ESTUDIO PARA DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

ESTUDIO PARA DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS LÍQUIDOS CON TECNOLOGÍA DE INYECCIÓN PROFUNDA

EN FORMACIONES GEOLÓGICAS ESTABLES

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERA QUÍMICA INDUSTRIAL

PRESENTA

ANA ALEJANDRA LÓPEZ VILLALOBOS

MÉXICO, D.F. 2007

Estudio para Disposición Final de Residuos Peligrosos Líquidos con Tecnología de Inyección Profunda en Formaciones Geológicas Estables

DEDICATORIA

A mis padres: Rosalba y Alejandro; y a mi esposo

Carlos, por fortalecer mis anhelos de cerrar este

ciclo de mi preparación profesional.

A mis hijos: Daniela y Carlos. En reconocimiento al

tiempo cedido para la elaboración de este trabajo.

Este estudio, se realizó bajo la dirección del Doctor

Lino Mario Mayorga, a quien agradezco su

dedicación y paciencia, durante la elaboración del

mismo.

Tesis Profesional de Ana Alejandra López Villalobos i


INDICE

DEDICATORIA ..................................................................................................i

ÍNDICE DE FIGURAS.......................................................................................1

ÍNDICE DE TABLAS ........................................................................................2

GLOSARIO .......................................................................................................3

RESUMEN ........................................................................................................6

ABSTRACT ......................................................................................................7

I. INTRODUCCIÓN.......................................................................................8

II. EXPERIENCIAS INTERNACIONALES ..................................................12

II.1. Estados Unidos ............................................................................................. 12

II.2. Comunidad Europea ..................................................................................... 17

II.3. España.......................................................................................................... 19

III. TOPICOS RELEVANTES EN EL ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL PARA PROYECTOS DE DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS LÍQUIDOS MEDIANTE INYECCIÓN PROFUNDA...................................................20

III.1. Selección del Sitio ......................................................................................... 22

III.2. Uso Actual del Suelo y/o Cuerpos de Agua .................................................. 22

III.3. Aspectos Sociales......................................................................................... 22

III.4. Descripción de la obra o actividad y sus características ............................... 23

Tesis Profesional de Ana Alejandra López Villalobos ii


IV. ESTUDIO DE CASO: DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS LÍQUIDOS UTILIZANDO TECNOLOGÍA DE INYECCIÓN PROFUNDA.......................................................................30

IV.1. Descripción general del proyecto .................................................................. 30

IV.2. Características del Fluido.............................................................................. 31

IV.3. Características del Pozo de Inyección .......................................................... 32

IV.4. Condiciones Geológicas y Geohidrológicas .................................................. 34

IV.5. Compatibilidad de los Fluidos con la Formación del Embalse ...................... 35

IV.6. Potencial de movimiento de fluido fuera de la zona de inyección ................. 35

IV.7. Existencia de otros pozos que penetren la zona de inyección dentro del área de evaluación ....................................................................... 36

IV.8. Potencial de fracturar la formación de la zona de inyección o confinamiento................................................................................................ 36

IV.9. Modelación Matemática ................................................................................ 36

IV.10. Construcción del Pozo de Inyección ............................................................. 38

IV.11. Operación del Pozo de Inyección.................................................................. 42

IV.12. Pruebas y Monitoreo ..................................................................................... 45

IV.13. Reportes y Registros..................................................................................... 48

IV.14. Notificación a las Autoridades ....................................................................... 48

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................49

BIBLIOGRAFÍA ..............................................................................................51

ANEXO 1. LEGISLACIÓN APLICABLE. .......................................................55

III.1. Leyes ............................................................................................................ 55

III.2. Reglamentos ................................................................................................. 57

III.3. Normas Oficiales Mexicanas......................................................................... 62

Tesis Profesional de Ana Alejandra López Villalobos iii


ÍNDICE DE FIGURAS

• Figura 1. Pozos Clase I. Residuos peligrosos aislados, industriales y municipales a través de inyección profunda. Protecting Drinking Water through Underground Injection Control: Drinking Water Pocket Guide. Enero 2002. Página 7, 11, 12

• Figura 2. Volumen total de residuos peligrosos inyectados en pozos profundos por industria. EE.UU., 2001. Total inyectado 97 714 812 kg (seco)

• Figura 3. Volumen total de residuos peligrosos inyectados en pozos profundos por compuesto.

• Figura 4. Clases y Tipos de Pozos de Inyección Profunda

• Figura 5. Un pozo de inyección típico Clase I. Study of the Risk Associated with Class I UIC Wells. Pag. 11.

• Figura 6. Características constructivas de un pozo clase I típico.

• Figura 7. Construcción de un pozo de inyección: Protección a los mantos acuíferos.

• Figura 8. Construcción de un pozo de inyección: Protección hasta la zona de inyección.

• Figura 9. Construcción de un pozo de inyección: Inyección

• Figura 10. Construcción de un pozo de inyección: Prueba de integridad mecánica.

Tesis Profesional de Ana Alejandra López Villalobos 1


ÍNDICE DE TABLAS

• Tabla 1. Clasificación de Residuos Peligrosos por Fuente Específica. NOM-052-SEMARNAT-2005.

• Tabla 2. EPA Sistema de clasificación para pozos de inyección. Protecting Drinking Water through Underground Injection Control. www.epa.gov/safewater. Enero 2002.

• Tabla 3. Parámetros de monitoreo de pozos de inyección.

• Tabla 4. Periodos de pruebas y monitoreo.


http://www.epa.gov/safewater.%20Enero%202002


GLOSARIO Confinamiento controlado: Obra de ingeniería para la disposición final de residuos peligrosos, que garantice su aislamiento definitivo;

Confinamiento en formaciones geológicas estables: Obra de ingeniería para la disposición final de residuos peligrosos en estructura naturales impermeables, que garanticen su aislamiento definitivo;

Disposición Final: Acción de depositar o confinar permanentemente residuos en sitios e instalaciones cuyas características permitan prevenir su liberación al ambiente y las consecuentes afectaciones a la salud de la población y a los ecosistemas y sus elementos;

Formación geológica estable: Estructura rocosa natural con porosidad y composición adecuada para recibir el residuo peligroso líquido, asegurando su aislamiento definitivo.

Generación: Acción de producir residuos a través del desarrollo de procesos productivos o de consumo;

Gestión Integral de Residuos: Conjunto articulado e interrelacionado de acciones normativas, operativas, financieras, de planeación, administrativas, sociales, educativas, de monitoreo, supervisión y evaluación, para el manejo de residuos, desde su generación hasta la disposición final, a fin de lograr beneficios ambientales, la optimización económica de su manejo y su aceptación social, respondiendo a las necesidades y circunstancias de cada localidad o región;



Inyección profunda: La inyección profunda es definida como el traspaso de desecho del material líquido en los estratos geológicos aislados, depositando los desechos en zonas de la corteza terrestre que están libres de los efectos usuales del ciclo hidrológico;1

Manifiesto de Impacto Ambiental: El documento mediante el cual se da a conocer, con base en estudios, el impacto ambiental, significativo y potencial que generaría una obra o actividad, así como la forma de evitarlo o atenuarlo en caso de que sea negativo;

Manejo Integral: Las actividades de reducción en la fuente, separación, reutilización, reciclaje, co-procesamiento, tratamiento biológico, químico, físico o térmico, acopio, almacenamiento, transporte y disposición final de residuos, individualmente realizadas o combinadas de manera apropiada, para adaptarse a las condiciones y necesidades de cada lugar, cumpliendo objetivos de valorización, eficiencia sanitaria, ambiental, tecnológica, económica y social;

Medio Ambiente: El entorno biofísico en que vive y se conforma la sociedad humana, desarrollando un proceso de producción, cambio, distribución y consumo a fin de satisfacer sus necesidades y participando en el conjunto de iteraciones de los procesos sociales y naturales;

Pozo de inyección profunda: Infraestructura para depositar una corriente líquida en una formación geológica estable con tecnología que permita garantizar la contención e inmovilización de dicha corriente;

Residuo: Material o producto cuyo propietario o poseedor desecha y que se encuentra en estado sólido o semisólido, o es un líquido o gas contenido en recipientes o depósitos, y que puede ser susceptible de ser valorizado o requiere sujetarse a tratamiento o disposición final;

Residuos Peligrosos: Son aquellos que posean alguna de las características de corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad, o que contengan agentes infecciosos que les

1 (CFR 40 Parte 267, Subparte G y Parte 146 & 148). Agencia de Protección Ambiental (EPA), Oficina de desechos sólidos y respuesta en emergencia, (Office of Solid Waste and Emergency Response), Septiembre 1989.



confieran peligrosidad, así como envases, recipientes, embalajes y suelos que hayan sido contaminados cuando se transfieran a otro sitio,

Residuos Peligrosos Líquidos: Son aquellos que posean alguna de las características de corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad, o que contengan agentes infecciosos que les confieran peligrosidad, en estado líquido;

Tratamiento: Procedimientos físicos, químicos, biológicos o térmicos, mediante los cuales se cambian las características de los residuos y se reduce su volumen o peligrosidad;



RESUMEN El punto central de esta investigación está relacionado con los problemas de manejo de los residuos peligrosos en México, los cuales se han tornado complejos debido por una parte a la diversidad y cantidad de los residuos generados y por otra a la inadecuada gestión para su tratamiento, transporte y disposición final. En nuestro país el confinamiento de residuos peligrosos está limitado a una sola alternativa (sitio de disposición final en Mina NL) mientras que a nivel internacional la investigación y aplicación de nuevas tecnologías resulta usual.

Este trabajo tiene por objetivo presentar una alternativa para evitar la disposición inadecuada de los residuos peligrosos líquidos y la contaminación al ambiente, aplicando la tecnología de inyección profunda a estratos geológicos estables en el manejo integral de dichos residuos.

En el capitulo II se ha realizado un estudio sobre las experiencias internacionales relacionadas con esta tecnología, mismas que revelan la gran aceptación por las autoridades ambientales en cada país y las características principales consideradas para su aplicación.

En el capítulo III se analizan los tópicos relevantes en el estudio de impacto ambiental, que resultan el pilar para la obtención del permiso de operación de esta tecnología en el manejo de los residuos peligrosos líquidos. Para este análisis se consideró el marco jurídico aplicable así como una propuesta para su presentación ante las autoridades correspondientes.

Por otro lado en el capítulo IV se estudia un caso particular para el cuál se establecen parámetros técnicos que deberán ser considerados durante la propuesta de un nuevo proyecto, estos parámetros resultan del análisis de la aplicación de la tecnología y se refieren a la elección de un sitio, y la construcción, operación y mantenimiento de los pozos de inyección profunda.

Finalmente se realizan conclusiones y recomendaciones en torno a la promoción de proyectos de disposición final de residuos peligrosos líquidos con base en el análisis legal y técnico anterior.



ABSTRACT The main point in this research deals with the problem of hazardous wastes handling, which is complex due to the diversity and amount generated. These types of residues are inadequately managed in all three stages: treatment, transportation and final disposal.

In our country the final disposal of hazardous wastes is limited to only one alternative (Mina NL), while on an international level, research and applicability of new technologies is common.

The objective of this work is to propose an alternative for the integral management of hazardous liquid wastes, avoiding the inadequate disposal of this type of wastes and the environmental pollution implied, through the underground injection technology.

A study about international experiences related with this technology is presented in the chapter II, showing the acceptance by the environmental authorities in these countries as well as the application issues.

In the chapter III the relevant topics included in the Environmental Impact Assessment are analyzed according to the legal situation to apply the underground injection technology to hazardous liquid wastes disposal in our country.

In chapter IV a specific case is studied. A review of technical parameters that should be considered for new projects is made. These include the technology analysis results, and other technological aspects such as site selection, construction, operation and maintenance.

Finally, I present the conclusions and recommendations to promote this technology as an alternative for hazardous wastes management.



I. INTRODUCCIÓN La generación de residuos peligrosos por parte de la industria representa uno de los problemas ambientales más preocupantes en nuestro país. Esto se exacerba por la carencia de infraestructura para el manejo y tratamiento adecuado de tales residuos, los cuales provocan una amplia gama de impactos ambientales tanto en los recursos hídricos, como en los ecosistemas y en la salud pública.

Los sistemas tradicionales de manejo de residuos peligrosos constituyen un costo económico considerable en la medida en que representan gastos no productivos para las empresas, por lo tanto la gestión ambiental se convierte en un lastre para la economía.

Uno de los retos ambientales más apremiantes para nuestro país lo constituye el alcanzar un manejo adecuado de los residuos peligrosos, en cuya gestión integral el eslabón más importante es lograr que el volumen de generación total sea dispuesto de manera adecuada.

La generación de residuos peligrosos en México es una incógnita en la que vale la pena ahondar para conocer el problema real, por ello se citan a continuación tres supuestos principales:

En principio las cifras oficiales hasta el mes de julio del año 2000 obtenidas a través de manifiestos de entrega y recepción muestran una generación de 3,705,846 ton/año2, en contraste algunos estudios también oficiales estiman que la generación de residuos peligrosos, es aproximadamente 8 millones de toneladas anuales3. Entonces, puede suponerse que un gran porcentaje de dichos residuos son dispuestos de forma clandestina en tiraderos municipales, barrancas, derechos de vías en carreteras, drenajes municipales o cuerpos de agua. Vale la pena mencionar que cerca de 90% de los residuos peligrosos adoptan estados líquidos, acuosos o semilíquidos, o bien, se solubilizan y/o mezclan en las descargas de aguas residuales.

2 Instituto Nacional de Ecología, Julio 2000 3 SEMARNAP, INE, 1998. Programa para la Minimización y Manejo Integral de Residuos Industriales Peligrosos en México 1996-2000. México



En segundo lugar una estimación realizada por comparación simple entre el valor de la producción química nacional en Estados Unidos, la cual en 1985 generó residuos industriales peligrosos en una cantidad cercana a los 260 millones de toneladas, y el valor correspondiente para México; se obtiene una cifra aproximada a los 20 millones de toneladas anuales de residuos peligrosos, valor que resulta muy lejano de la evaluación anterior lo que nos permite tener una idea de la gravedad que significa el manejo de los residuos peligrosos.4

Por último conviene considerar que en México se producen aproximadamente 123 millones de toneladas de residuos mineros, casi 30 millones de toneladas de los provenientes de la industria química y prácticamente 12 millones de toneladas de agroquímicos (estos residuos no están caracterizados como peligrosos a pesar de no existir un sustento para su exclusión). Con base en lo anterior y tomando al arsénico como metal guía, aproximadamente un 10% de los residuos mineros también deberían ser considerados como peligrosos, lo cual implicaría que 12.3 millones de toneladas de residuos mineros deberían sumarse a los 8 millones de toneladas ya estimadas como peligrosas, dando un total aproximado de 20 millones de toneladas de residuos peligrosos al año5, lo que resulta ser un valor más acorde con las comparaciones realizadas anteriormente. Estas cifras nos permiten tener un panorama sobre la potencialidad del problema de manejo de los residuos peligrosos en México.

Por otro lado, un elemento indispensable para la gestión adecuada de los residuos es la infraestructura para su recolección, transporte, tratamiento y disposición final. Mientras ésta no sea suficiente y cumpla con los requisitos técnicos necesarios, difícilmente los generadores podrán encauzar de manera segura sus residuos. Actualmente en nuestro país solo existe un sitio autorizado en Mina Nuevo León para confinamiento final de residuos peligrosos, adicionalmente existen otros factores como intereses particulares, falta de conocimiento, vacíos legales, discontinuidad de programas e iniciativas por cambios en gobiernos estatales y municipales, incertidumbre financiera, etc., que impiden el desarrollo de nuevos proyectos relacionados con infraestructura ambiental en relación al manejo integral de residuos peligrosos.

4 Ortiz, Monasterio Fernando, El manejo de los desechos peligrosos en México.1985 5 Los Residuos Peligrosos en México. Evaluación del Riesgo para la Salud. Díaz-Barriga. F.



En sentido de lo anterior es importante impulsar el desarrollo de nuevas tecnologías con miras en el aumento de la capacidad de manejo integral de los residuos peligrosos. El concepto general de pozos de inyección es el de garantizar la contención e inmovilización de residuos líquidos, dentro de formaciones geológicas estables.

De forma específica esta tecnología puede utilizarse para tratamiento de efluentes líquidos peligrosos principalmente de tipo corrosivo, acudiendo al análisis de los listados en la norma NOM-052- SEMARNAT-2005 podemos mencionar de forma enunciativa más no limitativa los siguientes:

Tabla 1. Clasificación de Residuos Peligrosos por Fuente Específica. NOM-052-SEMARNAT-2005.

RESIDUO BENEFICIO DE METALES LICOR GASTADO GENERADO POR LAS OPERACIONES DE ACABADO DEL ACERO EN INSTALACIONES PERTENECIENTES A LA INDUSTRIA DEL HIERRO Y DEL ACERO SOLUCION GASTADA PROVENIENTE DE LA LIXIVIACION ACIDA DE LOS LODOS/POLVOS DEL EQUIPO DE CONTROL DE EMISIONES EN LA FUNDICION SECUNDARIA DE PLOMO EXPLOSIVOS RESIDUOS DE AGUA ROSA-ROJA Y DE ACIDOS GASTADOS DE LA MANUFACTURA DE TNT PETROLEO, GAS Y PETROQUIMICA FONDOS DE LA ETAPA DE DESTILACION EN LA PRODUCCION DE ACETALDEHIDO VIA OXIDACION DE ETILENO CORTES LATERALES DE LA ETAPA DE DESTILACION EN LA PRODUCCION DE ACETALDEHIDO VIA OXIDACION DE ETILENO PINTURAS Y PRODUCTOS RELACIONADOS RESIDUOS DE PIGMENTOS BASE CROMO Y BASE PLOMO PRESERVACION DE LA MADERA LODOS SEDIMENTADOS Y SOLUCIONES GASTADAS GENERADOS EN LOS PROCESOS DE PRESERVACION DE LA MADERA QUIMICA INORGANICA RESIDUOS DE LA MANUFACTURA Y DEL ALMACENAMIENTO EN PLANTA DE CLORURO FERRICO DERIVADO DE ACIDOS FORMADOS DURANTE LA PRODUCCION DE BIOXIDO DE TITANIO MEDIANTE EL PROCESO CLORURO-ILMENITA QUIMICA ORGANICA CORRIENTES SEPARADAS DEL AGUA DEL REACTOR DE LAVADO DE CLOROBENCENOS RESIDUOS DEL LAVADOR DE GASES DE VENTEO DEL REACTOR EN LA PRODUCCION DE DIBROMURO DE ETILENO VIA BROMACION DEL ETILENO CONDENSADOS ORGANICOS DE LA COLUMNA DE RECUPERACION DE SOLVENTES EN LA PRODUCCION DE DIISOCIANATO DE TOLUENO VIA FOSGENACION DE LA TOLUENDIAMINA



RESIDUOS PROVENIENTES DEL LAVADO DE DINITROTOLUENO OBTENIDO A PARTIR DE LA NITRACION DE TOLUENO RESIDUO DE CATALIZADOR AGOTADO DE ANTIMONIO EN SOLUCION ACUOSA EN LA PRODUCCION DE FLUOROMETANOS CORRIENTES COMBINADAS DE AGUAS RESIDUALES EN LA PRODUCCION DE NITROBENCENO/ANILINA AGUA DE REACCION (SUBPRODUCTO) DE LA COLUMNA DE SECADO EN LA PRODUCCION DE TOLUENDIAMINA VIA HIDROGENACION DE DINITROTOLUENO FONDOS LIGEROS LIQUIDOS CONDENSADOS DE LA ETAPA DE PURIFICACION DE LA TOLUENDIAMINA OBTENIDA A TRAVES DE LA HIDROGENACION DE DINITROTOLUENO VECINALES DE LA ETAPA DE PURIFICACION DE LA TOLUENDIAMINA OBTENIDA A TRAVES DE LA HIDROGENACION DE DINITROTOLUENO RESIDUOS DEL LAVADOR CON VAPOR DEL PRODUCTO EN LA PRODUCCION DE 1,1,1-TRICLOROETANO

Cabe mencionar que en México solo existe un permiso para dar tratamiento a residuos peligrosos líquidos utilizando esta tecnología, en general puedo afirmar que estos proyectos requieren de un esfuerzo significativo en la presentación de los fundamentos legales y la justificación técnica de su aplicabilidad para impulsar el desarrollo de la inyección profunda en formaciones geológicas estables y así contribuir a dar solución al problema de su inadecuada disposición.



II. EXPERIENCIAS INTERNACIONALES La experiencia internacional de aplicación de la tecnología de inyección profunda en formaciones geológicas estables ofrece la posibilidad de desarrollar proyectos de disposición de residuos peligrosos líquidos, logrando el manejo integral de ellos y minimizando los riesgos a la salud humana, los acuíferos potables y al ambiente.

El proceso de inyección subterránea de fluidos mediante pozos de inyección se considera esencial en muchas de las industrias en países como España y Estados Unidos. Estas industrias incluyen la fabricación de petróleo, químicos, alimentos, generación de energía geotérmica y otras.

II.1. Estados Unidos

En la legislación de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés), se considera la inyección a pozos profundos como una práctica común, existe para ello una clasificación de residuos que pueden ser dispuestos en diferentes clases de pozos de inyección, para el caso de la inyección de residuos líquidos peligrosos corresponde la Clase I.

Inicialmente el concepto de inyección profunda implicaba preocupaciones por la posibilidad de contaminar el agua subterránea, situación que impulsó iniciativas para proteger las fuentes subterráneas de agua utilizable.

En 1980, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) lanzó el Programa de Control de Inyección Subterránea (UIC), de acuerdo con lo establecido por la Ley Federal de Agua Potable. A través de dicho programa, la EPA, en forma conjunta con los gobiernos estatales y locales, reglamenta la inyección a pozos profundos cuyo principal objetivo es impedir la contaminación del agua. Un pozo de inyección se define como “un pozo perforado cuya profundidad


http://danpatch.ecn.purdue.edu/%7Eepados/farmstead/inject/spanish/src/inject.htm


es mayor que sus dimensiones máximas a nivel de la superficie” (Código Federal de Regulaciones título 40, inciso 144.3).

Así mismo, la oficina de Residuos Sólidos y Respuesta a Emergencias (Office of Solid Waste and Emergency Response, OSWER) de la EPA realizó un estudio para evaluar el riesgo relacionado con las prácticas de manejo de los residuos. Este estudio encontró, basado en los riesgos a la salud agudos y crónicos, en la afectación a las fuentes de agua subterránea y en los riesgos ecológicos, que la inyección de Residuos Peligrosos en Pozos Clase I, es mejor para la protección de las fuentes de agua subterránea, así como para el ambiente y la salud humana que su confinamiento, incineración o entierro.6

Los pozos de inyección se dividen en cinco clases, sobre la base del tipo de residuo inyectado y del sitio de inyección (ver tabla 2):

• Pozos clase I: Inyección de residuos peligrosos y no peligrosos en formaciones rocosas profundas y aisladas separadas de las fuentes de agua por múltiples estratos impermeables de arcilla y roca. (Figura 1)

• Pozos clase II: Inyección de fluidos –principalmente soluciones salinas– provenientes de la producción de petróleo y gas. Por cada barril de petróleo producido se generan aproximadamente diez barriles de solución salina.

• Pozos clase III: Inyección de vapor hirviente, agua u otros fluidos en las formaciones minerales para la extracción de sal y uranio.

• Pozos clase IV: Inyección de residuos peligrosos y radioactivos en o encima de las fuentes de agua subterránea. El Programa UIC prohíbe este tipo de perforaciones, ya que las mismas constituyen una amenaza directa para el agua potable.

6 U.S. EPA, OSWER, Proyecto de Riesgo Comparativo: Resumen Ejecutivo. EPA/540/1-89/003. Noviembre 1989



• Pozos clase V: Bajo esta categoría se incluyen todos los pozos de inyección no incluidos en las otras cuatro. Generalmente son cavidades superficiales que se vuelven profundos por gravitación, drenando o “inyectando” residuos líquidos al suelo. Son de complejidad variable, yendo desde zanjas para el drenaje de agua de lluvia hasta pozos sépticos de gran capacidad y sofisticados pozos geotérmicos de reinyección. Si no se realiza un control de los efluentes que reciben, pueden constituir un riesgo para las fuentes de agua potable. (Ver figura 1).

Tabla 2. EPA Sistema de Clasificación para Pozos de Inyección. Protecting

Drinking Water Through Underground Injection Control.

TIPO DE POZOS DESCRIPCIÓN DE LA INYECCIÓN INVENTARIO APROXIMADO

CLASE I • INYECCIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS DEBAJO DE LOS ACUÍFEROS DE AGUA POTABLE.

• INYECCIÓN DE LÍQUIDOS INDUSTRIALES NO PELIGROSOS DEBAJO DEL LOS ACUÍFEROS DE AGUA POTABLE

• INYECCIÓN DE AGUA RESIDUAL MUNICIPAL DEBAJO DE LOS ACUÍFEROS DE AGUA POTABLE

500

CLASE II • DISPOSICIÓN DE FLUIDOS ASOCIADOS CON LA PRODUCCIÓN DE ACEITE Y GAS NATURAL

• INYECCIÓN DE FLUIDOS RESULTADO DE LA RECUPERACIÓN DE ACEITE

• INYECCIÓN DE HIDROCARBUROS PARA ALMACENAMIENTO

147,000

CLASE III • INYECCIÓN DE FLUIDOS RESULTADO DE LA EXTRACCIÓN DE MINERALES

17,000

CLASE IV • INYECCIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS O RADIACTIVOS DENTRO O ENCIMA DE ACUÍFEROS DE AGUA POTABLE. ESTA ACTIVIDAD ESTÁ PROHIBIDA.

40 SITIOS

CLASE V • POZOS NO INCLUIDOS EN LAS OTRAS CLASES. INYECCIÓN DE LÍQUIDOS NO PELIGROSOS DENTRO O ENCIMA DE LOS ACUÍFEROS DE AGUA POTABLE

DE 500,000 A 685,000

El propósito de establecer los criterios para la inyección de residuos peligrosos en pozos de inyección profunda es regular y establecer las condiciones de seguridad con las que deben operar cada uno de ellos. La EPA está analizando los pozos clase V para determinar si es necesario sancionar más regulaciones para la protección de las fuentes de agua potable.

De acuerdo con lo anteriormente descrito la inyección de residuos peligrosos debe acatar las disposiciones de Pozos Clase I.



Propósito: Regular y dirigir la inyección segura de residuos industriales o municipales en formaciones debajo del nivel de los acuíferos de agua potable.

Ejemplos de fluidos:

• Agua residual de procesos de manufactura y minería

• Residuos peligrosos

• Efluentes de tratamiento municipal

• Residuos radiactivos

Requerimientos de protección: Selección del sitio y construcción.

• Prevenir el movimiento de fluidos a los mantos acuíferos

• Determinar el impacto del sitio, la existencia de pozos en los alrededores en un área de 2 millas para pozos de inyección de residuos peligrosos y ¼ de milla para pozos de residuos no peligrosos.

• Situarlos en áreas geológicas estables

Monitoreo y pruebas.

• Para pozos de residuos peligrosos, pruebas de integridad mecánica interna cada año, y de la integridad mecánica externa cada cinco años.

• Para pozos de residuos no peligrosos, pruebas de integridad mecánica interna y externa cada cinco años.

• Anualmente monitorear las necesidades de la operación de la inyección.

Citas regulatorias.

En el título 40 del CFR de EPA se establecen las especificaciones para la construcción, operación y monitoreo para los pozos de inyección profunda Clase I:

• 40 CFR Apartado 144. Marco Regulatorio

• Apartado 146. Requisitos técnicos:

• Párrafos 146.11-14

• Párrafos 146.61-73

• Apartado 148. Procedimientos para operación de pozos para residuos peligroso

Figura 1. Pozos Clase I. Residuos peligrosos aislados, industriales y municipales a través de inyección profunda. EPA. Protecting Drinking Water

Through Underground Injection Control: Drinking Water Pocket Guide.



En el reporte No. EPA 816-R-01-007, publicado en marzo del 2001; la US EPA remitió al Congreso de los EE.UU. un informe que concluye que el riesgo de contaminación de acuíferos potables a causa de la mala operación de los pozos de inyección es extremadamente bajo; específicamente, la probabilidad está entre 1:1,000,000 y 1:1,000,000,000,000.

En enero del año 2002 a través del reporte No. EPA 816-K-02-001, dictado por la oficina de agua subterránea y agua potable, se establece que en Estados Unidos se generan aproximadamente 750 billones de galones de residuos peligrosos y no peligrosos los cuales son dispuestos de manera segura a través de inyección subterránea. El Programa de Control para la Inyección Subterránea (The Underground Injection Control Program, UIC) provee las bases para que la inyección de los residuos se realice de manera segura y pueda así completar la misión para la protección de las fuentes subterráneas de agua potable (Underground Sources of Drinking Water, USDWs) de la posibilidad de contaminación, regulando la localización del sitio, construcción, operación y clausura de los pozos de inyección.

78%

11%

10%1%

Petróleo

24 Otras

Química Solventes Minería

Figura 2. Volumen total de residuos peligrosos inyectados en pozos profundos por industria. EE.UU., 2001. Total inyectado 97 714 812 kg (seco)



y g ( )

11%

7%6% 6% 6%

5% 5% 4%4% 3%

3%2% 2% 2% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1% 0% 0%

17%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

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497 otros compuestos < 10%

Figura 3. Volumen total de residuos peligrosos inyectados en pozos profundos por compuesto.

La tecnología de pozos de inyección profunda ha sido utilizada exitosamente en numerosas industrias particularmente en los Estados Unidos de Norteamérica, lo que garantiza experiencia en la aplicación segura y eficiente de esta tecnología.

II.2. Comunidad Europea

Antes de 1987 la Comunidad Económica Europea adoptó una serie de medidas con el fin disminuir la contaminación y la generación de residuos bajo el nombre de “Política Ambiental de la Comunidad” (Community Environment Policy).

Estas acciones se encontraban fundamentadas en el artículo 100 del Tratado de la Unión Europea, cuyo objetivo es eliminar aquellas condiciones que afecten la libre competencia y el funcionamiento del mercado común. En este sentido promovieron una serie de Directivas dirigidas a promover la reducción de la contaminación y el manejo adecuado de los residuos.

Sin embargo, es hasta 1987 cuando la Comunidad Económica Europea decidió incorporar a su Tratado el Título VII denominado “Medio Ambiente”. Este apartado consiste básicamente en tres



artículos que son el 130r, 130s y 130t. En el se introducen conceptos como “medio ambiente”, “política ambiental” o “protección ambiental” y que hasta entonces no se encontraban en el texto del tratado.

Por acuerdo de los países integrantes de la Unión Europea, la jerarquía legal en materia como la de los residuos peligrosos, comienza por los ordenamientos legales denominados Directivas, mismos que deben ser respetados por todos los miembros. Enseguida vienen las acciones de gobierno y las medidas aprobadas por la Asamblea Nacional de cada país, después los ordenamientos del Mercado Común Europeo y lo establecido por el Convenio de Basilea.

En lo que respecta específicamente al manejo de residuos la CEE ha emitido varias Directivas desde 1975. La norma que asienta el marco regulatorio es la Directiva 75/442/EEC que define el concepto de “residuo”, da los lineamientos generales para su manejo, incentiva la minimización, la reutilización y el reciclaje de aquellos materiales que lo permitan. Además establece que el confinamiento y disposición final de los residuos debe llevarse a cabo de tal manera que no dañe el medio ambiente ni afecte la salud de la población.

Casi veinte años después en 1991 se emitió la Directiva 91/156 con el fin de actualizar la 75/442 como marco de referencia en el manejo de residuos. Algunas de las adiciones hechas fueron la inclusión del Anexo I que establece la clasificación de este tipo de desechos, el Anexo II en materia de las operaciones de disposición y el Anexo IIB que establece aquellas actividades que pueden ser sujetas de recuperación de materiales.

El 12 de diciembre de 1991 el Consejo decidió emitir una Directiva sobre residuos peligrosos de manera que se pudieran homologar los criterios para determinar qué materiales por sus características pueden ser considerados como peligrosos, elementos y compuestos, que en caso de que algún residuo los contenga deben ser tratados como peligrosos. En el Anexo III establece 14 criterios o propiedades de los residuos peligrosos. Entre ellas encontramos oxidación, explosividad, flamabilidad, irritabilidad, dañinos, tóxicos, carcinogénicos, corrosivos, infecciosos.



De forma más específica relacionado con la inyección de residuos en pozos profundos vale la pena mencionar que en el anexo II A de la Directiva 75/442/CEE del 15 de julio de 1975 (con las modificaciones de la Directiva del Consejo 91/156/CEE del 18 de marzo de 1991), se establece que una operación de eliminación que no pone en riesgo la salud humana y no utiliza procedimientos ni métodos que puedan causar prejuicios al medio ambiente es la inyección en profundidad (por ejemplo: inyección de residuos bombeables en pozos, minas de sal, fallas geológicas, etc.).

II.3. España

En España la ley sobre desechos y residuos sólidos urbanos, considera dentro de su ámbito de aplicación a los residuos industriales; cuando éstos presentan características de peligro o toxicidad, se exige al productor o poseedor de los mismos que, previamente a su recolección, realice un tratamiento para eliminar o reducir en lo posible estas características, o bien, que los deposite en forma o lugar adecuados.

Dicha ley establece una definición convencional para los residuos peligrosos, caracterizándolos además por su contenido en cuanto a alguna de las materias y sustancias consideradas como peligrosas (en concentraciones o cantidades que representen un riesgo para la salud humana, recursos naturales y medio ambiente). Así mismo, deja al gobierno la facultad de establecer esas concentraciones o cantidades.

Quedan excluidos los residuos radioactivos, los residuos de la minería, las emisiones a la atmósfera y los efluentes descargados al alcantarillado, a los cursos de agua o al mar. Esta última exclusión está hecha para salvar las competencias de las autoridades municipales y de administración del agua, en el establecimiento de las condiciones de descarga para los sistemas de alcantarillado y los cuerpos de agua.

En relción con la inyección profunda, en la Ley 20/1986, de fecha 14 de Mayo, básica de residuos tóxicos y peligrosos, se menciona que un proceso de eliminación es la inyección en el subsuelo de estos residuos.



III. TOPICOS RELEVANTES EN EL ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL PARA PROYECTOS DE DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS LÍQUIDOS MEDIANTE INYECCIÓN PROFUNDA

A pesar de que en nuestro país existen instrumentos legales en materia ambiental, éstos han sido desarrollados sin el suficiente análisis para cubrir su principal objeto, la preservación del ambiente.

El esquema legal para el desarrollo de proyectos de inyección profunda de residuos peligrosos en formaciones geológicas estables presenta una gran complejidad resaltando en ella una serie de incongruencias, algunos ejemplos se mencionan a continuación:

• En la LGEEPA se establece la prohibición de confinar residuos peligrosos líquidos sin analizar y considerar que el 90% de ellos tienden a este estado.

• En la misma Ley se manifiesta que una de las posibles opciones para disposición final de residuos peligrosos son las formaciones geológicas estables, las cuales, de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental (EPA), son ideales para residuos peligrosos líquidos, situación que se confirma a través de experiencias internacionales.

• En el proyecto de Reglamento de la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos se identifican especificaciones relativas al confinamiento de residuos peligrosos en formaciones geológicas estables de forma general y considerando solamente los confinamientos en domos salinos, lo cual limita desde el principio la utilización de otro tipo de formaciones geológicas.

Vale la pena aclarar que si bien, la norma NOM-145-SEMARNAT-2003, representa el primer intento por permitir el confinamiento de residuos peligrosos en formaciones geológicas estables,



específicamente en domos salinos y promueve alternativas en el manejo de estos residuos, es necesario estudiar y ampliar las posibilidades de utilizar otras tecnologías, tal como la inyección profunda.

El Estudio de Impacto Ambiental a nivel federal es el instrumento legal, a través del cual es posible obtener la autorización de estos proyectos, por lo que en el deberá plasmarse la necesidad y conveniencia de utilizar esta tecnología.

Para ello, existe un detalle de fundamental consideración que se explica a continuación:

El confinamiento final de residuos peligrosos de acuerdo con la legislación ambiental vigente en nuestro país está limitada a residuos en estado sólido y la tecnología de inyección profunda es aplicable para residuos peligrosos líquidos.

La inyección profunda dispone los residuos líquidos a través de un tubo que va desde la superficie hasta la formación geológica, al llegar a ella el líquido entra en contacto con el material de la formación llevándose a cabo una reacción química. Esta reacción química neutraliza el residuo inyectado, eliminando las características de peligrosidad y garantizando su inmovilización en la formación geológica.

Dado lo anterior es conveniente manejar la tecnología de inyección profunda con un sistema

de tratamiento de residuos peligrosos líquidos.

Para fortalecer el conocimiento de la legislación involucrada en este estudio se incluye un compendio y análisis breve en el anexo 1.

En México la gestión de los residuos peligrosos corre a cargo de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales a través de la evaluación del Estudio de Impacto Ambiental (EIA), en el cual las consideraciones más importantes para la aplicación de la tecnología de inyección profunda en formaciones geológicas estables son las siguientes:



III.1. Selección del Sitio

Los parámetros básicos para seleccionar el sitio correcto para desarrollar el proyecto son principalmente de naturaleza geológica. Antes de iniciar cualquier proyecto de este tipo es recomendable realizar algunos estudios técnicos relacionados con geofísica, geología, y de ingeniería petrolera (estratigráfico, sedimentológico, estructural y tectónica).

Para demostrar de forma fidedigna la selección del sitio en este caso es necesario solicitar de manera anticipada un permiso para realizar un pozo exploratorio, esto debido a que la información geológica y geohidrológica recabada será fundamental para el éxito del proyecto, adicionalmente esta información deberá ser comparada con información existente de pozos cercanos, así como datos históricos y bibliográficos al respecto.

III.2. Uso Actual del Suelo y/o Cuerpos de Agua

La verificación de los usos de suelo y cuerpos de agua aledaños al sitio del proyecto resulta importante toda vez que se debe demostrar que el proyecto es coherente con los Planes de Ordenamiento Territorial y Desarrollo Urbano, y con los Ordenamientos Ecológicos aplicables. También es necesario mencionar que el proyecto no afectará áreas naturales protegidas, zonas forestales, cuerpos de agua, etc.

Para garantizar la no afectación a los cuerpos de agua se recomienda llevar a cabo muestreos para determinar las características iniciales de los cuerpos de agua superficiales y subterráneos en los que pueda influir el proyecto, mismos que serán verificados periódicamente.

III.3. Aspectos Sociales

En México las instalaciones para confinamiento de residuos peligrosos han enfrentado numerosos obstáculos, entre los cuales destacan los relacionados con la oposición por parte de la comunidad. Este problema es causado principalmente por la falta de comunicación y educación ambiental.



En la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos publicada el 8 de octubre del año 2003 se añaden conceptos tales como la Responsabilidad Compartida, que incorpora la participación de la sociedad para el manejo integral de los residuos, dado que “los residuos sólidos

urbanos y de manejo especial son generados a partir de la realización de actividades que satisfacen

necesidades de la sociedad, mediante cadenas de valor tipo producción, proceso, envasado,

distribución, consumo de productos, y que, en consecuencia, su manejo integral es una

corresponsabilidad social y requiere la participación conjunta, coordinada y diferenciada de

productores, distribuidores, consumidores, usuarios de subproductos, y de los tres órdenes de

gobierno según corresponda, bajo un esquema de factibilidad de mercado y eficiencia ambiental,

tecnológica, económica y social”.

Aunado a lo anterior es importante considerar que en la medida en que la sociedad aumente su participación y consciencia en los procesos de manejo de residuos disminuirán los obstáculos sociales a que actualmente se enfrentan estos proyectos.

En este sentido es recomendable que el proceso de autorización de un proyecto de confinamiento de residuos en formaciones geológicas estables, conduzca una campaña de información y consulta pública dirigida a la comunidad cercana.

III.4. Descripción de la obra o actividad y sus características

Esta parte del proyecto corresponde a plasmar de la forma lo más clara posible que se trata de la disposición ambientalmente segura del residuo peligroso líquido, mediante su inyección en estratos profundos y confinados.

Definición de Inyección Profunda

La inyección profunda es definida como el traspaso de desecho del material líquido en los estratos geológicos aislados, poniendo los desechos en espacios de la corteza terrestre que están libre de



los efectos usuales del ciclo hidrológico (CFR 40 Parte 267, Subparte G y Parte 146 & 148). Agencia de Protección Ambiental (EPA), Oficina de desechos sólidos y respuesta en emergencia, (Office of Solid Waste and Emergency Response), Septiembre 1989.

La EPA ha clasificado los pozos de inyección profunda de acuerdo al tipo de sustancias que se manejan y su profundidad de inyección, ésta clasificación puede apreciarse en la siguiente figura:

Figura 4. Clases y Tipos de Pozos de Inyección Profunda. Modified alter ción Profunda USEPA, ODW (4602), EPA 813-F-94-001, July 1994.

Clase I Residuos Peligrosos/No-peligrosos En formaciones geológicas capaces de contener los fluidos

Clase II Fluidos asociados con la

producción de natural y petróleo

Clase III Fluidos para la extracción minera del subsuelo

Clase V Pozos no incluidos en las clases anteriores

Fluidos no peligrosos En o arriba de estratos de aguas

subterráneas explotables



Tecnología

Los pozos de inyección Clase I son diseñados y construidos para prevenir el movimiento de los residuos inyectados hacia los acuíferos subterráneos de agua potable. Típicamente estos pozos consisten en tres o más fundas concéntricas. En la figura 4 se muestran los elementos constructivos típicos de un pozo Clase I.

Las tuberías concéntricas del pozo evitan problemas en la perforación de la cavidad que contendrá las tuberías. Éstas son construidas usualmente de materiales resistentes a la corrosión tales como acero o fibra de vidrio reforzada. La funda superficial es la protección exterior, esta se extiende desde la superficie hasta la zona más cercana a los acuíferos de agua potable. La funda más larga se extiende desde la superficie hasta la zona de inyección. Esta funda termina en la zona de inyección con una cortina protectora o una perforación abierta, donde son inyectados los fluidos desde fuera del tubo y al interior de la formación receptora. El diseño de la funda del pozo y la variedad de los materiales están basados en la naturaleza física y química de la inyección y naturalmente en la ocurrencia de fluidos en la roca de formación, así como en las características de la formación. El residuo que se inyectará debe ser compatible con los materiales del pozo.

Las características de la formación receptora determinan el ensamble final del pozo, por ejemplo: una cortina protectora es apropiada para formaciones no consolidadas como arena y grava, mientras que una perforación abierta es utilizada en pozos de inyección dentro de areniscas o calizas consolidadas.

La capa más profunda del pozo es el tubo de inyección, el cual conduce el residuo desde la superficie hasta la zona de inyección. Dado que este tubo se encuentra en estrecho contacto con el residuo inyectado debe ser construido con materiales resistentes a la corrosión (p.e. acero y aleaciones de níquel, fibra de vidrio reforzada, chaquetas o aleaciones de acero, o elementos más exóticos como circonio, tantalio o titanio).

Las principales consideraciones para la construcción de un pozo de inyección Clase I son: el espacio anular entre los tubos y la funda más larga, el sello de empaque en el fondo, el tapón de la



cabeza del pozo y las fundas de aislamiento de la inyección del residuo. El empaque es un dispositivo mecánico justo después de la zona de inyección, el empaque puede ser un simple aparato o conjunto de gomas o caucho, o un complejo sello concéntrico. La presión debe mantenerse constante en el espacio anular, esta presión está monitoreada continuamente para verificar la integridad mecánica del pozo y las condiciones de operación.



Figura 5. Un pozo de inyección típico Clase I. Study of the Risk Associated with Class I

Underground Injection Wells. Pag. 11.

Monitoreo de la presión de inyección, del flujo máximo seguro y eficiente y del cumplimiento regulatorio

Dobles barreras protectoras de acero y concreto para los acuíferos potables

Un fluido anular presurizado es monitoreado continuamente para detectar posibles fugas

Amplio estrato lateral confinado con poca permeabilidad para impedir el movimiento hacia arriba del residuo

El fluido inyectado es atrapado en la formación receptora tanto como aceite de un millón de años de antigüedad o depósitos de gas

Paquete de sellos del tubo para las fundas

Con el tiempo el fluido inyectado puede convertirse en menos peligroso

Rocas con baja permeabilidad

Acuífero fósil

Concreto protector y barreras de acero junto a la zona de inyección

Acuífero de agua potable



Método Propuestos de Construcción de un Pozo de Inyección Profunda

La metodología que deberá aplicarse durante la construcción del pozo de inyección está basada en los lineamientos de Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos de Norte América (EPA), en tanto no se definan lineamientos en este sentido en nuestro país, entre ellos podemos destacar:

• Estudios geológicos del sitio

• Diseño del pozo

• Pruebas de Integridad

La información adicional que se requiere antes de perforar un pozo de prueba es:

• Registros geofísicos de pozos cercanos

• Sección transversal geológica

• Inventario del uso de pozos de agua, su profundidad y acuífero en área de revisión

• Mapa de ubicación de profundidad de agua potable de registros geofísicos

• Gravedad de Bouguer y mapas de resonancia magnética para los datos base

• Permiso y protocolo de control inyección subterránea del pozo de prueba

El proceso inicia cuando a través de estudios de geológicos se determina que hay probabilidad de un estrato geológicamente estable capaz de ser utilizado como zona de confinamiento. Esto, por supuesto, es una aproximación; la confirmación de la existencia, o no del estrato, sus dimensiones y características se da a través de la perforación de prueba; que permite no sólo determinar la presencia del estrato, sino también sus dimensiones, determinar su composición, su porosidad, su permeabilidad, su comportamiento en presencia del material que se desea confinar de manera que se pueda determinar la rentabilidad y posibilidad técnica de inyección.



Una vez que a través del pozo exploratorio se determinen las características geológicas, es posible proponer el diseño del pozo de inyección y proceder a su construcción.



IV. ESTUDIO DE CASO: DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS LÍQUIDOS UTILIZANDO TECNOLOGÍA DE INYECCIÓN PROFUNDA

En una empresa que denominaremos “ALFA” se fabrican químicos industriales. Durante el proceso de producción sobresale la generación de un residuo líquido peligroso constituido por una mezcla de ácidos (HCl) y aguas de proceso, el cual actualmente requiere de un tratamiento de neutralización in situ, este tratamiento demanda grandes cantidades de carbonato de calcio (CO3Ca) y produce un residuo no peligroso, cuya disposición solicita grandes espacios de terreno y disminuye la sustentabilidad del negocio.

La industria química nacional emplea grandes cantidades de ácido clorhídrico en las reacciones orgánicas de cloración (sustancias orgánicas con cloro elemental), cuya reacción se representa de la siguiente forma:

R-H + Cl2 -> R-Cl + HCl

La propuesta de manejo de este residuo implica su inyección a través de un pozo profundo en una formación geológica estable que lo neutralice (calcita).

IV.1. Descripción general del proyecto

La aplicación de la tecnología de inyección profunda implica considerar no solo la parte relativa al estudio de impacto ambiental, sino otros estudios de igual importancia.



En primer lugar debe asegurarse que el sitio elegido garantice el mínimo impacto posible al medio natural circundante incluyendo flora y fauna, a los cuerpos de agua superficiales y subterráneos y a la población vecina.

Posteriormente a través de estudios geológicos específicos realizados en un pozo exploratorio, determinar si existen formaciones geológicas estables capaces de admitir y neutralizar el fluido de inyección. En este sentido se debe garantizar la contención del fluido en base a las diferencias entre las formaciones geológicas alrededor de la receptora.

La modelación matemática nos permite conocer de manera teórica el comportamiento del fluido en la formación en tiempos hasta de 10,000 años, lo cual nos da certidumbre sobre su confinamiento seguro. Al mismo tiempo se realizan pruebas de la reacción esperada entre los núcleos recuperados durante la perforación del pozo exploratorio en la formación receptora y el fluido de inyección.

Una vez que se han realizado estos estudios y pruebas se inicia con la construcción del pozo y las pruebas de inyección, adicionalmente durante la operación del pozo es necesario realizar monitoreos que nos dan seguridad sobre el comportamiento real y el esperado de la inyección del residuo.

Todas estas consideraciones se describen con detalle a continuación:

IV.2. Características del Fluido

Las características del fluido nos proporcionan la información básica para dirigir el resto de los estudios y localizar entre otras cosas la formación geológica idónea para recibirlo, además de algunos parámetros importantes para su inyección.

• El fluido inyectado está formado principalmente por ácido clorhídrico.

• Ph ácido



• Presión de Inyección entre 100 y 500 psi

• Gravedad especifica 1.05 a 1.35 a 40 °C

• Gasto programado

• Agua residual de proceso

IV.3. Características del Pozo de Inyección

Para la determinación de las especificaciones técnicas de un pozo de inyección tipo I deberán considerarse:

• Las fuerzas a las que se sujetarán los pozos de inyección. Tensión, colapso (durante construcción y operación), incluyendo la profundidad a la que se localizan los acuíferos potables, lo cual determinará la colocación de los envolventes y tuberías.

• Las características y tamaño de las cubiertas. Peso, composición, cubrimiento superficial y fuerza.

• El tipo y localización de las cementaciones.

• La desviación aceptable.

• Las características de la tubería. Tamaño, composición, cubrimiento superficial y fuerza. Las tuberías deben ser de materiales resistentes a la corrosión como titanio o fibra de vidrio.

Algunas de estas estructuras en un pozo de inyección tipo I se describen y muestran a continuación (Figura 6):



2

3

4

5

1

7

8

6

9

1.- Envolvente de conducción. Es la funda exterior del pozo, cuya función radica en proteger los mantos freáticos de cualquier posible migración de fluidos.

2.- Envolvente Primario, Cementado hasta la superficie. Debe de estar por debajo del nivel de los mantos freáticos de agua con calidad potable o concentración salina menor de 10 000 mg/l.

3.- Envolvente de Protección, cementado hasta la superficie, es la barrera física del pozo de inyección en todo lo largo del tubo de inyección.

4.- Tubería de Inyección resistente a la corrosión, su material debe elegirse de acuerdo a la naturaleza del fluido a inyectarse y a las características de la capa receptora.

5.- Fluido anular (generalmente solución salina). Presión mayor que la presión en el tubo de inyección. Este fluido debe tener la característica de neutralizar el fluido inyectado en caso de alguna fuga accidental dentro del pozo.

6.- Sello de Inyección, es un dispositivo mecánico colocado al final del tubo de inyección, 7.- Malla filtro para evitar azolve de tubo de inyección. 8.- Sello de grava gruesa para evitar azolve de tubo de inyección. 9.- Profundidad total barrenada, esta profundidad se determina a través de los estudios

geohidrológicos.

Figura 6. Características constructivas de un pozo clase I típico.



IV.4. Condiciones Geológicas y Geohidrológicas

A través de estudios previos en el sitio donde se ubicará el pozo de inyección (pozo exploratorio) se deberán identificar las características estratigráficas de la zona y específicas de la formación propuesta para recibir el fluido. Como parte de estos estudios deberá incluirse la determinación del potencial de fractura de la formación en la zona de inyección o confinamiento y las fallas en el área que puedan ser influenciadas por cambios de presión en el embalse (transmisivas o selladoras).

Características de la formación donde se pretende inyectar

Deberá determinarse la litología de la formación geológica y sus intervalos, permeabilidad, calidad del agua, presión inicial, porosidad, grosor y extensión superficial de la formación y de sus intervalos, características de los núcleos recuperados y realizar comparaciones con pozos anteriores localizados en la zona. En este sentido es recomendable analizar los pozos localizados en el área de revisión recomendada por EPA (2 millas o 3.22 km).

Descripción litológica En este apartado deberá definirse el espesor de la formación y sus intervados, para el caso de estudio se supone una formación con espesor es de 600 metros, cuyos intervalos están formados principalmente por elementos calcáreos, calizas criptocristalinas y calizas blancas cremosas. Vale la pena mencionar que la calcita es un mineral compuesto principalmente por carbonato de calcio, lo que permite suponer la neutralización del fluido inyectado, situación que se corroborará a través de simulaciones matemáticas.

Características de la zona de confinamiento

La zona de confinamiento es aquella que se encuentra por encima y debajo de la formación de inyección, el principal factor para garantizar que el fluido no presentará migraciones es la diferencia de porosidad y permeabilidad entre las formaciones.



Para nuestro caso de estudio el contraste de permeabilidades entre las rocas sello y las rocas almacén en el tramo recomendado es de 1 a 2 órdenes de magnitud, rango que garantiza el confinamiento del residuo.

IV.5. Compatibilidad de los Fluidos con la Formación del Embalse

Es necesario describir la reacción entre el fluido y la formación receptora para que el residuo inyectado se neutralice y elimine su característica de peligrosidad. Este es el principal argumento para solicitar que la tecnología sea aplicada como parte de un tratamiento de residuos peligrosos y no como un confinamiento.

La reacción esperada es la siguiente:

CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O

IV.6. Potencial de movimiento de fluido fuera de la zona de inyección

Se debe analizar el flujo regional profundo que puedan acarrear hacia la superficie al líquido residual inyectado y verificar a través de las exploraciones sismológicas que las fallas o fracturas que puedan existir no afectan las características estructurales del sello confinante.

Así mismo el contraste de permeabilidades entre las rocas sello y las rocas almacén en el tramo recomendado es de 1 a 2 ordenes de magnitud garantiza el confinamiento del residuo.



IV.7. Existencia de otros pozos que penetren la zona de inyección dentro del área de evaluación

Es necesario construir un mapa regional que permita ubicar los pozos existentes y su profundidad a sótano para determinar su afectación al proyecto, esto considerando al menos un radio de 2 millas de acuerdo con lo establecido por la EPA.

IV.8. Potencial de fracturar la formación de la zona de inyección o confinamiento

La presión de fractura es la presión encima de la cual la inyección de fluidos hará que la roca de formación sufra una fractura hidráulica. La presión de fractura en nuestro caso de estudio se puede traducir a 81 kg/cm2 (1200 psi) en el punto de inyección, que en conjunto con la columna hidrostática igualan la presión de fractura. Este valor es determinado por el análisis de los datos colectados durante la prueba de inyección.

IV.9. Modelación Matemática

Para la adecuada aplicación de esta tecnología es recomendable incorporar a la planeación un método de modelación computacional para simular el flujo y transporte de fluidos en las formaciones geológicas donde se realizará la inyección. Ésta permitirá describir de manera conservadora con un grado razonable de certeza la operación del pozo para un periodo de tiempo estimado, por ejemplo 10 años.

El informe de la modelación debe incorporar la geología local y regional subterránea adyacente al la planta de la empresa Alfa, algunos de los reportes recomendados son: pluma de dispersión, presión de múltiples capas, infiltración vertical de múltiples capas, difusión molecular, y modelo de



dispersión de 10,000 años, para evaluar los efectos de disposición de aguas residuales sobre el ambiente local subterráneo.

Los parámetros de entrada recomendados para lograr un modelo representativo son:

• 1) Velocidad de flujo natural de fondo (determinado de la ley de Darcy y gradientes moderados hidrodinámicos en los alrededores del sitio de inyección),

• 2) Densidad del fluido de inyección y la densidad de fluido de formación,

• 3) Permeabilidad de la formación,

• 4) Porosidad de la formación,

• 5) Viscosidad del fluido a la temperatura de la formación,

• 6) Ángulo de inclinación de la formación,

• 7) Radio de la pluma de dispersión nominal, y

• 8) Dispersión longitudinal y transversal de la formación

Una vez que la gama de parámetros geológicos se ha establecido pueden aplicarse algunos otros valores dependiendo del modelo matemático, tales como:

• Grosor promedio del estrato (areniscas, carbonatos, etc.);

• Permeabilidad de los estratos;

• Porosidad de los estratos;

• Compresibilidad de los estratos;

• Temperatura original, salinidad del fluido de formación, viscosidad del fluido, densidad;

• Condiciones de frontera;

• Presión de la formación (incluyendo presión de fractura);



• Factor de reducción de concentración;

• Coeficiente de difusión libre de agua ;

• Coeficiente efectivo de difusión;

• Historial de disposición por inyección (si un pozo ha sido usado para inyección de residuos);

• Fuentes de compensación;

• Características de dispersión de la capa;

• Pendiente de la formación; y

• Velocidad natural del fluido de la formación.

IV.10. Construcción del Pozo de Inyección

Los pasos que se seguirán durante la construcción, serán los especificados por la EPA, mismos que son mencionados a continuación:

• 1.- Chaqueta de acero para protección de los mantos acuíferos

• 2.- Chaqueta de cemento como protección adicional a los mantos acuíferos



Mantos Acuiferos

Zona de Inyección

Zona de Inyeccion

(1.8 - 2.2 Km)

2Chaqueta de Acero1

Cemento

Figura 7. Construcción de un pozo de inyección: Protección a los mantos acuíferos.

• 3.- Chaqueta adicional de acero en la zona de inyección

• 4.- Cemento a todo lo largo para sellar el espacio por fuera de la chaqueta de acero. Esto proporciona una segunda barrera para proteger mantos acuíferos.



Mantos Aquiferos

Zona de Inyeccion

3Chaqueta de Acero

4Cemento

Figura 8. Construcción de un pozo de inyección: Protección hasta la zona de inyección.

• 5.- Tubo de inyección, por dentro de la chaqueta protectora. La inyección se efectúa a través de este tubo.

• 6.- El tubo de inyección se sella en la superficie por el cabezal

• 7.- El sello del fondo se realiza con prense empacado

• 8.- El espacio entre el tubo de inyección y la chaqueta de acero es llamado “espacio anular” y se llena con un fluido presurizado de salmuera



Mantos Aquiferos

Zona de Inyección

6Cabezal4

Tubo de Inyección

p y p

Chaqueta Protectora

8Espacio Anular 7

Prense Empacado

Figura 9. Construcción de un pozo de inyección: Inyección.

El proceso constructivo termina con las pruebas de integridad del pozo.

• 9.- La presión entre el espacio anular y el tubo de inyección es continuamente monitoreada y registrada. Cualquier fuga será detectada por el cambio de presión. Presión de salmuera mayor que la de inyección

• 10.- Monitoreo continuo de las presiones garantiza la integridad del pozo y que el fluido de inyección siempre llegue a la zona deseada. Un pozo dentro de un pozo provee múltiples barreras de protección.



Mantos Aquiferos

Zona de Inyeccion

9Presion del Tubo

de Inyeccion

Chaqueta de Proteccion

Prense Empacado 10Zona de Inyeccion

Tubo de Inyeccion

Espacio Anular

Presion Anular

Figura 10. Construcción de un pozo de inyección: Prueba de integridad mecánica.

IV.11. Operación del Pozo de Inyección

La operación del pozo de inyección se resume a la verificación y mantenimiento de los controles automáticos instalados, cuyo principal componente es la diferencia de presiones entre el fluido de inyección y el fluido inyectado.

Las medidas de seguridad tomadas en cuenta para la operación de los pozos de inyección profunda se pueden clasificar en tres grupos: las relacionadas con las condiciones geológicas del sitio que permiten una disposición segura del residuo; las pruebas de integridad que se realizan al pozo para asegurar que el pozo resistirá las fuerzas y presiones a las que será sometido así como las características corrosivas del fluido a inyectar; y las medidas de seguridad de operación del pozo mediante el monitoreo de presiones para detectar cualquier mal funcionamiento:



Geológicas

• Profundidad de la zona de inyección

• Presencia de zonas impermeables (techo)

• Densidad del residuo mayor que la salmuera natural (el residuo se hunde en vez de flotar hacia la parte superior de la zona de inyección)

Pruebas de integridad

• Prueba de caída de presión en espacio anular (demuestra que no hay fugas en el tubo de inyección o en el sello del espacio anular). Annulus Pressure Test – APT.

• Prueba para confirmar destino del residuo (demuestra que no hay inyección fuera de la zona aprobada). Radioactive Tracer Survey – RTS.

• Monitoreo de corrosión (demuestra que no hay desgaste excesivo del tubo de inyección y del sello).

• Prueba para confirmar parámetros usados en el modelo que predice aumento de presión en la zona de inyección. (Bottom Hole Pressure Fall-Off Test - BHPFOT)

Operación del pozo

• Inyección de salmuera de cloruro de calcio (CaCl2) en el espacio anular a mayor presión que el residuo que se inyecta (fluido anular).

• Monitoreo continuo de la presión anular y de la presión del residuo. Alarmas mínimas y máximas.

• Monitoreo continuo del ritmo de alimentación de la salmuera de CaCl2 al espacio anular permite detección inmediata de fugas. Alarma en caso de exceso.



• Medida de nivel en el tanque de alimentación de salmuera para lograr detección de fugas. Alarma en caso de exceso.

• Enlace automático que detiene el flujo de residuo si la diferencia entre la presión anular y la presión de inyección del residuo es menor al mínimo preestablecido.

• Antes de iniciar operaciones se deberá confirmar explícitamente la descripción exacta del fluido de inyección a las autoridades correspondientes. Cualquier modificación del fluido de inyección deberá ser aprobada antes de realizar el cambio en la operación. Se debe indicar también el gasto de inyección programado.

• Del mismo modo antes de iniciar operaciones se deberá comprobar que las pruebas de integridad mecánica de cada pozo fueron realizadas de manera satisfactoria.

• De acuerdo a la EPA, los pozos Clase I deben ser manejados de modo que la presión de inyección no inicie nuevas fracturas o propaguen fracturas existentes después de la estimulación inicial de la zona de inyección realizada durante la construcción del pozo.

• Excepto durante la estimulación inicial a la zona de inyección, la variación de presiones debe obedecer a la siguiente relación matemática:

Psello = Pinyección+ Pcabezal – Ppérdida por fricción

• El espacio anular entre la tubería y la cubierta de la envolvente más larga debe contener solamente fluidos aprobados (en este caso de utilizará solución de cloruro de calcio) y las presiones permitidas deben ser monitoreadas constantemente para demostrar la integridad mecánica. Adicionalmente debe establecerse el consumo por periodo proyectado de fluido anular y en caso de existir alguna variación se debe reportar a la autoridad competente.

• De acuerdo a la EPA, los pozos Clase I deben ser equipados con dispositivos de registro y monitoreo continuo, que automáticamente activen alarmas sonoras y paro del proceso de inyección siempre que los parámetros de funcionamiento relacionados con la presión de la inyección, el caudal, el volumen, la temperatura del líquido inyectado, o la presión anular



excedan los rangos permitidos. En este caso es necesario cesar la inyección; notificar a las autoridades correspondientes; e identificar, analizar, y corregir el problema. El sistema de paro debe considerar minimizar las posibilidades de migración del fluido de inyección hacia los acuíferos potables.

• La pérdida de integridad mecánica amerita el cese inmediato de operación, así como tomar todas las medidas necesarias para corregir los daños que se hubieran podido causar.

• El programa de monitoreo para verificar las características del fluido anular y de fluido de inyección no cambiará a menos que cambie la operación.

• El intervalo de inyección deberá estar perfectamente definido en sus características físicas y químicas (profundidad, grosor, porosidad, etc.)

• Se recomienda que las instalaciones superficiales cuenten con un sistema de emergencia en caso de fugas o derrames que incluya al menos un dique de contención capaz de recibir el volumen máximo probable esperado en caso de que ocurriese una falla de este tipo.

IV.12. Pruebas y Monitoreo

Los siguientes puntos deben ser considerados para realizar las pruebas y el monitoreo del pozo de inyección.

• De acuerdo a la EPA, los operadores de pozos Clase I deben supervisar y realizar pruebas sobre la integridad mecánica, la contención dentro de la zona de inyección, y las características del fluido inyectado.

• Contar con un sistema de paro de emergencia en caso de rechazo de presión en la formación geológica o cualquier otra contingencia dentro del pozo.

• Supervisar los acuíferos de agua potable dentro del “área de revisión” (radio de 2 millas alrededor del pozo) para identificar parámetros y/o cambios de presión que indiquen una



potencial contaminación por migración del fluido. Es posible que en este sentido la autoridad resuelva los parámetros que se deban incluir y la periodicidad del reporte.

• Dar seguimiento a la operación de las actividades de inyección tales como: Tabla 3. Parámetros de monitoreo de pozos de inyección.

Parámetro Monitoreo Reporte Presión de inyección Continuo Mensual Presión del tapón de fondo Continuo Mensual Presión en el espacio anular Continuo Mensual Temperatura Continuo Mensual Gasto de inyección Continuo Mensual Peso específico del fluido Semanal Mensual ph del fluido Semanal Mensual Composición química del fluido Semestral Anual Volumen acumulado Diario Mensual Aguas subterráneas Semestral Anual Corrosión Semanal Mensual Sismicidad Continuo Mensual

• Desarrollar y seguir un programa de análisis de las propiedades físicas y químicas del fluido de inyección. La frecuencia de estos análisis depende de los parámetros que vayan a ser monitoreados. Sin embargo un análisis completo del fluido de inyección debe ser considerado en el programa o realizarse cuando existan cambios en el proceso de producción que puedan afectar las características del fluido de inyección.

• Demostrar que las características del fluido de inyección se mantienen sin cambios, son consistentes y compatibles con los materiales del pozo. Algunos de estos parámetros son: temperatura, flujo, volumen, acidez total, gravedad específica, cromo, vanadio, cloruros, compuestos orgánicos y compuestos orgánicos volátiles.

• Desarrollar un programa de supervisión y monitoreo que incluya como mínimo: Tabla 4. Periodos de pruebas y monitoreo.

Tipo de Pruebas Periodicidad Caída de presión Anual Integridad Mecánica Interna Anual Integridad Mecánica externa Cada 5 años



En este sentido cabe advertir que, el registro de una falla al realizar las pruebas de integridad mecánica interna o externa, no implicará necesariamente errores en la inyección del pozo o pérdida de confinamiento del fluido de inyección. Tales fallas, con mucha frecuencia, son simplemente indicadores de que ha funcionado incorrectamente una de varias capas protectoras en el sistema del pozo de inyección. Mientras los otros elementos protectores se encuentren intactos, el fluido de inyección estará contenido dentro del sistema de inyección. Por lo tanto, será indispensable verificar con la periodicidad mencionada, la integridad de los elementos proyectados.

Los métodos de las pruebas de integridad deberán ser previamente aprobados por las autoridades correspondientes.

La prueba de integridad mecánica interna debe analizar la correcta conducción del fluido y la presión dentro del tubo de inyección, verificar el propio tubo de inyección, el sello anular, así como el uso de un trazador radioactivo autorizado (Radioactive Tracer Survey - RTS) o de un registro de activación de oxígeno (Oxygen Activation Log - OAL), para examinar la cementación del fondo del pozo

La prueba de integridad mecánica externa debe considerar ruido, temperatura y otros parámetros para averiguar movimientos del fluido a lo largo de la perforación.

• Establecer un sistema de vigilancia de la calidad del agua, en piezometros de monitoreo, diseñados y perforados específicamente para este fin, estos sitios de medición deberán de construirse a base de multipiezometros a diferentes profundidades (5, 20 y 50 metros) en cada sitio, en los que se realicen mediciones con diferentes frecuencias:

• Reportar para los pozos de monitoreo los siguientes parámetros: pH, temperatura, conductividad, sólidos disueltos totales, cloruros, cromo, vanadio, mercurio, cadmio, plomo, carbón orgánico total, hidrocarburos totales, bario, cianuros y zinc; estos datos es recomendable que se colecten trimestralmente para dos pozos en el sitio y anualmente para seis pozos de abastecimiento público fuera del sitio.



• Realizar pruebas de corrosión, utilizando métodos autorizados utilizando una muestra testigo con los materiales idénticos a la construcción del pozo.

• Es recomendable contar con un pozo de inyección de emergencia para poder disponer los residuos peligrosos en caso de falla del pozo en operación.

IV.13. Reportes y Registros

Se recomienda adoptar un sistema de reportes de operación de los pozos de inyección, similar a los requeridos en otros países que cuentan con regulación en el tema. Con referencia en las prácticas de la EPA, se deberán considerarse los siguientes reportes:

• Reportes trimestrales de:

Características físicas, químicas y otros parámetros relevantes del fluido de inyección, presión de inyección promedio mensual (máximos y mínimos), flujo de inyección, presión anular, volumen y monitoreo de los acuíferos de agua potable explotables dentro del “área de revisión”, resultados de las pruebas de integridad mecánica y cualquier otra prueba realizada.

Valor máximo de presión de inyección, desviaciones en el fluido anular o en la presión de inyección, eventos de disparo de alarmas o paro, volumen del fluido inyectado y cambios en el volumen del fluido anular, resultados del programa de análisis del residuo y compatibilidad geoquímica.

IV.14. Notificación a las Autoridades

• Cualquier pérdida de integridad mecánica o indicio de posible contaminación en los acuíferos potables explotables se deberá reportar a las autoridades ambientales correspondientes.



CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • El manejo integral de los residuos peligrosos implica considerar nuevas tecnologías para su

tratamiento y disposición final.

• La Evaluación de Impacto Ambiental es el instrumento clave para demostrar la viabilidad de proyectos para la disposición final de residuos peligrosos utilizando la tecnología de inyección profunda a formaciones geológicas estables.

• El análisis de la compatibilidad de usos de suelo en el área denominada de estudio es fundamental para obtener la resolución favorable para estos proyectos. Preferentemente deberá tener uso de suelo industrial, presentar perturbaciones de las condiciones naturales (por actividades industriales o urbanas) y estar sujeto a políticas de desarrollo urbano claras.

• La tecnología de pozos de inyección profunda para disposición del efluentes industriales es ambiental y geohidrológicamente segura, a partir de la experiencia internacional observada, atendiendo las recomendaciones planteadas en esta tesis.

• El análisis de las características para el emplazamiento de una instalación para la inyección profunda de residuos peligrosos, debe atender las siguientes consideraciones:

Formaciones geológicas estables.

Bajo riesgo de sismicidad.

Bajo triesgo de inundación.

Estrato acuífero aprovechable aislado y separado del estrato receptor propuesto.

Estructuras geológicas que garanticen la contención del residuo (que eviten la migración de contaminantes a la superficie).

Estrato receptor con características de porosidad y permeabilidad necesarias para recibir la inyección de fluidos.



Formaciones geológicas sello para aislar al fluido inyectado.

• La correcta aplicación de la tecnología, métodos de construcción, pruebas de integridad, modo de operación y monitoreo, minimizar los riesgos significativos de fugas de residuos fuera de la capa de inyección.

• El análisis geológico debe demostrar la neutralización del fluido de inyección y su contención en el estrato receptor.

• Los estudios y modelaciones infieren un comportamiento seguro de aislamiento de los residuos por al menos diez mil años.

• El caso de estudio contempla la inyección de un peligroso (por su carácter ácido), el cual quedará atenuado y eliminado por las características fisicoquímicas del estrato receptor, fundamentalmente calizo y de porosidad adecuada para la inyección del residuo.

• En nuestro país, la gran parte de la información histórica relativa a pozos de estudio se encuentra en manos de Petróleos Mexicanos (PEMEX) por las actividades de perforación de pozos petroleros. En este sentido es recomendable tener relaciones cordiales y de trabajo en equipo con la empresa.



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cavidades construidas por disolución en domos salinos geológicamente estables. México

DOF. 2004. Norma oficial mexicana NOM-055-SEMARNAT-2003. Que establece los requisitos que

deben reunir los sitios que se destinarán para un confinamiento controlado de residuos

peligrosos previamente estabilizados. México.



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http//[email protected] EPA. U.S. Environmental Protection Agency, Underground Injection Control Program. http//www.epa.gov/safewater/uic/classi.html Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales http//www.semarnat.gob.mx


mailto:[email protected]


ANEXO 1. LEGISLACIÓN APLICABLE. Este compendio tiene como objeto presentar las principales consideraciones legales involucradas en el análisis de un proyecto para tratamiento de residuos peligrosos líquidos a través de pozos de inyección profunda.

III.1. Leyes

Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente

Esta Ley fue publicada en el Diario Oficial de la Federación (DOF) el 28 de enero de 1988, y sus modificaciones el 13 de diciembre de 1996, se encuentra dividida en seis Títulos y está compuesta por 204 Artículos, más 4 Artículos transitorios.

La definición de residuo peligroso se encuentra en el artículo 3º fracción XXXII, del Título Primero, Capítulo I, que a la letra dice así: “Todos aquellos residuos en cualquier estado físico, que por sus

características corrosivas, tóxicas, venenosas, reactivas, explosivas, inflamables, biológico-

infecciosas, representan un peligro para el equilibrio ecológico o el ambiente”.

En el Título I, Capítulo II, Artículo 5º de la LGEEPA se establecen como facultades de la federación las siguientes:

Fracción VI.- “La regulación y el control de las actividades consideradas como

altamente riesgosas y de la generación, manejo y disposición final de materiales y

residuos peligrosos para el ambiente o los ecosistemas, así como la preservación de

los recursos naturales, de conformidad con esta Ley, otros ordenamientos aplicables y

sus disposiciones reglamentarias”.



Fracción X.- La evaluación del impacto ambiental de las obras o actividades a que se

refiere el artículo 28 de la Ley, y en su caso la expedición de las autorizaciones

correspondientes.

En el artículo 28 Fracción IV, del Título Primero, Capítulo IV, Sección V; se establece que es necesaria la autorización en materia de impacto ambiental de la SEMARNAP cuando se trate de instalaciones de tratamiento, confinamiento o eliminación de residuos peligrosos y la Fracción XIII para los casos de obras o actividades que correspondan a asuntos de competencia federal.

El Título Cuarto, Capítulo VI, trata lo relativo a materiales y residuos peligrosos (artículos del 150 al 153).

Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos

Esta Ley fue publicada en el Diario Oficial de la Federación el 8 de octubre de 2003, en ella se establecen disposiciones que se refieren a la protección al ambiente en materia de prevención y gestión integral de residuos.

Se distribuyen competencias a los tres órdenes de gobierno y la coordinación entre los mismos (Federación, Entidades Federativas y Municipios).

En el Título Quinto. Manejo Integral de Residuos Peligrosos se establecen especificaciones para la minimización y manejo integral de los residuos peligrosos, entre los que destacan los siguientes:

Artículo 66.

Quienes generen y manejen residuos peligrosos y requieran de un confinamiento dentro de sus instalaciones, deberán apegarse a las disposiciones de esta Ley, las que establezca su reglamento y las especificaciones respecto de la ubicación, diseño, construcción y operación de las celdas de



confinamiento, así como de almacenamiento y tratamiento previo al confinamiento de los residuos, contenidas en las normas oficiales correspondientes.

Artículo 67

En materia de residuos peligrosos está prohibido:

• II. El confinamiento de residuos líquidos o semisólidos, sin que hayan sido sometidos a tratamiento para eliminar la humedad, neutralizarlos o estabilizarlos y lograr su solidificación, de conformidad con las disposiciones de esta Ley y demás ordenamientos aplicables.

III.2. Reglamentos

Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en materia de Residuos Peligrosos

De acuerdo con lo establecido en este reglamento los generadores de residuos peligrosos deberán darles la disposición final que corresponda de acuerdo con los métodos previstos en el Reglamento y conforme a lo dispuesto por las normas técnicas ecológicas aplicables.

Artículo 11.

En el caso de instalaciones de tratamiento, confinamiento o eliminación de residuos peligrosos, previamente a la obtención de la autorización a que se refiere el artículo anterior, el responsable del proyecto de obra respectivo deberá presentar a la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) la manifestación de impacto ambiental prevista en el artículo 28 de la Ley, de conformidad con el procedimiento señalado en el Reglamento de Impacto Ambiental.



Artículo 31.

La disposición final de residuos peligrosos se sujetará a lo previsto en este Reglamento y a las normas técnicas ecológicas que al efecto se expidan. Los sistemas para la disposición final de residuos peligrosos son:

• I.- Confinamientos controlados;

• II.- Confinamientos en formaciones geológicas estables; y

• III.- Receptores de agroquímico.

Los receptores de agroquímicos sólo podrán confinar residuos de agroquímicos o sus envases.

Artículo 32.

La selección del sitio, así como el diseño y construcción de confinamientos controlados y de receptores de agroquímicos deberán sujetarse a las normas técnicas ecológicas que al efecto se expidan.

La localización y selección de sitios para confinamientos en formaciones geológicas estables, deberán sujetarse a las normas técnicas ecológicas correspondientes.

Artículo 33.

La operación de los confinamientos controlados y de las celdas de confinamiento y de tratamiento a que se refieren las fracciones I y III del artículo anterior, así como la operación de los confinamientos en formaciones geológicas estables y de los receptores de agroquímicos, se sujetarán a las normas técnicas ecológicas que al efecto se expidan.



Artículo 34.

Una vez depositados los residuos peligrosos bajo alguno de los sistemas a que se refiere el artículo 31, el generador y, en su caso, la empresa de servicios de manejo contratada para la disposición final de residuos peligrosos, deberán presentar a la SEMARNAT un reporte mensual con la siguiente información:

• I.- Cantidad, volumen y naturaleza de los residuos peligrosos depositados;

• II.- Fecha de disposición final de los residuos peligrosos;

• III.- Ubicación del sitio de disposición final;

• IV.- Sistemas de disposición final utilizados para cada tipo de residuo.

Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en materia de Evaluación de Impacto Ambiental

Artículo 5.

Quienes pretendan realizar algunas de las siguientes obras o actividades, requerirán previamente la autorización de la Secretaría (SEMARNAT) en materia de impacto ambiental:

• M.- Instalaciones de tratamiento, confinamiento o eliminación de residuos peligrosos, así como residuos radioactivos:

• I.- Construcción y operación de plantas para el confinamiento y centros de disposición final de residuos peligrosos;

• II.- Construcción y operación de plantas para el tratamiento, reuso, reciclaje o eliminación de residuos peligrosos, con excepción de aquellas en las que la eliminación de dichos residuos se realice dentro de las instalaciones del generador, en las que las aguas residuales del proceso



de separación se destinen a la planta de tratamiento del generador y en las que los lodos producto del tratamiento sean dispuestos de acuerdo con las normas jurídicas aplicables.

Proyecto de Reglamento de la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos.

El pasado 27 de septiembre de 2005 se ingresó ante la Comisión Federal de Mejora Regulatoria (COFEMER) el proyecto de Reglamento de la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos, el cual actualmente se encuentra en periodo de evaluación.

I. En este proyecto resalta la incorporación del término confinamiento en formaciones

geológicamente estables, el cual se define como: obra de ingeniería para la disposición

final en estructuras naturales o artificiales, impermeables, incluyendo a los domos salinos

que garanticen el aislamiento ambientalmente seguro de los residuos peligrosos.

En el texto del proyecto se incluyen las siguientes precisiones que vale la pena considerar:

Articulo 49. La información relativa a la actividad para la cual se solicita autorización, describirá lo siguiente:

Fracción V. Para el tratamiento de residuos peligrosos mediante tecnologías de pozos de inyección profunda:

• a) Las características físicas, químicas o biológicas y cantidad de los residuos peligroso que se pretenden inyectar;

• b) Sistema o método y vía a través del cual se realizará dicha inyección;

• c) Características geológicas del estrato o formación de inyección;

• d) Las medidas para prevenir la contaminación de acuíferos y de cuerpos de aguas;



• e) Descripción de la operación y mantenimiento de los pozos de inyección, y

• f) Descripción del cierre y abandono de los pozos de inyección.

Para los efectos de esta fracción, se entiende por tratamiento de residuos peligrosos mediante tecnología de pozos de inyección profunda a aquella en el cual se introducen residuos peligrosos en el subsuelo, aprovechando las características físicas, químicas y biológicas de aquellos estratos geológicos que de manera natural aíslen a dichos residuos de forma tal que al entrar en contacto con esos componentes se neutralice, disminuya o elimine su peligrosidad, siempre que se garantice la integridad de los mantos acuíferos y aguas superficiales,

Articulo 51.

Fracción II. Para la prestación de servicios de tratamiento de residuos peligrosos mediante tecnologías de pozos de inyección mediante sistemas o métodos de inyección profunda:

• a) El proyecto ejecutivo de diseño y construcción de los pozos de inyección;

• b) Los resultados de las pruebas de integridad del pozo de inyección;

• c) Los estudios técnicos de hidrología, de geohidrología, de geofísica, de geología correspondientes que determinen la viabilidad de la inyección de residuos en el sitio seleccionado;

• d) Los resultados de las pruebas de laboratorio en donde se muestre la interacción del material del estrato geológico con el residuo que se pretende inyectar, y

• e) El análisis comparativo de los beneficios ambientales por la aplicación de la tecnología de pozos de inyección profunda contra otras tecnologías.

.



III.3. Normas Oficiales Mexicanas

Las Normas Oficiales Mexicanas tienen su origen en las normas técnicas. A partir de 1992 comenzaron a publicarse Normas Oficiales Mexicanas bajo los lineamientos de la Ley Federal de Metrología y Normalización.

Las Normas Oficiales Mexicanas en materia ambiental y aprovechamiento sustentable de recursos naturales tienen por objeto:

• Establecer los requisitos, las especificaciones, condiciones, procedimientos, metas, parámetros y límites permisibles que deberán observarse en regiones, zonas, cuencas o ecosistemas, en aprovechamiento de recursos naturales, en el desarrollo de actividades económicas, en el uso y destino de bienes, en insumos y en procesos;

• Considerar las condiciones necesarias para el bienestar de la población y la preservación o restauración de los recursos naturales y la protección al ambiente;

• Estimular o inducir a los agentes económicos a reorientar sus procesos y tecnologías a la protección del ambiente y al desarrollo sustentable;

• Otorgar certidumbre a largo plazo a la inversión e inducir a los agentes económicos a asumir los costos de la afectación ambiental que ocasionen, y

• Fomentar actividades productivas en un marco de eficiencia y sustentabilidad.

Bajo este contexto, existen Normas Oficiales Mexicanas en materia de residuos peligrosos, de las cuales la única relacionada con confinamiento en formaciones geológicas estables es la norma NOM-145-SEMARNAT-2003.



Norma Oficial Mexicana NOM-145-SEMARNAT-2003. Confinamiento de Residuos en Domos Salinos Geológicamente Estables.

El pasado 27 de agosto de 2004 se publicó esta norma en el DOF, en forma definitiva. En esta norma se toca por primera vez el tema de disposición de residuos peligrosos en estratos geológicamente estables. Lo anterior resulta de suma importancia toda vez que permite la

posibilidad y análisis de la conveniencia de utilizar métodos y tecnologías distintas a un

confinamiento controlado para disposición final de residuos peligrosos.

El objeto de la norma es “Establecer las especificaciones técnicas para la protección al medio ambiente, durante la selección del sitio, la construcción, operación y cierre de confinamientos de residuos en cavidades construidas por disolución en domos salinos geológicamente estables y en cavidades preexistentes en domos salinos”.

En el cuerpo de la norma destacan especificaciones técnicas que vale la pena considerar:

• Características del sitio: geológicas y geofísicas.: No debe haber presencia de fallas activas en al menos 1000 metros radiales del sitio, de acuerdo con las propiedades litológicas no se debe permitir la migración de fluidos provenientes de la operación del confinamiento a los acuíferos.

Se deben conservar los registros geofísicos que se tomen del pozo, durante su construcción, operación y por los 20 años posteriores al cierre del confinamiento.

El espesor del domo salino donde se ubicará la cavidad debe ser de 1000 metros como mínimo en sus tres dimensiones de acuerdo a estudios geofísicos de detalle.

Muestreo continuo del pozo exploratorio y muestreos puntuales en las zonas superior, de contacto y la masa salina.



• Especificaciones hidrológicas: ubicarse fuera de zonas con avenidas extraordinarias con un periodo de retorno de 100 años, estar alejado en desnivel 20 metros a partir del fondo del cauce de corrientes, de acuerdo a las condiciones hidrológicas del terreno, también el área seleccionada deberá tener una relación de precipitación-escurrimiento menor a 10 metros cúbicos como promedio anual. En caso contrario instalación de obras civiles de drenaje para garantizar las dos condiciones anteriores.

• Especificaciones climáticas: la dirección de los vientos dominantes no debe tener trayectoria hacia las poblaciones cercanas.

• Construcción del confinamiento: El espesor de la sal entre la cima del domo y el techo de la cavidad debe ser al menos de 300 metros,

Las nuevas cavidades deben tener una configuración cerrada y cumplir con el protocolo de pruebas de integridad mecánica. El espesor de sal entre cavidades debe ser al menos 200 metros.

La tubería de revestimiento debe ir cementada desde la superficie del suelo hasta el techo de la cavidad. Las cavidades deberán ser estabilizadas geotécnicamente con salmuera (vía húmeda) o gas inerte (vía seca).

• Es posible aprovechar cavidades salinas preexistentes, siempre y cuando cumplan con lo establecido anteriormente.

• Manejo de la salmuera: Este apartado se refiere a la salmuera residual resultado de la lixiviación para la formación de cavidades de tipo salino misma que podrá ser descargada en cuerpos receptores que sean aguas nacionales cumpliendo con parámetros de descarga, y a la salmuera de operación, la cual podrá ser almacenada temporalmente (no se establece la temporalidad) y posteriormente inyectada a pozos que cumplan con la normatividad vigente, ya que se considera un residuos peligroso.



• Instalaciones en superficie: Estas instalaciones deberán construirse de acuerdo con lo establecido en el Reglamento de la LGEEPA en Materia de Residuos Peligrosos y en la Norma Oficial Mexicana vigente que establezca los requisitos para el diseño y construcción de obras complementarias de un confinamiento controlado de residuos peligrosos.

• Evaluación de las instalaciones para la puesta en operación: efectuar pruebas que confirmen la integridad mecánica, la estabilidad y el volumen final de la cavidad, y garantizar la hermeticidad de las tuberías de revestimiento cementadas.

• Operación de las instalaciones en superficie: deberán atenderse las disposiciones aplicables establecidas en la Norma Oficial Mexicana vigente que establece los requisitos para la operación de confinamientos controlados de residuos peligrosos, excepto las especiales indicadas en esta norma relativas a los monitoreos del pozo.

• Especificaciones generales: El confinamiento de residuos en domos salinos podrá realizarse vía húmeda o vía seca, de acuerdo con sus características. No se deberán confinar residuos incompatibles entre sí, y se establecen especificaciones de manejo para los residuos contaminados con hidrocarburos.

• Monitoreo: Se verificará la presión y el flujo de inyección con equipo electrónico que proporcione el registro de: el avance de llenado de la cavidad, volumen útil de la cavidad, presiones y estado mecánico del pozo, flujos de inyección y gases en las válvulas del pozo.


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ESTUDIO PARA DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS