INFORME TECNICO SOBRE ACEITES USADOS

1. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO PARA ACEITES USADOS

Las propiedades de los aceites usados dependen prioritariamente de las bases lubricantes de las cuales se derivan, de los aditivos adicionados para mejorar la viscosidad, sus propiedades según el uso al que están destinados y la resistencia a altas temperaturas.
Por su elevada capacidad calorífica, el aceite usado se constituye en uno de los residuos con mayor potencial para ser empleado como combustible para la industria.
Después de su uso, el aceite lubricante adquiere concentraciones elevadas de metales pesados producto principalmente del desgaste del motor o maquinaría que lubricó y por el contacto con combustibles. Además, se encuentran compuestos clorados en los aceites usados, provenientes del proceso de refinación del petróleo, principalmente por contaminación durante el uso (reacción del aceite con compuestos halogenados de los aditivos) o por la adición de estos solventes por parte del generador en actividades de limpieza de piezas metálicas. Dentro de los solventes que principalmente se utilizan están el tricloroetano, el tricloroetileno y el percloroetileno. La presencia de estos solventes clorados, junto con altas concentraciones de algunos metales pesados, constituyen los mayores factores de riesgo de los aceites usados.
Los aceites lubricantes sufren una descomposición luego de cumplir con su ciclo de operación y por esto es necesario reemplazarlos. Uno de los productos resultantes del aceite usado son las partículas carbonosas (hollín). Este representa una parte de hidrocarburo parcialmente quemado que existe como partícula libre en el seno del aceite. Los tamaños de estas partículas varían de 0.5 a 1.0 micrones y generalmente se encuentran muy dispersas por lo cual es muy difícil filtrarlas.
Existe una reacción de oxidación que provoca la descomposición de los aceites de motor. Esta reacción en los hidrocarburos en fase líquida suele deberse a una reacción de radicales en cadena. Dado que las altas temperaturas aceleran esta reacción, en el motor la oxidación se produce de forma muy rápida, en particular por la elevada temperatura que alcanzan las piezas próximas a la cámara de combustión.
La transformación del aceite usado a fuente de recuperación energética, requiere la aplicación de un tratamiento tendiente a adecuar las condiciones del aceite a las características propias de cada proceso de combustión según sus condiciones específicas (depende del tipo de equipo, motor, caldera, horno, etc, en el que se quiera utilizar).

Consiste básicamente en la aplicación de las siguientes etapas:

a) extracción de partículas gruesas mediante filtración

b) remoción de partículas finas, mediante procesos de sedimentación y centrifugación.

Estas etapas involucran la adición de desemulsificantes, para el rompimiento de las emulsiones formadas con el agua. Una vez recuperadas las características del aceite, con el fin de lograr un combustible limpio de contaminantes, puede utilizarse como fuente energética en mezclas simples, de acuerdo con proporciones establecidas y consistentes con el tipo de combustión que se lleve a cabo.
Luego de realizada la operación de separación, se origina un desecho o lodo con alto contenido de metales pesados, el cual debe ser dispuesto de forma tal que asegure de cualquier manera que estos metales no serán absorbidos por los seres vivos. En los casos de los hornos de cemento esta purificación no es necesaria y el contenido de los metales es retenido en el clinker.
En general se emplea alguno de los siguientes destinos para los lodos generados: Incineración, encapsulamiento en clinker, vitrificación o ceramizado y relleno en los caminos y autopistas durante la elaboración de capa asfáltica.
El aceite recuperado se debe emplear para condiciones de servicio menos críticas que aquellas en las que estaba sometido inicialmente. Los aceites usados que se generan en el mundo son manejados en las siguientes formas principales:

 Comercialización como combustible sin tratar (combustible alternativo).

Para decidir que método se utilizará en la recuperación de un aceite usado es necesario conocer la composición química de dicho aceite (cuanto menor sea la calidad del aceite base en el aceite usado mayor será el precio y dificultad de su tratamiento), ya que el método de recuperación a elegir esta íntimamente ligado a la composición química del mismo. En algunos casos el factor decisivo es la disposición de infraestructuras adecuadas.
La utilización en hornos de cemento permite el menor proceso de pretratamiento (o ninguno de los que se mencionan a continuación), debido a las condiciones específicas de la combustión en los mismos, tales como elevada temperatura (temperatura de llama hasta 2800 ºC, condiciones de atmósfera alcalina, y altos tiempos de residencia). Normalmente el proceso es de blending con otros constituyentes y sustancias químicas peligrosas o no. Los hornos quedan validados mediante los ensayos de combustión conocidos como Trial Burn que siguen las normas de la EPA.
Respecto de la emisión de los GEIs (gases de efecto invernadero), sobre lo que volverá más adelante, los combustibles alternativos tienen la ventaja de no generar emisiones adicionales, ya que sustituyen parcialmente a otros combustibles fósiles que los emiten. La sumatoria final es de nulo incremento de GEIs.

- Utilización como combustibles alternativos

Por su elevada capacidad calorífica, el aceite usado se constituye en uno de los residuos con mayor potencial para ser empleado como combustible por la industria. La incineración o combustión del aceite usado, solo o unido a fuel-oil, se realiza en instalaciones como cementeras o centrales térmicas, en las que se aprovecha la instalación para eliminar un residuo. Se aprovecha el poder calorífico del aceite usado, sustituyendo calorías de otros combustibles fósiles utilizados en la industria cementera tales como el gas natural, el carbón antracita molido, y aún en conjunción con el pet-coke (que a su vez es también un residuo de la cola de destilación petrolera).

- Regeneración
Es la operación mediante la cual se obtienen de los aceites usados un nuevo aceite base comercializable. La mayoría de los aceites usados son regenerables, aunque en la práctica la dificultad y el costo hacen inviable la regeneración de aceites usados con alto contenido de aceites vegetales, aceites sintéticos, aditivos termorresistentes, precursores de dioxinas, agua y sólidos.

Un proceso de regeneración consta de tres fases:

Pretratamiento: Consiste en eliminar una parte importante de los contaminantes del aceite usado, como son: el agua, los hidrocarburos livianos, los lodos, las partículas gruesas, etc. Cada proceso emplea un método determinado o incluso una combinación de varios.

Regeneración: En esta fase se eliminan los aditivos, metales pesados y lodos asfálticos. Este punto es el paso principal de cada método, cada uno de ellos obtiene al final un aceite libre de contaminantes con una fuerte coloración que lo hace inviable comercialmente, por esto es necesario incluir una última etapa de acabado.

Acabado: Dependiendo del objetivo final del aceite dependerán los métodos usados en esta etapa.

Dependiendo del proceso empleado pueden existir o no todas las fases descritas.

- Destilación a combustible diesel

Al comienzo del proceso se destila el aceite usado para remover compuestos volátiles y agua, el destilado final es la separación de los aceites pesados (destilado) de los contaminantes (fondos o colas de destilación). El proceso de destilación requiere suministro de materia (NaOH) y energía (electricidad y gas natural). El producto de la destilación es un aceite diesel de alta calidad (bajo en cenizas y contenido de azufre) y un subproducto de flux de asfalto. Por destilación los metales pesados y otros contaminantes del aceite usado son retenidos en la fracción (cola) del flux de asfalto.

- Biodegradación de aceites usados

La biodegradación, o biotransformación, se refiere al proceso a través del cual un ser vivo modifica un compuesto sin llegar a mineralizarlo. El producto resultante puede ser aún más tóxico que el inicial o, de lo contrario, puede presentar propiedades más adecuadas para su reutilización y aprovechamiento.
El principal factor a tener en cuenta en esta clase de procesos es la tasa de degradación. Ésta en general disminuye al descender la concentración de contaminantes (compuestos a degradar), que en la mayoría de los casos es ocasionada por la eliminación de co-sustratos.
Los microorganismos presentes en los aceites son muy similares a los que se encuentran en los nuevos (Nocardia, Acinetobacter, Pseudomonas, Ralstonia, Gordono, Rhodococcus, Agrobacterium y Debaryomyces.). Estos últimos presentan una mayor resistencia a los metales pesados, lo que se traduce en una menor capacidad de degradar los compuestos orgánicos.
Existen básicamente dos métodos para la biodegradación: secuencial y combinada. La forma más fácil de degradar completamente estos hidrocarburos es usar degradación secuencial con diferentes microorganismos. Esta consiste en usar microorganismos distintos para degradar el aceite, usando primero uno de ellos y luego el producto de cada etapa se utiliza como sustrato para el siguiente. La biodegradación se determina mediante el uso de TLC-FID, usando hopano (un hidrocarburo de 30 C utilizado como biomarcador) como el estándar interno.
Previo a la realización del proceso de biodegradación de un compuesto es necesaria la caracterización del tipo de compuesto que se va a emplear, porque los contaminantes presentes en el mismo dependen de diversos factores.

- Reutilización para pinturas asfálticas
Aprovechamiento de determinados productos contenidos en los aceites para la fabricación de productos asfálticos.

2. CONSTITUYENTES, TIPOS Y USOS DE LOS ACEITES USADOS

Tipos de aceites con base mineral, y principales compuestos agregados:

1) aceites de corte: bisulfuro de Mo y compuestos clorados

Los tres tipos básicos de aceites de corte y rectificado son:

Aceites puros de corte,

emulsiones de aceite en agua y disoluciones acuosas.

Los aceites de corte insolubles contienen: aceites minerales parafínicos o nafténicos 60-100%, aditivos (azufre libre, grasas cloradas y aceites de parafina, y grasas sulfocloradas), y Biocidas.
Los aceites solubles, miscibles en agua o en emulsiones contienen agua en una proporción de 1:5 y 1:50, y en su composición: concentrado de aceite mineral en un 60-85%, emulsificantes, biocidas-tiocarbamatos, inhibidores de la corrosión, aditivos para presiones extremas, antiespumantes, colorantes, y acondicionadores del agua (fosfatos, bórax, soda cáustica...).

2) aceites térmicos: contienen antioxidantes, se usan para calderas Termopack (para calentar reactores a más de 200 ºC)

3) aceites lubricantes para motores: contienen principalmente compuestos de Zn (cinc), Ba (bario) (compuestos nafténicos o aromáticos policíclicos).

4) aceites dieléctricos: se obtienen de bases nafténicas de bajo punto de fluidez (alta viscosidad), libres de ceras y sometidos a procesos de refinación de extracción de solventes y de tratamiento con hidrógeno. Existen aun cantidades de estos aceites aditivados con PCBs, que provienen de diversos equipos eléctricos (principalmente transformadores y condensadores), y estar mezclados con los otros tipos de aceites.

4. UTILIZACIÓN COMO COMBUSTIBLE


Por su elevada capacidad calorífica, el aceite usado se constituye en uno de los residuos con mayor potencial para ser empleado como combustible por la industria en instalaciones que debidamente ensayadas y homologadas muestren su aptitud para destruir y retener los compuestos especiales antes enumerados.
No solo por las propiedades y características de los aceites usados, sino por la necesidad de contar con alternativas energéticas y suministro seguro de energéticos, algunos países como Australia, Estados Unidos, y México, cuentan con normas que permiten la utilización de los aceites usados tratados, como combustible, o como componente en mezclas de combustibles según el tipo de utilización que éstos vayan a tener. En el caso de constituyentes de combustibles alternativos para hornos de cemento no se requiere tratamiento previo.
Sin perjuicio de la disposición final de los aceites usados en otros usos, es requisito indispensable que el aceite usado haya sido previamente tratado con el fin de liberarlo de los componentes que lo hacen un residuo peligroso.

5. ACEITE USADO RECUPERACIÓN ENERGÉTICA
Uso como combustible alternativo en hornos de cemento
– Combustión en instalaciones de alta potencia térmica, alta temperatura y alto consumo de combustible (con alta producción de gases de escape)

Uso como combustible homologado
– En instalaciones de menor potencia térmica o para motores de combustión interna y calderas para producción de energía eléctrica

Requieren de tratamientos físico-químicos más complejos y seguros

6. ACEITE USADO - VENTAJAS COMO COMBUSTIBLE ALTERNATIVO
- Por su menor contenido en C, S y sedimentos, los aceites usados tratados generan menor contaminación atmosférica que los combustibles sólidos. (por ejemplo: Carbón)
- Del mismo modo, si se los compara con otros combustibles líquidos.
- Tienen mayor rendimiento calórico que otros combustibles industriales convencionales

7. APROVECHAMIENTO ENERGETICO
A la luz de las consideraciones efectuadas, es necesaria la adecuación del aceite usado previamente a su utilización como componente en mezcla con otros combustibles para consumo industrial (combustibles homologados Res 1286-06 SE).
Esta adecuación debe tener en cuenta la selección de las mejores tecnologías de tratamiento disponibles.
La transformación del aceite usado a fuente energética para utilización en motores de combustión o calderas, requiere la aplicación de un tratamiento tendiente a adecuar las condiciones del aceite a las características propias del proceso de combustión.
Evaluadas estas cuatro posibilidades a la luz de las condiciones de la Provincia de Buenos Aires, la alternativa más adecuada para la disposición de lodos es el encapsulamiento en clinker para la producción de cemento; industria que ha mostrado un constante interés en participar en este tipo de investigaciones y de hecho en varias plantas ya se han realizado ensayos de combustión que han resultado satisfactorios en cumplimiento de las normas EPA para este tipo de combustibles alternativos.
Una vez el residuo es transformado, puede producir distintos combustibles industriales al mezclarse con los energéticos tradicionales y comúnmente empleados en la industria en general.
Conforme con las tendencias mundiales y el señalamiento de convenios internacionales, es preciso minimizar al máximo la generación de residuos peligrosos ya sea mediante la reducción de sus características peligrosas o evitando su producción.
Para ello se requiere del diseño de políticas y estrategias que definan acciones para sustituir procesos de producción contaminantes por procesos limpios, para generar la capacidad técnica para el manejo y tratamiento de residuos peligrosos, para permitir la transferencia e innovación tecnológica y para considerar primordialmente los aceites usados como potenciales sustitutos energéticos.
El aprovechamiento como un combustible líquido secundario bajo el estricto cumplimiento de ciertos requisitos y condiciones se logra mediante dos acciones principales

- El establecimiento de plantas para el tratamiento de los aceites usados, de modo tal que cumplan con las características de calidad establecidas en la norma ASTM D 396.

- La modificación de las normas actualmente vigentes, asimilándolas a aquellas de aceptación general, con lo cual se abre el camino a una utilización plena del aceite usado, en forma ambientalmente aceptable.

El desarrollo de un marco regulatorio ambiental y energético que permita el cambio en la óptica de la naturaleza del aceite usado: de residuo tóxico de carácter especial a un sustituto energético, especialmente combustible líquido secundario.
Dicho marco debe ser formulado en conjunto por las autoridades ambientales y energéticas, considerando alternativas de aprovechamiento coherentes con los desarrollos tecnológicos de la industria y que desde sus respectivos ámbitos reglamenten los usos de los aceites usados y por consiguiente, complementen, actualicen desarrollen y modifiquen las regulaciones existentes hasta la fecha.
Determinar las opciones únicas en las que es viable utilizar aceite usado sin tratar.
Admitir la homologación de los nuevos combustibles, estableciendo los criterios de su calidad técnica y los de calidad ambiental de los mismos respectivamente.
El articulado debe precisar la exclusión de aceites usados tratados en la formulación de lubricantes y temple de metales.
Establecer además, las obligaciones, condicionamientos de aceptación y control que deben cumplir cada uno de los diferentes actores de la cadena de gestión del aceite usado.
Instituir un comité coordinador conformado por el sector público y privado que permita atender las necesidades comunes para facilitar el desarrollo e implementación del adecuado tratamiento de los aceites usados en la Provincia de Buenos Aires.

8. ACEITES INDUSTRIALES CON BASE MINERAL. OBLIGACION DE DISPONER. COMENTARIOS TECNICOS.
Se transcribe a continuación la Resolución 248/2010 del Organismo Provincial para el Desarrollo Sostenible de la Provincia de Buenos Aires, realizando los comentarios técnicos pertinentes a la luz de lo expuesto precedentemente. Cada frase o párrafo resaltado tiene una llamada al final del documento en el que se encuentra el comentario.
La Plata, 5 de agosto de 2010; (Publicación B.O.: 07/10/2010)