be carried out by a user or by the air conditioning and refrigeration (RAC) sector, or must be performed by a hazardous waste manager licensed for the environmental management of these particular wastes.

The academic background of this project refers all about refrigerants gases and their container (cylinders), but since point of view of its life cycle. For this reason beginning the documents explains the environment impact and associate definitions of this chemical substances imported our country and how the international and national regulations is implemented to the elimination plan of these substances in Colombia. Furthermore the document emphasizes on useful and consumption of refrigerants gases of manner that the document identifies the most important sector that use these refrigerants and describes the hazards waste classification that there is for these virgin or new substances nowadays. Finally the academic background explains all related to waste refrigerants gases according to national rules as well as explains the strategies and the good environment management that there is in the country for this waste.

Once the information about importations were recollected and analyzed, this study determined the number of rechargeable cylinders per years taking into account the significant refrigerants gases those are imported to country. Likewise study determined the weight of empty cylinders and calculated the weight of metal that generate the no rechargeable cylinders when these be convers in metals.

Defined the sample of this project the study identified that the not rechargeable cylinders that were thrown away by RAC sector with closed valve have remains of refrigerants these value are between 0.096 kg to 1.25 kg. After that study made the analysis related to the waste characterization of these containers (cylinders) according to national regulation (Resolution 062 del IDEAM). The analyses that were selected for making this hazard characterization were: Flammability a Toxicity test. These analysis were selected according to the hazard characteristic that have the refrigerants like chemical substances or new.

Flammability test permitted to determinate of flash point of refrigerant’s remains that are into the no rechargeable cylinders. For this testing the cylinders were heated and were putted in contact with an ignition source. Flammability test resulted to presence with of flame for all cylinders in a range of temperature between 26°C to 31 °C. This results confirmed the hazard by flammability that has the not rechargeable cylinders.

On another hand, toxicity testing permitted to classify this complex waste as a hazardous waste by aquatic toxicity. The testing consisted in calculate the reduction percentage of growth of green alga unicellular (species: Selenastrum Capricornutum).

In essence, this study accomplished to determine the dangerousness of not rechargeable cylinders that were been used for storing refrigerants gases HCFC (R22) and HFC (blending of HFC as: R404A y R410A). The above, due to the results following:

– Due to the remains of refrigerants what are content into the not rechargeable cylinders these recipient are considered hazards for environment. This hazard is caused for releasing of these remains of refrigerants, that produce ozone depletion and increase the greenhouse effect our planet. – The same as the last hazardous, this container or not rechargeable cylinders that are smeared by HCFC and HFC refrigerants is considered flammable.

– According to toxicity testing that was made by this study the not rechargeable cylinders with remains of refrigerant gas are classified as ecotoxicity waste because they are toxic to environment.

Finally, once characterized, classified and quantified this hazard waste this study determined the appropriate environment management for this waste. So it could be applied in two strategies:

– The first strategy is applied into the waste generation element and as an action for preventing of the industrial pollution so that good practice refrigeration has to be strengthen in order to include all procedures needed for empting totality refrigerants of the not rechargeable cylinders.

– The second strategy is related to the reuse and appraise these waste. Once they are considered a waste by generating companies it is necessary apply all procedures that were defined in this study in order to recover the remains of refrigerants and avoid the pollution to atmosphere. Thus refrigerant gas could use again and the empty container could take advantage of like ordinary waste.

Keywords: Ozono depletion potencial, hydrochlorofluorocarbons, hidrofluorocarbonos, global warming potential, Hazard characterization of residual non-rechargeable containers.

Los usuarios y consumidores de gases refrigerantes, y que generan gases refrigerantes residuales, no cuentan con lineamientos claros sobre la gestión ambientalmente adecuada de un envase o recipiente residual que ha contenido este tipo de sustancia con característica de peligrosidad. No se han realizado inventarios, estudios, análisis fisicoquímicos, y no se ha recolectado o sistematizado información en donde se evidencien conclusiones concretas relacionadas con la peligrosidad de este residuo. Lo anterior, debido a que se asume que los gases refrigerantes que están o han estado en contacto con estos recipientes, cuentan con una característica fisicoquímica de peligrosidad diferente a la relacionadas con el CRETIP (corrosivas, reactivas, explosivas, toxicas, inflamables e infecciosas), y que no es intrínseca a su composición, debido a que genera un impacto directo al ambiente, ya que el peligro está relacionado con la degradación o agotamiento del ozono estratosférico y al calentamiento global ocasionado por la liberación a la atmósfera de estas moléculas. Asimismo, y en relación a la manipulación o manejo, se asume que según las características termodinámicas de estas sustancias, una parte de estos envases residuales desechados por los usuarios, va contener un remanente de gas refrigerante residual, y otra parte no va contener remanente, debido a que el gas se evapora a bajas temperaturas generándose emisiones a la atmosfera a causa de actividades antrópicas, o debido a que es inyectado totalmente a un equipo de refrigeración o acondicionador de aire.

Estas diferencias, influyen en los elementos y procedimientos requeridos para la gestión ambiental de estos residuos, quiere decir que el sector que manipula, y los usuarios finales que consumen estas sustancias, no garantizan el manejo integral de este tipo de desechos que generan, razón por la cual es necesario caracterizar, clasificar e identificar estos envases no recargables residuales con el fin de definir, si la estrategia de aprovechamiento y valorización de estos residuos, puede ser realizada por un usuario o por el sector de refrigeración y acondicionamiento de aire (RAC), o debe ser realizada por un gestor de residuo peligroso licenciado para el manejo ambiental de estos desechos o residuos en particular.

La temática que hace parte de los antecedentes del siguiente proyecto contextualiza todo sobre los gases refrigerantes y los recipientes donde vienen contenido, pero considerando su ciclo de vida, por lo que inicialmente se detallaran los impactos ambientales y definiciones asociadas a estas sustancias químicas importadas al país, y como los convenios internacionales y regulaciones nacionales hacen parte de los planes de eliminación de estas sustancias en Colombia. Además, se enfatiza en el uso o consumo de los gases refrigerantes, de manera que se identifican los sectores que utilizan los refrigerantes, y se describe la clasificación de peligrosidad que existe actualmente para estas sustancias químicas vírgenes o nuevas, las cuales las hacen atractivas comercialmente. Por último, los antecedentes hacen referencia al gas refrigerante residual, como es considerado un residuo peligroso, la forma de caracterizar la peligrosidad de estos desechos de acuerdo a normatividad nacional, la estrategia y gestión ambientalmente adecuada que existe en el país para este residuo, y como los recipientes no recargables se desechan con la incertidumbre de considerarlos peligrosos o no.

Una vez recolectada la información relacionada con las importaciones de gases refrigerantes al país, se determinó el número de cilindros no recargables (envases) importados por año, teniendo en cuenta los principales gases refrigerantes utilizados en Colombia. Asimismo, se determinó el peso de los cilindros vacíos, y se calculó el equivalente en metal generado por los cilindros no recargables desechados.

Definida la muestra de la población, se identificó que los cilindros no recargables desechados por el sector RAC con válvula de servicio cerrada, contienen una cantidad de remanente que esta entre 0.096 kg hasta 1.25 kg, por lo que se procedió con la caracterización de peligrosidad de estos recipientes de acuerdo a normatividad nacional. (Resolución 062 del IDEAM, por el cual se adoptan los protocolos de muestreo y análisis de laboratorio para la caracterización fisicoquímica de los residuos o desechos peligrosos en el país) De acuerdo a lo anterior, y teniendo en cuenta las características de peligrosidad identificadas para los gases refrigerantes como sustancia química, se determinó que los análisis de inflamabilidad y toxicidad serían los encargados de definir la peligrosidad de estos residuos.

El ensayo de inflamabilidad permitió la determinación del punto de inflamación del refrigerante remanente contenido en los cilindros no recargables mediante el calentamiento de este y el contacto con una chispa o dispositivo de ignición. Los ensayos arrojaron como resultados la presencia de flama o el halo de luz a un rango de temperatura corregida entre 26 °C a 31 °C, lo que confirma la peligrosidad por inflamabilidad de los cilindros no recargables.

Por otro lado, el ensayo de toxicidad permitió clasificar este desecho complejo, como un desecho peligroso por toxicidad acuática. El ensayo consistió en establecer el porcentaje de reducción de crecimiento de una especie de alga verde unicelular (cultivos de algas verdes seleccionadas de la especie Selenastrum Capricornutum).

En conclusión, el presente estudio logró determinar la peligrosidad de los cilindros no recargables residuales utilizados para almacenar gases refrigerantes HCFC (R22) y HFC (mezclas de HFC como: R404A y R410A). Lo anterior, teniendo en cuenta los siguientes resultados:

 Debido al remanente de gas refrigerante contenido en los cilindros no recargables residuales, se determinó que el recipiente untado representa un peligro para el medio ambiente. Lo anterior, a causa de la liberación del refrigerante residual al ambiente, que ocasiona, agotamiento de la capa de ozono o potencialización del efecto invernadero natural del planeta.

 Al igual que el peligro anterior, el recipiente o cilindro no recargables untado con refrigerante HCFC y HFC es considerado inflamable.

 Los cilindros no recargables con remanente de gas refrigerante en el interior, son clasificados como desechos ecotóxicos, quiere decir que son tóxicos hacia el medio ambiente, lo anterior de acuerdo a los resultados obtenidos en los test de toxicidad aguda realizados a los cilindros no recargables.

Finalmente, una vez caracterizado, clasificado y cuantificado este residuo peligroso (cilindros no recargables), se determinó la gestión ambientalmente adecuada para este desecho. Gestión que puede ser aplicada a través de dos estrategias:

 La primera estrategia, es considerando el elemento de la generación, y la prevención de la contaminación, de manera que la Buenas Prácticas de Refrigeración tendrán que ser fortalecidas, para divulgar la competencia relacionada con el uso de todo el refrigerante remanente contenido en los cilindros no recargables, y el vacío total del recipiente.

 La segunda estrategia, está relacionada con el aprovechamiento y valorización de este residuo. Una vez es considerado un desecho por parte del generador, es necesario aplicar los procedimientos establecidos en el presenté estudio (lineamientos para el manejo y gestión integral de los cilindros no recargables desechados por el sector RAC), con el fin de recuperar el remanente y evitar emisiones a la atmósfera.