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Desde el mes de marzo de 2023 se han registrado quejas emitidas por el Observatorio de Calidad del Aire en la Ciudad de Monterrey acerca de la emisión de nubes contaminantes de un color característico del dióxido de azufre y otra de color negro.
Por su parte, Petróleos Mexicanos explicó, a través de un comunicado, que la columna de humo emitida en su refinería de Cadereyta Jiménez estaba compuesta por vapor de agua en un 99%, mientras que el 1% restante era remanente de hidrocarburo, lo que habría resultado en la coloración amarilla.
El 2 de febrero de 2024, la Secretaría de Medio Ambiente de Nuevo León emitió una alerta ambiental para el municipio de Cadereyta, donde se ubica la refinería de Petróleos Mexicanos.
De acuerdo con la dependencia que encabeza el secretario Alfonso Martínez Muñoz, se alcanzó una calidad del aire extremadamente mala.
Organizaciones ambientalistas aseguran que la refinería de Cadereyta expulsa el 90 por ciento de dióxido de azufre presente en la zona metropolitana de Monterrey, lo cual da lugar a las partículas PM10 y PM 2.5., o mejor conocidas como partículas suspendidas, que en grandes cantidades y de manera prolongada pueden causar accidentes cerebrovasculares y cáncer de pulmón.
El viernes 1 de marzo de 2024, las autoridades de Nuevo León clausuraron simbólicamente la Refinería de Cadereyta tras su negativa a colaborar con la inspección por parte de la Secretaría de Medio Ambiente en el inmueble y debido a sus emisiones contaminantes.
En el caso de la refinería de Tula, las altas emisiones de gases como dióxido de azufre (SO2) y la quema de combustóleo han elevado en años recientes los niveles de contaminación de la Zona Metropolitana del Valle de México. La contaminación proviene de la refinería y de la central termoeléctrica situadas en la ciudad de Tula, Hidalgo, cuyas emisiones son transportadas por los vientos dominantes al área metropolitana de la Ciudad de México, lo que representa una grave amenaza para la salud de 22 millones de habitantes.
La ciudad de Salamanca enfrentó recientemente una emergencia ambiental debido a altas concentraciones de Partículas Menores a 10 micrómetros (PM10), declarándose la segunda fase de Precontingencia Ambiental del 2024. El departamento de Comunicación Social de la Presidencia Municipal, a través de un comunicado, informó sobre la mala calidad del aire.
Antecedentes
El crudo que produce México es amargo, esto es, contiene un alto contenido de azufre.
De acuerdo a los datos reportados por Pemex, los contenidos de azufre de los diferentes tipos de petróleo que México comercializa son los siguientes:
| Crudo Olmeca (superligero): | 0.95% |
| Crudo Istmo (ligero): | 1.8% |
| Crudo Maya[1] (pesado): | 3.4% – 3.8% |
Una parte del azufre contenido en el crudo procesado se queda en los productos residuales del proceso de refinación:
| Combustóleo: | 3.9% |
| Asfaltos: | 5.1% |
| Coque de petróleo: | 7.0% |
El resto del azufre se transforma en ácido sulfhídrico (H2S), un producto altamente tóxico, en las plantas de hidrotratamiento que reducen el contenido de azufre de los diferentes productos de refinación (GLP, gasolina, turbosina y diésel) para cumplir con la norma de calidad de combustibles.
Las corrientes de ácido sulfhídrico que se generan en las refinerías se envían a las plantas recuperadoras de azufre que, cuando están operando correctamente, permiten recuperar hasta 98% del contenido de azufre en las corrientes procesadas.
Para poder procesar estas corrientes de ácido sulfhídrico, Pemex cuenta con las siguientes plantas de recuperación de azufre:
| Cadereyta: | 6 plantas – 680 ton/día (una con capacidad de 80 ton/día y cinco con capacidad de 120 Ton/día). |
| Madero: | 4 plantas – 600 ton/día (cada una con una capacidad de 150 ton/día). |
| Minatitlán: | 2 plantas – 230 ton/día (una con capacidad de 80 ton/día y una con 150 ton/día). |
| Salamanca: | 2 plantas – 240 ton/día (una de 160 ton/día y la segunda de 80 ton/día). |
| Salina Cruz: | 3 plantas – 240 ton/día (cada una con capacidad de 80 ton/día). |
| Tula: | 5 plantas – 760 ton/día (dos de 80 ton/día y tres de 200 ton/día). |
Cuando las plantas recuperadoras de azufre entran en mantenimiento o están fuera de operación, se envían a los quemadores de campo y el azufre se emite a la atmósfera como dióxido de azufre (SO2), un producto también dañino para la salud, perjudicial para el medio ambiente y causante de la lluvia ácida.
Efectos sobre la salud de las emisiones de dióxido de azufre
El dióxido de azufre es un gas incoloro, irritante, con un olor penetrante que se comienza a percibir a partir de 0.3 a 1.4 ppm (partes por millón) y es perfectamente distinguible a partir de 3 ppm.
En la atmósfera, el dióxido de azufre se transforma gradualmente a trióxido de azufre y, en presencia de humedad, el dióxido de azufre y el trióxido azufre forman ácido sulfuros y ácido sulfúrico, en forma de aerosoles, y se produce una parte importante del material particulado secundario o fino (PM2.5).
Durante su proceso de oxidación en la atmósfera, este gas forma sulfatos de amonio y de sodio. Estos sulfatos forman parte del material particulado PM2.5 y PM10.
Tanto la exposición directa al SO2, como a los ácidos derivados del SO2 y a los sulfatos, comporta graves riesgos para la salud, ya que pasan directamente al sistema circulatorio humano a través de las vías respiratorias
Norma ambiental aplicable
En 2006, la SEMARNAT emitió la NOM-148-SEMARNAT-2006, Contaminación Atmosférica – Recuperación de Azufre Proveniente de los Procesos de Refinación del Petróleo, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 19 de octubre de 2006, de cumplimiento obligatorio para Pemex, en donde se establece que:
- La recuperación de azufre de las refinerías de petróleo deberá ser mayor o igual a 90%,
- La recuperación de azufre de refinerías que se instalen en fecha posterior a la entrada en vigor de esta Norma, deberá ser mayor o igual a 95%.
- Pemex deberá calcular diariamente la recuperación de azufre de cada refinería y deberá registrar en la Cédula de Operación Anual la emisión total a la atmósfera de bióxido de azufre de cada una de sus refinerías.
- La evaluación de la conformidad será realizada por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (ahora por conducto de la ASEA) o los organismos de tercera parte acreditados y aprobados en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.
Norma de salud aplicable
En fecha reciente la Secretaría de Salud emitió la Norma Oficial Mexicana NOM-022-SSA1-2010, Salud ambiental. Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al dióxido de azufre (SO2). Valor normado para la concentración de dióxido de azufre (SO2) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población, publicada en el Diario Oficial de la Federación el29 de febrero de 2024.
La NOM-022 establece que:
4.1 La concentración de dióxido de azufre como contaminante atmosférico no debe rebasar el límite máximo normado de 288 µg/m3 o 0,110 ppm promedio en 24 horas, una vez al año, para protección a la salud de la población.
4.2 La concentración de dióxido de azufre como contaminante atmosférico no debe rebasar el límite máximo normado de 66 µg/m3 o 0,025 ppm promedio anual, para protección a la salud de la población.
4.3 La concentración del promedio de ocho horas de dióxido de azufre (SO2), como contaminante atmosférico, debe ser menor o igual a 524 µg/m3, o 0,200 ppm promedio horario para no ser rebasado dos veces al año.
Esta Norma Oficial Mexicana es de observancia para las autoridades federales y locales, que tengan a su cargo la vigilancia y evaluación de la calidad del aire, con fines de protección a la salud de la población, en los términos de las disposiciones jurídicas aplicables.
Reportes históricos de recuperación de azufre
Tanto en los informes mensuales de Pemex, como en el Sistema de Información Energética de la Secretaría de Energía, se reporta mensualmente la producción de azufre en cada una de las seis refinerías que conforman el Sistema Nacional de Refinación.
Con esta información, con los volúmenes de crudo suministrados y con el contenido de azufre en cada tipo de crudo, se puede determinar fácilmente el porcentaje de azufre en la carga de crudo que es recuperado en las plantas de recuperación de azufre de cada una de las seis refinerías que conforman el Sistema Nacional de Refinación.
A continuación, se presenta en forma gráfica los datos reportados de producción de azufre, así como el porcentaje de azufre recuperado respecto al azufre contenido en los crudos de carga.
También se presenta en forma gráfica un balance de azufre para cada una de las seis refinerías para 2023, para determinar el azufre que es retenido en los diferentes productos del proceso de refinación, así como un estimado de las toneladas diarias de SO2 que cada refinería emitió a la atmósfera en ese año (la molécula de SO2 emitida a la atmósfera pesa exactamente el doble que la molécula de azufre que no fue retenida en los productos o recuperada en las plantas de azufre).
En dichas gráficas se puede apreciar claramente que ninguna de las seis refinerías está cumpliendo con lo establecido en la NOM-148.
Con base en los contenidos de azufre reportados por Pemex, tanto para el tipo de crudos que comercializa, como para los productos de refinación, se puede estimar que durante el año de 2023 las seis refinerías emitieron a la atmósfera un promedio de 2,035ton/día de SO2, distribuidos de la siguiente manera:
| Cadereyta: | 282 ton/día | Madero: | 192 ton/día |
| Minatitlán: | 775 ton/día | Salamanca: | 98 ton/día |
| Tula: | 409 ton/día | Salina Cruz: | 278 ton/día |
En esta estimación NO están incluidas las emisiones de SO2 generadas por el empleo de combustóleo en las propias refinerías, como combustible, por carecer de información sobre el volumen que está siendo utilizado, por lo que las emisiones totales que fueron enviadas a la atmósfera fueron aún mayores.
Por los datos disponibles de producción y venta de combustóleo de puede estimar un consumo diario de 15 mil barriles de combustóleo/día, lo que representa una emisión adicional de 170 ton/día de SO2 a la atmósfera del conjunto de las seis refinerías.
Finalmente habría que agregar a este conjunto las emisiones generadas por la quema de combustóleo en las centrales termoeléctricas de CFE, que se estiman en 65-70 mil barriles de combustóleo por día, utilizados mayoritariamente en Tula y Petacalco, lo que representa una emisión adicional de estas dos centrales de 365-395 ton/día de SO2 a la atmósfera.
Conclusiones
- Todas las refinerías del SNR cuentan con plantas de recuperación de azufre con capacidad suficiente para evitar las emisiones de dióxido de azufre a la atmósfera.
- Las plantas de recuperación de azufre de las seis refinerías están siendo mal operadas o se encuentran fuera de operación.
- Ninguna de las seis refinerías está cumpliendo con la NOM-148-SEMARNAT-2006.
- En promedio, cada una de las seis refinerías de Pemex está emitiendo diariamente a la atmósfera una cantidad similar de SO2 que el conjunto de las centrales térmicas de la CFE.
- Pemex no está cumpliendo con su obligación de informar en la Cédula de Operación Anual la emisión total de bióxido de azufre a la atmósfera de cada una de sus refinerías, establecida en el inciso 4.6 de la NOM-148.
- La ASEA no está cumpliendo con su obligación de evaluar el cumplimiento de Pemex con las disposiciones establecidas en la NOM-148.
Apéndice I: Norma Oficial Mexicana NOM-148-SEMARNAT-2006, Contaminación Atmosférica – Recuperación de Azufre Proveniente de los Procesos de Refinación del Petróleo
La Norma Oficial Mexicana NOM-148-SEMARNAT-2006,Contaminación Atmosférica – Recuperación de Azufre Proveniente de los Procesos de Refinación del Petróleo, emitida por la SEMARNAT y publicada en el Diario Oficial de la Federación el 19 de octubre de 2006, de cumplimiento obligatorio para Pemex, establece que:
- La recuperación de azufre de las refinerías de petróleo deberá ser mayor o igual a 90%,
- La recuperación de azufre de refinerías que se instalen en fecha posterior a la entrada en vigor de esta Norma, deberá ser mayor o igual a 95%.
- La recuperación de azufre de cada refinería deberá calcularse diariamente y se registrarse en la bitácora.
- La evaluación de la conformidad será realizada por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente o los organismos de tercera parte acreditados y aprobados en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.
4. Especificaciones y requisitos
4.1 Todas las corrientes que contienen los compuestos de azufre liberados en la refinación del petróleo y en los procesos de desulfurización asociados deben ser tratadas con el fin de recuperar el azufre y reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera.
4.2 La recuperación de azufre de las refinerías de petróleo deberá ser mayor o igual a 90% a más tardar en las fechas que se indican a continuación:
- Fecha de entrada en vigor de esta Norma: las refinerías ubicadas en Cadereyta, N.L., Ciudad Madero, Tamps. y Tula, Hgo.
- 1 de marzo de 2008: la refinería ubicada en Salamanca, Gto.
- 1 de enero de 2010: las refinerías ubicadas en Minatitlán, Ver. y Salina Cruz, Oax.
4.3 La recuperación de azufre debe determinarse conforme a lo señalado en el numeral 5.3 de la presente Norma.
4.4 La recuperación de azufre de refinerías que se instalen en fecha posterior a la entrada en vigor de esta Norma, deberá ser mayor o igual a 95%.
4.5 Cada refinería debe determinar y registrar en la bitácora a que hace referencia el artículo 17 del Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en Materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera, la recuperación de azufre y la información necesaria para calcularla: fecha, volumen y peso específico de crudo y de otros insumos procesado por día y su concentración de azufre (ST), volumen y peso específico de los diferentes productos petrolíferos obtenidos por día y concentración de azufre en ellos (SP), azufre recuperado (SR), azufre a quemadores (SQ) y azufre enviado a comercialización respaldado con las notas de remisión correspondientes. En el Anexo 1 se muestra el formato de bitácora, que contiene la información necesaria para calcular la recuperación de azufre.
4.6 Se debe informar en la Cédula de Operación Anual la emisión total de bióxido de azufre y la recuperación de azufre.
5. Método de cálculo
5.1 La recuperación de azufre se debe determinar diariamente mediante un balance de azufre de la refinería (ver Figura 1) con base en los siguientes parámetros, los cuales se expresan en toneladas por día (ton/día).
5.1.1 ST, azufre total: se obtiene multiplicando el volumen de crudo y de otros insumos procesado en un día, por su peso específico y por la concentración promedio de azufre en peso.
5.1.2 SP, azufre en productos: para obtenerlo se multiplica el volumen producido en un día por su peso específico y por la concentración promedio en peso de azufre.
Los resultados parciales para cada producto se suman para determinar el total de azufre en productos.
5.1.3 SR, azufre recuperado: se determina cada 24 horas por medición directa en el almacén de producto; en el caso de fosas de almacenamiento de azufre, se determina mediante un sistema de medición de nivel electrónico o manual; se toma en cuenta la geometría de la fosa, la temperatura y la densidad para calcular el peso del azufre recuperado, en toneladas por día. En caso de haber extracciones de azufre para su envío a comercialización, se debe considerar el peso del azufre extraído en ese mismo periodo.
5.1.4 SQ, azufre a quemadores y oxidadores térmicos: se puede determinar por medición directa o por medición indirecta con base en el balance de azufre el cual considera el azufre total, el azufre recuperado y el azufre en productos. Se debe asentar en la bitácora la emisión de bióxido de azufre (ton/día) de la refinería y la emisión acumulada trimestral.
5.2 El balance de azufre de una refinería se expresa por la ecuación (1):
Ecuación (1) ST = SP + SR + SQ
SQ: Azufre a quemadores y oxidadores
SP: Azufre en productos (combustóleo, gasolina, asfalto, diesel)
ST: Azufre total en crudo y otros insumos
SR: Azufre recuperado
5.3 La recuperación de azufre se calcula diariamente mediante la ecuación 2 y se registra en la bitácora; la recuperación acumulada trimestral se calculará en los meses de abril, julio, octubre y enero de cada año y debe cumplir lo señalado en el numeral 4.2 de esta Norma.
Ecuación (2): RECUPERACION (%) = 100% [SR / (ST – SP)]
Para la obtención de la recuperación acumulada trimestral no se consideran los valores de los balances diarios obtenidos durante las siguientes condiciones:
a. Contingencias que impliquen la salida de operación del sistema de reducción de emisiones, operaciones de paro de la planta recuperadora para mantenimiento y cambios de catalizador, así como operaciones de estabilización durante el arranque de la planta, siempre que no excedan de 360 horas (15 días) en un periodo de un año calendario.
b. Reparación mayor de las plantas recuperadoras de azufre, siempre que no excedan de 30 días naturales en un periodo de dos años.
c. En caso de paros o fallas en las plantas recuperadoras de azufre por causas no previstas en la presente Norma, se dará aviso a la PROFEPA del paro y reinicio de operaciones.
5.4 El peso específico y el contenido de azufre en el crudo en otros insumos y en los diversos productos se determina mediante el muestreo y análisis en el laboratorio o en línea, conforme a los métodos de prueba establecidos en las normas oficiales mexicanas correspondientes. En tanto no se publiquen éstas, se podrán emplear los métodos de prueba indicados en el numeral 8, o equivalentes, de acuerdo a lo establecido en el título tercero de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización (LFMN) y el Título Cuarto del Reglamento de dicha Ley.
6. Evaluación de la conformidad
6.1 La evaluación de la conformidad será realizada por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, por conducto de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente o los organismos de tercera parte acreditados y aprobados en los términos de la Ley Federal sobre Metrología y Normalización.
6.2 La entidad a cargo de la evaluación de la conformidad verificará que en la bitácora esté registrada toda la información necesaria para obtener el balance de azufre, descrita en el numeral 4.4 de la presente Norma.
6.3 La entidad a cargo de la evaluación de la conformidad verificará que los análisis, mediciones y cálculos se han llevado a cabo siguiendo los procedimientos establecidos en la presente Norma y se han realizado por laboratorios debidamente acreditados.
6.4 Se verificará la memoria de cálculo (balance de azufre) de la recuperación de azufre diaria y se verificará que el acumulado trimestral cumple como mínimo el porcentaje que se especifica en el numeral 4.2 de la presente Norma.
6.5 Una vez concluida la verificación, la entidad a cargo de la evaluación de la conformidad levantará un Acta de Verificación en la que hará constar los hechos u omisiones encontrados
Nota:
[1] Hoy se está alimentando nuestras refinerías con una mezcla formulada con crudo superpesado de Ku-Maloob, con más de 5% de azufre, y crudo ligero, por lo que seguramente tiene un porcentaje de azufre sustancialmente mayor que el del crudo Maya, aquí considerado.
