Transporte y Logística
Tecnología e Innovación
Sustentabilidad
Responsabilidad Social
Crisis Climática
Pobreza Energética
Revista
Infografías
Eventos recientes
En fechas recientes ha estado presente en el debate público el problema de la contaminación ambiental de las zonas metropolitanas de Monterrey y de la Ciudad de México generada por las emisiones no controladas de dióxido de azufre a la atmósfera provenientes de las refinerías de Cadereyta y de Tula por estar las plantas recuperadoras de azufre fuera de operación o por estar operando indebidamente por falta de un mantenimiento adecuado.
Antecedentes
El gas natural asociado que se produce en México es un gas amargo, esto es, contiene un alto contenido de azufre en forma de ácido sulfhídrico (H2S), un gas altamente tóxico.
Una parte del gas amargo es enviado a los complejos procesadores de gas (CPG) y el resto, particularmente aquellas corrientes con un alto contenido de nitrógeno, es reinyectado a los campos petroleros o es quemado directamente a la atmósfera.
En los complejos procesadores de gas amargo (CPG Cactus, CPG Cd. Pemex, CPG Nuevo Pemex, CPG Matapionche, CPG Poza Rica y CPG Arenque), el ácido sulfhídrico se separa del gas amargo en las plantas endulzadoras y se envía 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:
| CPG Cactus: | 5 plantas con capacidad total de 1,600 ton/día de azufre. |
| CPG Nuevo Pemex: | 2 plantas con capacidad total de 800 ton/día de azufre. |
| CPG Cd. Pemex: | 2 plantas con capacidad total de 810 ton/día de azufre |
| CPG Matapionche: | 2 plantas con capacidad total de 40 ton/día de azufre |
| CPG Poza Rica: | 1 planta con capacidad total de 64 ton/día de azufre. |
| CPG Arenque: | 1 planta con capacidad total de 33 ton/día de azufre |
Cuando las plantas recuperadoras de azufre entran en mantenimiento o están fuera de operación, la corriente de ácido sulfhídrico se envía 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.
Ante la falta de presupuesto adecuado para el mantenimiento de las plantas que integran los complejos procesadores de gas, Pemex ha privilegiado mantener funcionando las plantas productoras y ha descuidado el mantenimiento de las plantas de recuperación de azufre y de los sistemas de control de emisiones. Lo mismo ha ocurrido en las seis refinerías que integran el Sistema Nacional de Refinación (SNR).
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 distinguible a partir de 3 ppm.
En la atmósfera, el dióxido de azufre se transforma gradualmente en 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 2013, la SEMARNAT actualizó la Norma Oficial Mexicana NOM-137-SEMARNAT-2013, Contaminación atmosférica-Plantas desulfuradoras de gas y condensados amargos – Control de emisiones de compuestos de azufre. La NOM 137 actualizada, de cumplimiento obligatorio para Pemex, fue publicada en el Diario Oficial de la Federación el 20 de febrero de 2014. En ella se establece que:
- Todas las corrientes de gas ácido en los procesos de desulfurización efectuados en los Complejos Procesadores de Gas deben ser tratadas con el fin de controlar y reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera.
- La eficiencia mínima de control de emisiones de bióxido de azufre a la atmósfera que deben cumplir las plantas recuperadoras de azufre en condiciones normales de operación, es de 90.8% para las plantas que procesan gas amargo con concentraciones hasta de 20% mol de H2S, en base seca, y con eficiencias mínimas de 98% de recuperación de azufre para sistemas con capacidad de más de 300 ton/día, que procesan gas con más de 20% de H2S.
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 el 29 de febrero de 2024.
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 uno de los complejos procesadores de gas que procesan gas amargo.
Con esta información, y con los volúmenes de gas procesado en cada complejo, se puede analizar el desempeño de las plantas de recuperación de azufre de cada uno de los cinco complejos procesadores de gas, como se muestra a continuación:
En dichas gráficas se puede apreciar claramente que ninguno de los cinco complejos procesadores de gas, con la posible excepción del CPG Cd. Pemex, está cumpliendo con lo establecido en la NOM-022-SSA1-2010.
A continuación, se analizan con más detalle el desempeño de los tres principales CPG: Cactus, Nuevo Pemex y Cd. Pemex. En la siguiente gráfica se muestran las toneladas de azufre por MMPCD de gas procesado que se recupera en cada complejo cuando las plantas de recuperación de azufre operan de manera adecuada.
Para nuestro análisis tomaremos los siguientes valores como referencia para un comportamiento adecuado de los tres complejos:
| CPG Cactus: | 200 ton de S/MMPCD de gas amargo procesado |
| CPG Cd Pemex: | 275 ton de S/MMPCD de gas amargo procesado |
| CPG Nuevo Pemex: | 275 ton de S/MMPCD de gas amargo procesado |
Aquí cabe aclarar que los CPG de Cd. Pemex y de Nuevo Pemex procesan el gas amargo que se produce costa afuera y se envía a los CPG a través de Atasta. El CPG de Cactus procesa el gas amargo de yacimientos terrestres y de los nuevos desarrollos de producción marina que se recibe a través de Dos Bocas.
Si asumimos los valores anteriores como los esperados de una operación normal, entonces podemos suponer que una recuperación menor se debe a que las plantas de recuperación de azufre no están trabajando adecuadamente y están dejando escapar el azufre a la atmósfera a través de los quemadores de campo en forma de dióxido de azufre, y podemos obtener así un estimado de los volúmenes que están siendo enviados a la atmósfera.
Los resultados obtenidos se muestran a continuación:
En las gráficas siguientes se muestra con más detalle las emisiones de los tres CPG en los últimos años y se comparan con los valores que estimamos en nuestro trabajo anterior para las emisiones de las seis refinerías del Sistema Nacional de Refinación.
Con base en este análisis, se puede estimar que durante el año de 2023 los tres principales complejos de procesamiento de gas emitieron a la atmósfera 800 ton/día de dióxido de azufre, distribuidos de la siguiente forma:
| CPG Cd Pemex: | 70 ton/día |
| CPG Nvo. Pemex: | 220 ton/día |
| CPG Cactus: | 510 ton/día |
Que se comparan con las 2,035 ton/día de SO2 que estimamos en nuestro trabajo anterior que se emitieron a la atmósfera para las seis refinerías, 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 |
Finalmente habría que agregar a este conjunto 365-395 ton/día de SO2 emitidos a la atmósfera por la quema de combustóleo en las centrales termoeléctricas de CFE de Tula y Petacalco.
Impacto económico
Aunque el daño a la salud de la población directamente afectada por las emisiones es el que debe prevalecer en la toma de decisiones, también es importante considerar que la falta de mantenimiento a las plantas de procesamiento de gas de los complejos procesadores de gas y de las seis refinerías del SNR tiene también importantes costos económicos tanto para el propio Pemex, como para las instalaciones que están siendo afectadas por la corrosión causada por los gases ácidos emitidos a la atmósfera.
La primera afectación económica es para el propio Pemex, ya que el azufre tiene al día de hoy un precio en el mercado de 125 dólares por tonelada[1].
Esto quiere decir que, por no darle el mantenimiento adecuado a las plantas recuperadoras de azufre, los complejos procesadores de gas están perdiendo 50 mil dólares por día, 18 millones de dólares por año, que es el valor del azufre no recuperado, mientras que las seis refinerías del SNR están perdiendo 127 mil dólares diarios, 46 millones de dólares al año, que bien podrían ser dedicados a brindar un mantenimiento adecuado a las plantas de recuperación de azufre, en lugar de dejar que se emita a la atmósfera.
El segundo daño, el causado por la corrosión que las emisiones de SO2 genera a las propias instalaciones petroleras, así como al resto de las instalaciones afectadas por los gases oxidantes y por la lluvia ácida, puede ser considerablemente mayor.
La mayoría de las compañías no comprenden el verdadero costo de la corrosión. Un reporte reciente de NACE Internacional (Medidas Internacionales de Prevención, Aplicación y Económicas del Estudio Tecnológico de la Corrosión) detalla realmente cuán extenso y caro es el problema de corrosión.
En pocas palabras, el costo total de la corrosión a nivel mundial es astronómico. De acuerdo con el reporte, se suma un estimado de 2.5 trillones de dólares, y ese número ni siquiera incluye seguridad individual o consecuencias ambientales.
Esos 2.5 trillones suman casi el 3.4% del producto interno bruto mundial (GDP). No es necesario decir que la corrosión es un problema masivo y costoso.[2]
De todas estas pérdidas por corrosión, se estima que el 50% son debidas exclusivamente a la acción agresiva de la atmósfera, dado que el 80% de las estructuras metálicas cumplen su servicio en contacto con la atmósfera. La corrosión atmosférica es, sin duda, de todos los tipos de corrosión la que mayor repercusión económica tiene.
La presencia de S02 disminuye la humedad relativa necesaria para que se produzca la corrosión del acero en la atmósfera a velocidades apreciables, a la vez que incrementa de manera significativa la velocidad del proceso de corrosión de las estructuras metálicas.
La influencia del dióxido de azufre y de la lluvia ácida sobre la velocidad de corrosión de los metales depende de dos factores fundamentalmente. En primer lugar, del metal, cuya naturaleza determinará su sensibilidad a la lluvia ácida y, en segundo lugar, del nivel de concentración general de éstos y de otros contaminantes en la zona afectada.
Ello es debido a la existencia de interacciones sinérgicas entre distintos contaminantes sobre la velocidad de corrosión, algunos relacionados directamente con la lluvia ácida, tal y como ocurre con los cloruros y SO2, que actúan de manera sinérgica sobre la velocidad de corrosión del acero.[3]
Este efecto es particularmente notable en instalaciones expuestas a condiciones marinas, donde el aire atmosférico se encuentra cargado de humedad y de salitre, como es el caso de los complejos procesadores de gas de Cactus, Cd. Pemex y Nuevo Pemex, así como del resto de las instalaciones petroleras e industriales ubicadas en la zona de influencia (Minatitlán, Pajaritos, Cangrejera, Morelos y Atasta).
Conclusiones
- Todos los complejos procesadores de gas amargo 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 los cinco complejos están siendo mal operadas o se encuentran fuera de operación.
- Ninguna de los cinco CPG está cumpliendo con la NOM-137-SEMARNAT-2013.
- 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 uno de sus CPG.
- La ASEA no está cumpliendo con su obligación de evaluar el cumplimiento de Pemex con las disposiciones establecidas en la NOM-137-SEMARNAT-2013.
- Los costos directos e indirectos para el propio Pemex, por el costo del azufre no recuperado (65 millones de dólares por año) y por las pérdidas por corrosión en sus propias instalaciones generadas por la exposición a las emisiones de SO2 son muy considerables.
- Los costos para el resto de la sociedad son considerablemente mayores.
Notas:
[1] Sulfur Price. https://es.sulfur-price.com/today/mexico
[2] T. White. “El costo real de la corrosión”. https://www.zerust.com/es-mx/blog/2023/09/21/el-costo-real-de-la-corrosion/
[3] L. Espada y A. Sánchez. ”Influencia de la lluvia ácida en la corrosión de los metales”. Departamento de Ingeniería Química Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Universidad de Vigo.
Las opiniones vertidas en la sección «Plumas al Debate» son responsabilidad exclusiva de quienes las emiten y no representan necesariamente la posición de Energía a Debate, su línea editorial ni la del Consejo Editorial, así como tampoco de Perceptia21 Energía. Energía a Debate es un espacio informativo y de opinión plural sobre los temas relativos al sector energético, abarcando sus distintos subsectores, políticas públicas, regulación, transparencia y rendición de cuentas, con la finalidad de contribuir a la construcción de una ciudadanía informada en asuntos energéticos.
