ES2320676T3 - Procedimiento y dispositivo para remover policloro bifenilos (pcb) en fluidos dielectricos refrigerantes (fdr) contenidos en equipos electricos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para remover y remediar los policloro bifenilos (PCB) de los fluidos dieléctricos refrigerantes (FDR) contenidos en equipos eléctricos, que comprende las etapas de extraer los FDR del equipo eléctrico, hacerlos pasar a través de un adsorbente del PCB con un caudal determinante del tiempo de residencia; reponerlos al equipo eléctrico y remediar el adsorbente contenedor del PCB, caracterizado porque el citado adsorbente del PCB es carbón activado proveniente de cáscara de maní.
Description
Procedimiento y dispositivo para remover
policloro bifenilos (PCB) en fluidos dieléctricos refrigerantes
(FDR) contenidos en equipos eléctricos.
La presente invención considera y tiene por
objeto principal a un procedimiento para remover y remediar los
policloro bifenilos (PCB) de los fluidos dieléctricos refrigerantes
(FDR) contenidos en equipos eléctricos, y el dispositivo para
llevar a cabo dicho procedimiento.
Dentro de dichos equipos eléctricos cuentan los
primeros transformadores de distribución cuya fabricación se
remonta al año 1885 en los EE.UU. Los mismos eran del tipo seco y
utilizaban aire como fluido dieléctrico refrigerante (FDR). No
obstante, se pensó en usar aceite mineral como FDR lo cual fue
patentado por el Prof. Eliu Thompson en l882 y necesitó una década
para su puesta en práctica en el año 1892 por General Electric.
Consecuentemente, la industria puso su atención en modificar y
estudiar el aceite mineral ideal para uso dieléctrico y
seguidamente, las refinerías comenzaron a producir aceites
específicos para transformadores.
Más tarde, los FDR desarrollados fueron los
pertenecientes al grupo químico denominado hidrocarburos halogenados
(derivados clorados y fluorados), que alcanzaron relevancia por sus
características no inflamables. Los de mejor comportamiento y más
usados fueron los hidrocarburos policlorados cuya comercialización
comenzó en el año 1930 bajo marcas tales como Askarel, Clophen,
Pyralene, Inerteen, Pyranol, etc. Entre estos compuestos se
encuentran los mono, di y triclorobencenos y los bifenilos
policlorados comúnmente conocidos como PCB.
En la década del 70 esos compuestos empiezan a
ser duramente cuestionados por sus posibles efectos sobre la salud
y su persistencia en el medio ambiente por lo cual comienzan a
desarrollarse diversos tratados internacionales conducentes a la
prohibición de su fabricación y comercialización extendida a todos
los materiales que pudieran contaminarse con los mismos y como es
el caso de los transformadores y materiales eléctricos.
A partir de tales circunstancias, los gobiernos
del mundo empezaron rápidamente a emitir regulaciones siendo las
de mayor difusión las de Canadá, Europa y Japón que fueron
redactadas por la EPA y utilizadas en todo el mundo.
Sin embargo, la difusión de los riesgos de tales
compuestos llegaron tarde a la mayoría de los países y en
particular, a los considerados en vías de desarrollo. Esto originó
la liberación al medio ambiente de importantes cantidades de
residuos de PCB y materiales contaminados.
Considerando la dispersión elevada de la
contaminación y en el caso específico de los transformadores que
son bastante herméticos (la contaminación es debida a pérdidas o a
la evaporación del PCB), la mayoría de los Estados y la EPA
plantearon la eliminación progresiva del contaminante, estableciendo
normas con límites cada vez más bajos y fijando períodos más o
menos prolongados para el cumplimiento de las mismas.
La EPA determinó que un transformador que posea
una contaminación de PCB por debajo de las 50 partes por millón sea
considerado similar a uno que opere con aceite mineral como el FDR.
Si la contaminación es superior a 50 ppm. y menor de 500 ppm., el
equipo puede quedar en servicio pero con seguimiento y controles
específicos; si la cantidad supera las 500 ppm el aparato es
considerado con PCBs. puro y debe ser sacado de servicio y
remediado.
Según el estado del arte, a partir de la
prohibición de utilizar hidrocarburos polihalogenados como FDR son
numerosas las patentes que reivindican procesos para remover dichos
hidrocarburos y su remediación.
La patente US Nº 3.881.295 describe un producto
sólido sintético basado en una resina polimérica para la disposición
de PCB.
La patente US Nº 4.230.053 reivindica un proceso
a elevada temperatura (1650ºC) utilizando productos secundarios de
la producción de acero que contienen hierro a los cuales se adiciona
un ácido mineral y magnesio o manganeso.
La patente US Nº 4.353.793 propone el uso de una
mezcla de alquil éteres de polialquenilglicol y un hidróxido de
metal alcalino para reducir el contenido de PCB en aceites aislantes
de transformadores.
La patente US Nº 4.353.798 propone un método de
separación de fases por enfriamiento de siliconas contaminadas con
PCB con la formación de una fase rica en PCB y otra con menos
PCB.
La extracción mediante metanol de PCB contenido
en aceites es reivindicada en la patente US Nº 4.387.018.
La patente US Nº 4.400.936 describe la
combustión de PCB mediante su inyección en un motor diesel y el
tratamiento de los gases de escape.
La utilización de una emulsión de sodio fundido
con diversas variantes es reivindicada en las patentes US Nros.
4.340.471 y 4.379.746.
\newpage
Finalmente en las patentes US Nros. 6.649.044 y
6.382.537 se presentan procesos basados en metales como sodio,
potasio, magnesio, aluminio, hierro y zinc acompañados por aminas y
donores de hidrógeno para alcanzar la deshalogenación reductiva de
hidrocarburos halogenados.
No obstante la existencia de ese importante
número de patentes que registran procesos para la remoción y
remediación de PCB en diferentes fluidos, la tecnología que ha
tomado cierto auge en los países desarrollados es la basada en la
deshalogenación mediante metales alcalinos y fundamentalmente sodio.
Aunque es conocida la gran reactividad de compuestos halogenados
con metales alcalinos debe advertirse que los riesgos de la misma
son también elevados.
Por una parte el proceso se basa en colocar
sodio fundido por acción de temperatura y emulsionado en
hidrocarburos, lo que exige trabajar en condiciones anhidras
extremas ante el riesgo de una reacción descontrolada entre el
metal y el agua con el consiguiente riesgo de inflamación del aceite
contaminado con PCB y los hidrocarburos utilizados.
Desde el punto de vista de la reactividad
química existen en la literatura científica internacional infinidad
de trabajos asociados a la reacción de sodio o potasio metálicos con
compuestos haloaromáticos. Probablemente, el más reciente y
relevante sea el del Dr. Roberto Rossi y sus colaboradores (ver
Rossi R. A., Pierini A. y Peñeñor y A., en Chemical. Review. 2003,
103, 71-167) vinculado con transferencia
electrónica.
Cuando el sodio se coloca frente a compuestos
haloaromáticos se produce inicialmente una transferencia electrónica
entre el metal alcalino y el sustrato lo que desencadena una
reacción con intermediarios radical-aniones,
radicales, aniones y deshidroaromáticos tipo bencino. La gran
reactividad y extremadamente corta vida media de estos
intermediarios resulta en mezclas de productos entre los cuales se
encuentran hidrocarburos aromáticos condensados tipo
bifenilidénicos de conocida acción cancerígena. En este caso
estaríamos transformando productos de reconocida toxicidad como los
PCB que pretendíamos remediar en nuevos tóxicos.
Por último y en particular para países de menor
grado de desarrollo relativo estas tecnologías son de difícil
aplicación lo que resulta en costos incrementales para el envío de
los materiales contaminados a los países centrales.
El documento US 4 526 677 da a conocer un
procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que
el adsorbente del PCB es carbón activado de origen no especificado,
reivindicando una eliminación de PCBs del 50% sin especificar el
tipo de carbón activado ni otras condiciones del procedimiento.
Además, el procedimiento de dicho documento requiere prehumectación
("prewetting") y calado ("soaking") para obtener una
efectividad máxima.
Frente a todo ello, el procedimiento inventado
consiste en remover los PCB de los FDR mediante un adsorbente
combustible de origen vegetal recuperando los FDR para su uso y
remediando luego el adsorbente con PCB a través de tecnologías
reconocidas por la ICCA (Internacional Council of Chemical
Associations), como "best available techniques for destruction of
PCBs" mediante la incineración directa o mediante catálisis
básica usando tecnologías de dominio público.
De tal manera resulta ser un procedimiento
económico, simple y seguro que puede ser llevado a cabo utilizando
un dispositivo instalado "in-situ" con
relación al equipo emplazado, o bien
"ex-situ" y en este caso, para tratar a
los FDR previamente removidos del equipo.
Por sus particularidades y para anticipar su
verdadero alcance inventivo, se indica que el procedimiento ideado
para los fines especificados comprende las etapas de extraer los FDR
del equipo eléctrico; hacerlos pasar a través de un adsorbente del
PCB con un caudal determinante del tiempo de residencia; reponerlos
al equipo eléctrico y remediar el adsorbente contenedor del PCB.
Más en particular, la presente invención comprende un procedimiento
según la reivindicación 1. Realizaciones ventajosas de la presente
invención quedan descritas en las reivindicaciones
dependientes.
El dispositivo para llevar a cabo dicho
procedimiento, a su vez, se caracteriza por comprender en una
conducción de entrada y salida de los FDR, un filtro de retención
de barros y partículas que antecede a una bomba dosificadora e
impulsora de dicho FDR a través columnas con llaves de paso de tres
vías y un caudalímetro automático regulador de la velocidad de paso
determinante del tiempo de residencia en aquellas columnas.
De acuerdo con un ejemplo de realización, una
muestra de 10 litros de aceite aislante contaminado con PCB (1777
ppm) proveniente de una mezcla de aceites de aproximadamente 1000
transformadores y provista por el CEQUIMAP (Centro de Química
Aplicada de la Universidad Nacional de Córdoba) fue procesada
mediante el paso del mismo a través de dos columnas cargadas cada
una con 500 g de carbón activado proveniente de cáscara de maní
provisto COTAGRO, con un índice de azul de metileno (IAM) >25 y
una dispersión granulométrica -20 + 200, preferiblemente -45 + 170
["US standard sieve size"]. El tiempo de residencia se ajustó
entre 5 y 120 minutos, mejor entre 15 y 60, obteniéndose un aceite
con 50 ppm de PCB en un solo ciclo.
Según un segundo ejemplo de realización igual al
primero descrito pero reciclando el producto por el mismo tren de
trampas constituido por las columnas, generó un aceite con 2 ppm de
PCB.
El dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento inventado ha sido ilustrado en los dibujos acompañados
en los cuales, esquemáticamente:
la figura 1 es una vista en planta del mismo,
y
la figura 2 lo ilustra en perspectiva.
En ambas figuras ilustrativas, los mismos
números de referencia indican partes iguales o correspondientes.
De acuerdo con las mismas, el dispositivo para
llevar a cabo el procedimiento inventado para los fines
especificados comprende una conducción con su entrada (1) y su
salida (2) para los FDR, el filtro (3) de retención de barros y
partículas dispuesto antes de la bomba dosificadora (4) que, por su
parte, es impulsora de esos FDR a través de las columnas (5) y (6)
ó (7) y (8) bajo el control de las llaves de paso de tres vías (9) y
(10) y con intercalación, a la salida de aquella bomba dosificadora
(4), del caudalímetro (11).
Claims (9)
1. Procedimiento para remover y remediar los
policloro bifenilos (PCB) de los fluidos dieléctricos refrigerantes
(FDR) contenidos en equipos eléctricos, que comprende las etapas de
extraer los FDR del equipo eléctrico, hacerlos pasar a través de un
adsorbente del PCB con un caudal determinante del tiempo de
residencia; reponerlos al equipo eléctrico y remediar el adsorbente
contenedor del PCB, caracterizado porque el citado adsorbente
del PCB es carbón activado proveniente de cáscara de maní.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho adsorbente del PCB tiene un índice
de azul de metileno superior a 25.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el carbón activado presenta una
dispersión granulométrica de -20 +200.
4. Procedimiento, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el carbón activado presenta una
dispersión granulométrica de -45 +170.
5. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho caudal es
determinante de un tiempo de residencia comprendido entre 5 y 120
minutos.
6. Procedimiento, según la reivindicación 3,
caracterizado porque el tiempo de residencia es de entre 15
y 60 minutos.
7. Procedimiento, según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque se lleva a cabo un ciclo único de etapas
según la reivindicación 1 de manera tal que el FDR contiene una vez
tratado menos de 50 partes por millón.
8. Procedimiento, según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el producto
obtenido es reciclado, pasándolo a través del adsorbente del PCB,
hasta que el FDR contiene menos de 2 parte por millón.
9. Dispositivo para llevar a cabo el
procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que
comprende un filtro de retención de barros y partículas dispuesto
en una conducción de entrada y salida de FDR, antecediendo el
filtro a una bomba dosificadora e impulsora de dicho FDR a través de
columnas con llaves de paso de tres vías y un caudalímetro
automático regulador de la velocidad de paso determinante del tiempo
de residencia en aquellas columnas, comprendiendo el dispositivo un
adsorbente de PCB que comprende carbón activado proveniente de
cáscara de maní.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ARP040101621A AR044314A1 (es) | 2004-05-14 | 2004-05-14 | Procedimiento para remover y remediar los policloro bifenilos (pcb) de los fluidos dielectricos refrigerantes (fdr) contenidos en equipos electricos, y el dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento |
| AR0401621 | 2004-05-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2320676T3 true ES2320676T3 (es) | 2009-05-27 |
Family
ID=34978808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05380094T Expired - Lifetime ES2320676T3 (es) | 2004-05-14 | 2005-05-12 | Procedimiento y dispositivo para remover policloro bifenilos (pcb) en fluidos dielectricos refrigerantes (fdr) contenidos en equipos electricos. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1598410B1 (es) |
| AR (1) | AR044314A1 (es) |
| ES (1) | ES2320676T3 (es) |
| PL (1) | PL1598410T3 (es) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4124834A (en) * | 1977-10-05 | 1978-11-07 | Westinghouse Electric Corp. | Electrical inductive apparatus |
| US4526677A (en) * | 1984-06-04 | 1985-07-02 | Rockwell International Corporation | Removal of polyhalogenated biphenyls from organic liquids |
| US4950837A (en) * | 1989-07-18 | 1990-08-21 | General Electric Company | Method for reclassifying PCB transformers |
| WO1994006537A1 (en) * | 1992-09-14 | 1994-03-31 | Tigg Corporation | Liquid treatment system |
-
2004
- 2004-05-14 AR ARP040101621A patent/AR044314A1/es active IP Right Grant
-
2005
- 2005-05-12 EP EP05380094A patent/EP1598410B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2005-05-12 PL PL05380094T patent/PL1598410T3/pl unknown
- 2005-05-12 ES ES05380094T patent/ES2320676T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1598410A3 (en) | 2005-11-30 |
| EP1598410B1 (en) | 2008-12-31 |
| EP1598410A2 (en) | 2005-11-23 |
| AR044314A1 (es) | 2005-09-07 |
| PL1598410T3 (pl) | 2009-06-30 |
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