Environmental and Health Issues in Cement Industry and Incineration of Hazardous Waste and Tires in the US

1. Incineración de residuos peligrosos y llantas en Estados Unidos. Industria cementera: Problemas ambientales y en la salud Mike Ewall y Katy Nicholson, Energy Justice Network www.EnergyJustice.net

2. Procesamiento de cemento en EUA Fuentes:Mapa, EarthJustice (http://www.earthjustice.org/news/cement_kilns/cement_kilns.html), Lista de plantas, EPA Dec 31st, 1997 (http://www.epa.gov/ttn/atw/pcem/plantlis.pdf), Lista original, US and Canadian Portland Cement Industry: Plant Information Summary, 2003 (For Purchase)

3. Plantas de cemento en México Fuente: “Energy Use in the Cement Industry in North America, Emissions, Waste Generation and Pollution Control, 1990-2001,” 2003, p11. (http://www.cec.org/files/pdf/ECONOMY/Session1-2-Jacott-Reed-Winfield_en.pdf)

4. Fabricando cemento • Todo el proceso es ambientalmente destructivo. • Extracción y minería de piedra caliza. • Transporte de materiales. • Combustión en hornos. • Cenizas tóxicas (polvo de hornos de cemento). • Hornos de Cemento. • Uso de energía muy intensivo, sobre todo los hornos con sistema húmedo. • Importantes fuentes de contaminación del aire, aún cuando queman solo combustibles fósiles. Peor cuando queman llantas y residuos peligrosos.

5. Proceso de producción de cemento • Extracción de materia prima: piedra caliza (70%) y otros materiales como arcilla, óxido de aluminio, hierro, pizarra y sílice. • Se pone la mezcla en hornos rotativos largos, donde se calienta a altas temperaturas (aproximadamente 1.500o C), causando reacciones químicas y físicas. Este proceso, en el que se usa calor para descomponer los materiales, se llama “calcinacion.” Se forma un nuevo material, llamado pre-cemento o “clinker,” compuesto de bolitas del tamaño de una nuez. • Se muele el clinker, se lo combina con yeso y se lo empaca. Cuando este producto – cemento – se mezcla con arena, piedra, u otros materiales y agua, se produce concreto. • El proceso de calcinación, que convierte la piedra caliza en clinker en el horno, es el paso fundamental decripto antes. Este proceso requiere una cantidad sustancial de energía, brindada por la quema de combustibles, que se inyectan en la parte opuesta del horno, y representan un costo económico importante para la producción de cemento.

6. Hornos con proceso seco y húmedo • Proceso húmedo • Molienda de material con agua. • Los barros resultantes se introducen en el horno rotativos. • Proceso a temperaturas de 1450°C. • Usa más energía que el proceso seco. • Proceso seco • Molienda de material. • El material resultante se mezcla y se introduce en una torre de precalentamiento y en un horno rotativo. • Para ambos – horno rotativo funcionando con llama energía-intensiva. • “Clinker” se enfria para su manipulación. Fuente: Essroc Italcementi Group (http://www.essroc.com/default.aspx?pageid=183)

7. Horno de cemento con proceso seco Fuente: Texas Environmental Profiles (http://www.texasep.org/html/wst/wst_4imn_incin.html)

8. Uso de energía en hornos de cemento • Una tonelada de cemento requiere un promedio de 4,4 millones de Btu. • Equivalente a 400 libras de carbón. • Tipos de combustible usados • Carbón • Petróleo • Coque de petróleo • Gas Natural • Combustible de residuos peligrosos • Combustible derivado de llantas Fuente: American Lung Association (http://www.mindfully.org/Air/Cement-Kilns-Burning-Waste4.htm)

9. Los combustibles fósiles se encarecen • Los precios del carbón escalan mientras aumenta la demanda global (China) [Coal prices climbing as global demand increases (U.S., China…), partially due to rising oil and gas prices]

10. Los combustibles fósiles se encarecen • El petróleo en su pico global [Oil production is peaking globally, meaning supply can no longer meet increasing demand, causing prices to rise] Price of No. 2 & 4 Fuels Cents per Gallon You are here Global Oil Production

11. Los combustibles fósiles se encarecen • La producción de gas natural llegó a su pico en Norteamérica; llegará a su pico global en 2020. • Los precios se han triplicado en los ultimos años. • México solía exportar gas a EUA y ahora importa de EUA. Precio del Gas Natural en pozo

12. ¿Por qué se usan combustibles alternativos? • Diversificar el uso de combustibles. • Incentivos tributarios. • Subsidios y préstamos del gobierno. • “Beneficios” ambientales. • Ganancias por la disposición de residuos.

13. Incineración de llantas en EUA • 45% de las llantas desechadas en EUA se queman

14. Resumen del mercado de llantas desechadas en EUA 2003 (millones de llantas) • 41% de la quema de llantas en EUA se realiza en hornos de cemento. • Los hornos de cemento queman el 18% de todas las llantas de EUA.

15. Incineración en hornos de cemento en México • A principios de los 90s – se permitió a las empresas de cemento quemar “combustibles alternativos” con autorizaciones de un año. • 1996 – SEMARNAT firma un acuerdo con las empresas de cemento para continuar permitiéndoles quemar residuos y para desarrollar estándares. • 2001 – se extiende el acuerdo con la industria del cemento. • Dic. 2002 – se aprueban los estándares oficiales para quemar “residuos alternativos”. • Casi todos los hornos de cemento tienen hoy permiso para quemar un 5%-30% de combustibles alternativos. • Actualmente seis hornos de cemento en México queman llantas: • CEMEX Ensenada • CEMEX Hermosillo • CEMEX Monterrey • CEMEX Colima • Planta de Cementos Apasco en Apaxco • Planta de Cementos de Chihuahua en Samalayuca

16. Combustibles en la industria del cemento mexicana Fuente: “Energy Use in the Cement Industry in North America, Emissions, Waste Generation and Pollution Control, 1990-2001,” 2003, p12. (http://www.cec.org/files/pdf/ECONOMY/Session1-2-Jacott-Reed-Winfield_en.pdf)

17. Combustibles alternativos en la industria de cemento mexicana Aceites y solventes usados Resinas Fondos de columnas de destilación Textiles Pinturas, tiners, barnices Cuero Hidrocarburos contaminados Caucho Grasas y ceras Madera Barros organicos y de refinería Plásticos Recortes de perforación Papel Solidos contaminados Llantas Suelos contaminados Conversores catalíticos usados Fuente: Table 31 (p46) in Jacott, M., et al. "Energy Use in the Cement Industry in North America: Emissions, Waste Generation and Pollution Control, 1990-2001," May 2003. http://www.texascenter.org/publications/cement.pdf

18. Hechos sobre las dioxinas • Las dioxinas y los furanos son los químicos mas tóxicos conocidos por la ciencia. • Las dioxinas provocan infertilidad, problemas de aprendizaje, endometriosis, malformaciones congénitas, desórdenes en la reproducción sexual, daños en el sistema inmune, entre otros. • 93% de las exposiciones a las dioxinas se produce por comer carne y productos lácteos.

19. Vías de exposición a las dioxinas

20. Cómo se forman las dioxinas • Las dioxinas se crean quemando hidrocarburos (combustibles fósiles, llantas, residuos peligrosos) con cloro (presente en carbon, llantas y algunos residuos peligrosos) en presencia de oxígeno. • Las emisiones de dioxinas aumentan cuando: • Hay mas cloro en el combustible/corriente de residuos. • Está presente algún metal catalizador. • Los gases se mantienen en un rango de bajas temperaturas (200-450o C).

21. Contaminantes emitidos por los hornos de cemento • Dióxido de carbono (gas de efecto invernadero). • Gases ácidos, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre.  • 19 metales pesados, incluyendo plomo, mercurio, cadmio y cromo VI. • Productos de Combustión Incompleta (PICs), incluyendo dioxinas, furanos e Hidrocarburos Aromáticos Polícilicos (PAHs). Fuente: http://www.texascenter.org/publications/kiln.htm

22. Las mediciones no son confiables • Los cálculos de emisiones y el control reglamentario en general se basan en pruebas infrecuentes, realizadas en condiciones óptimas. • Las pruebas no reflejan los períodos de encendido, cierre y condiciones irregulares. • Las pruebas frecuentemente prestan mucha atención a las temperaturas, el flujo de aire y otras condiciones de operación. • Se pueden tomar múltiples muestras hasta que una apruebe. • Las mediciones son muy poco frecuentes.

23. Monitoreo continuo de emisiones • Generalmente usado solo para óxidos de azufre (SOx), óxidos de nitrogeno (NOx), oxígeno (O2) y monóxido de carbono (CO). • Actualmente existe tecnología para monitorear de forma continua: • Amoniaco (NH4) • Dióxido de Carbono (CO2) • Ácido sulfhídrico (H2S) • Gases ácidos: • Ácido sulfúrico (H2SO4) • Ácido fluorhídrico (HF) • Ácido hidroclorídrico (HCl) • Productos de combustión incompleta (PICs): • Dioxinas y furanos • Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) • Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) • Metales: • Antimonio (Sb) • Arsenico (As) • Bario (Ba) • Cadmio (Cd) • Cromo (Cr) • Plomo (Pb) • Manganeso (Mn) • Mercurio (Hg) • Plata (Ag) • Niquel (Ni) • Zinc (Zn) • …y más

24. Polvo de hornos de cemento (CKD) en EUA • Grandes cantidades de material fino liberado y transportado por el flujo de gas caliente dentro del horno de cemento. • Captado con sistemas de control de la contaminación como ciclones, precipitadores electrostáticos, o filtros de tela, y luego enviado a rellenos in situ o en otros sitios. • 4 millones de toneladas de CKD dispuestas anualmente. • En 1990, se producía un promedio de 9 toneladas de CKD por cada 100 toneladas de clinker. • Los hornos de cemento con proceso seco generalmente producen mas CKD. • Una parte del CKD se “recicla” en el producto de cemento. Source: Beneficial Use of Solid Waste in Maine (http://useit.umaine.edu/materials/ckd/general_information.htm)

25. Usos “Beneficiosos” • No esta considerado como residuo peligroso por la US EPA. • Estabilización del suelo. • Estabilización y solidificación de residuos. • Reemplazo de cemento. • Pavimento de asfalto. • Relleno de minas. • Mejorador de cosechas.

26. ¿Qué hay en el polvo de los hornos de cemento? • Óxido de calcio. • Metales tóxicos: Arsénico, cromo, cadmio, antimonio, bario, berilio, plomo, plata, mercurio, talio, selenio, niquel. • Dioxinas, furanos.

27. México Llantas estimadas en pilas Mexicali 5,000,000 Ciudad Juárez 3,000,000 Matamoros 800,000 Reynosa 500,000 Nuevo Laredo 100,000 Piedras Negras 50,000 Ciudad Acuna 50,000 Texas El Paso 75,000 Problemas del apilamiento de llantas Llantas almacenadas en las ciudades de frontera Las llantas provocan problemas en la salud (mosquitos). Pueden prenderse fuego. Es costoso deshacerce de ellas. No hay muchas restricciones de importación para enviar las llantas a México. 40 millones de llantas obsoletas van anualmente a México.

28. Combustible derivado de llantas – US EPA Información general En 2003: 130 millones de llantas de desecho usadas como combustible (45% de la cantidad generada). Usadas trituradas o enteras. Supuestas ventajas Las llantas producen la misma cantidad de energía que el petróleo y un 25% más energía que el carbón. Las cenizas residuales del CDL puede contener menos metales pesados que algunos carbones. Resulta en menos emisiones de NOx en comparación con muchos carbones de EUA, particularmente los carbones altos en azufre. EPA La Agencia apoya el uso responsable de llantas en los hornos de cemento Portland y en otros establecimientos industriales.

29. Llantas México – EUA • Muchos millones de llantas de desecho están en la frontera de México-EUA. • “Frontera 2012 tiene la intención de reutilizar las llantas generadas por la limpieza para propósitos productivos, tales como el reciclaje o la reutilización” • Frontera 2012 es un programa de diez años conducido por la Agencia de Protección Ambiental de EUA y la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales de México (SEMARNAT).

30. Llantas Mexico – EUA • Texas, California y Colorado son de los estados de EUA que tienen los mayores sitios de almacenamiento de llantas

31. Composición química de las llantas Tipos de materiales típicamente usados para fabricar llantas: Caucho sintético Caucho natural Azufre y compuestos de azufre Sílice Resina fenólica Aceites: aromáticos, nafténicos, parafínicos. Telas: Poliester, Nylon, Etc. Ceras de Petróleo Pigmentos: óxido de zinc, dióxido de titanio, etc. Carbón negro Ácidos grasos Materiales inertes Fibras de acero Fuente: U.S. Rubber Manufacturers Association / Scrap Tire Management Council

32. Composición química de las llantas Representative Analysis of TDF Produced By WRI (Source: TDF Produced From Scrap Tires with 96+% Wire Removed) Source: U.S. Rubber Manufacturers Association / Scrap Tire Management Council

33. Composición química de las cenizas de las llantas Resultados preliminares de analisis de escoria (cenizas de fondo) Fuente: U.S. Rubber Manufacturers Association / Scrap Tire Management Council

34. Composición química de cenizas de llantas Nota: Estos resultados son de incinerar un 100% de combustibles de llantas. Sources: Radian Corporation, Results From Sampling and Analysis of Wastes From the Gummi Mayer Tire Incinerator, May 1985. Source: U.S. Rubber Manufacturers Association / Scrap Tire Management Council

35. Cloro en llantas • Aceites extendedores aromáticos. • “Baño de sal" proceso de vulcanización. • Membranas de caucho butilo halogenado • Estudio de California: las llantas tienen un nivel de cloro 2-5 veces más alto que el carbón del oeste. • Investigación de EPA: los niveles de cloro en llantas son un 2% más altos que el promedio nacional para carbón betuminoso.

36. Emisiones de dioxinas por la quema de llantas Fuentes disponibles en www.energyjustice.net/tires

37. Los datos sobre las emisiones de la quema de llantas varían. • Algunos estudios comparan una mezcla de de llantas y carbón con 100% carbón; otros comparan con otras mezcla de combustibles • La composición química del carbón puede variar segun el tipo de carbón y la región. • Los datos son de hornos de cemento, plantas de papel u otros hornos industriales • Las condiciones de operación pueden variar. Emisiones de combustible derivado de llantas

38. Tendencia comunes en comparación con el mezcla de CDL/carbón con 100% carbón Emisiones del combustible derivado de llantas

39. Alternativas a la quema de llantas • Reducción en la fuente. • Reducción del uso de tóxicos. • Reutilización (Recauchutaje). • Reciclaje. • Devulcanización. • Asfalto de concreto con caucho. • Monofills.

40. Combustible de residuos peligrosos - EUA • 14 hornos de cemento y 3 hornos de agregado ligero actualmente queman residuos peligrosos en EUA. • De las 6 millones toneladas de residuos peligrosos que se manejan en sitios ajenos (comercialmente) cada año en EUA • 1,8 millones de toneladas se queman • Cerca de 750.000 toneladas (cerca del 12,5%) se quemaron en hornos de cemento en 1999 • Esto es menos que los 37 hornos en 1994, cuando 90% de los residuos peligrosos liquidos se quemaban en hornos

41. Composición química de los residuos peligrosos • Residuos de operaciones industriales / comerciales relacionadas con pinturas, sólidos de pinturas, solventes gastados. • Fluidos de limpieza de metales. • Solventes de la industria electrónica (estos materiales incluyen solventes clorados/fluorocarbonos); trazas que contienen metales se integran al cemento. • Solventes de limpieza. • Residuos de refinerías de petróleo. • Los barros del fondo de tambores pueden contener metales mezclados con líquidos de los líquidos allí presentes.

42. Hornos de cemento y residuos peligrosos • Los hornos de cemento no estan diseñados para incinerar residuos peligrosos. • Las reglamentaciones de contaminación del aire estan llenas de huecos. • Los hornos de cemento tienen flujos de aire masivo 5-6 veces más altos que los incineradores de residuos peligrosos, pero los límites de emisiones permiten concentraciones similares. • Las cenizas y los residuos de lavados de gases de los incineradores de residuos peligrosos son considerados residuos peligrosos, pero el polvo de los hornos de cemento no lo es.

43. Hornos de cemento y residuos peligrosos Planta Total emisiones Factor de diferencia anuales TXI* = 23,995 tpa 12 veces mayores que 3 IRP combinados. AEI* = 744 tpa 32.25 veces menores que TXI LAI* = 645 tpa 37.30 veces menores que TXI CWM* = 598 tpa 40.12 veces menores que TXI Los datos del incinerador de residuos peligrosos son de toneladas anuales en 1995; los de TXI son del borrador del permiso de aire 1997. TPA = toneladas por año * TXI es Texas Industries Inc. Midlothian Cement Kiln Complex. Datos del borrador de permiso del aire TNRCC * AEI es American EnviroTech's un incinerador comercial de residuos peligrosos en Channelview, Harris County, Texas autorizado por TNRCC pero nunca instalado. Los datos son del permiso de TNRCC. * LAI es un incinerador comercial de residuos peligrosos de la empresa Laidlaw (ex Rollins Environmental Services) ubicado en Deer Park, Harris County, Texas. Ahora llamado Safety-Kleen. Datos del permiso de TNRCC. * CWM es un incinerador comercial de residuos peligrosos de Chemical Waste Management en Port Arthur, Jefferson County, Texas. Datos del permiso de TNRCC.

44. Emisiones de dioxinas afectadas por las temperaturas Fuente: The Inventory of Sources and Environmental Releases of Dioxin-Like compounds in the United States: The Year 2000 Update (External Review draft, March 2005; EPA/600/p-03/002A

45. Quema de residuos peligrosos = emisiones de dioxinas 21 veces más altas Fuente: The Inventory of Sources and Environmental Releases of Dioxin-Like compounds in the United States: The Year 2000 Update (External Review draft, March 2005; EPA/600/p-03/002A

46. Quema de residuos peligrosos = niveles de dioxinas en polvo de hornos de cemento 11.667 veces más altos Fuente: The Inventory of Sources and Environmental Releases of Dioxin-Like compounds in the United States: The Year 2000 Update (External Review draft, March 2005; EPA/600/p-03/002A

47. La historia sucia de Cementos Keystone 1976 Comenzo a quemar residuos peligrosos.Principios de 90's Solicitó aumentar la cantidad de residuos quemados. Oposición de un grupo ciudadano y un grupo de padres y maestros de escuela. 1992 Se reveló que los datos de computadora habían sido alterados para ocultar violaciones de los permisos. La solicitud de permiso fue suspendida.1995 Solicitó quemar 55 tipos de residuos adicionales y aumentar la proporción. Oposición de un grupo ciudadano y un grupo de padres y maestros de escuela. El estado pidió una evaluación de riesgos de salud.7/1997 Volvió a solicitar quemar más residuos, pero...12/1997 El tanque de combustible de residuos peligrosos se recalentó, evacuación de 1-milla. Los ciudadanos reclaman mejores controles de seguridad, monitoreo y registro.8/1999 Retiró la solicitud.

48. Relaciones públicas / Asociaciones de comercio • Cement Kiln Recycling Coalition (www.ckrc.com) • Association for Responsible Thermal Treatment (ARTT)

49. Para mayor información… • Energy Justice Network: www.energyjustice.net/tires/ • GAIA: www.no-burn.org • American Lung Association report:www.mindfully.org/Air/Cement-Kilns-Burning-Waste.htm • Downwinders at Risk www.downwindersatrisk.org • Montanans Against Toxic Burning www.notoxicburning.org • Texas Center for Policy Studies www.texascenter.org/tires/ • Alberni Environmental Coalition www.portaec.net/local/tireburning/ • Friends of Hudson www.friendsofhudson.com • National Citizens Alliance www.cementkiln.com • Listas de E-mail: To subscribe to email networks for activists fighting tire burning or cement kilns, contact Mike Ewall at