Implementación de un sistema de concentración solar para el tratamiento termoquímico de los residuos de envases de plaguicidas

Abstract

The increase in demand for avocado (Persea americana ‘Hass’) is of great economic importance, since it brings a large amount of foreign exchange to Mexico. Agrochemicals used in the agricultural sector have had an important relevance, since the increase in food production from this sector has been due to the use of pesticides, herbicides, fertilizers, among others, since they help to increase crop yields and meet the demand for food for the world population [1]. However, it has a great ecological, social and public health impact, since previous studies have shown that most pesticide containers are not properly managed [2]. In addition, its treatment implies high costs to the generators of these wastes. In Mexico, the legislation for the treatment of these wastes, whose generation is increasing, considers any thermochemical treatment in order to avoid incineration as much as possible. Currently, these wastes are co-processed (incinerated) in cement kilns that operate with coal, which is costly environmentally (not sustainable) and economically (not sustainable) [2], and they are also the only option, since these kilns reach temperatures of 1,500 to 1,600 ºC. In spite of this, the Mexican standard NOM-098-SEMARNAT-2022 does not contemplate these furnaces to treat these wastes [3], so it is essential to change incineration for other types of thermochemical treatment and substitution by alternative fuels. The general objective of this research is the implementation of concentrating solar energy that achieves a minimum temperature of 260 °C in the receiver to guarantee the melting of the containers and the waste contained inside them.

El incremento de la demanda del aguacate (Persea americana 'Hass'), tiene una gran importancia económica, debido a que aporta un alto ingreso de divisas a México. Los agroquímicos utilizados en el sector agrícola han tenido una relevancia importante, ya que el aumento en la producción de alimentos provenientes de este sector ha sido gracias al uso de plaguicidas, herbicidas, fertilizantes, entre otros, puesto que estos ayudan al incremento del rendimiento de los cultivos y la satisfacción de la demanda de alimentos para la población mundial [1]. Sin embargo, tiene un gran impacto ecológico, social y a la salud pública, pues estudios previos han demostrado que la mayor parte de los envases de plaguicidas no se gestionan adecuadamente [2]. Además, su tratamiento implica altos costos a los generadores de estos residuos. En México, la legislación para el tratamiento de estos residuos y cuya generación va en aumento, considera cualquier tratamiento termoquímico para así evitar al máximo posible la incineración. En la actualidad, estos residuos se coprocesan (incineran) en hornos cementeros que operan con carbón, lo cual es costoso ambientalmente (no sustentable) y económicamente (no sostenible) [2], además, son la única opción, debido a que estos hornos alcanzan temperaturas de 1,500 a 1,600ºC. A pesar de esto, la norma mexicana NOM-098-SEMARNAT-2022 no contempla estos hornos para tratar estos residuos [3], por lo que es imprescindible cambiar la incineración por otros tipos de tratamiento termoquímico y la sustitución por combustibles alternativos. El objetivo general de esta investigación es la implementación de energía solar de concentración que logre una temperatura mínima 260 °C en el receptor para garantizar la fundición de los envases y el residuo contenido dentro de los mismos.