1 El ahorro de emisiones de CO2 al utilizar las 3R’s.DR. JOSE ANTONIO GUEVARA GARCIA LAB. DE INVEST. EN BIOINORGANICA Y BIOTECNOLOGIA FAC. DE CIENCIAS BÁSICAS, INGENIERÍA Y TECNOLOGIA. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE TLAXCALA, CAMPUS APIZACO.

2 LA HUELLA ECOLÓGICA DE LA HUMANIDADDe una forma práctica, la huella ecológica nos dice como las emisiones de carbono se comparan y se combinan con otros elementos de la demanda humana, tales como nuestra presión sobre las fuentes de comida, la cantidad de recursos vivientes que se requieren para producir los bienes que consumimos, y la cantidad de tierra que retiramos de producción cuando construimos ciudades y carreteras. La huella de carbono abarca el 54% del total de la huella ecológica de la humanidad y es su componente de más rápido crecimiento. La huella de carbono de la humanidad ha crecido 11 veces desde Reducir la huella de carbono de la humanidad es el paso más esencial para detener la sobreexplotación y vivir dentro de Las posibilidades naturales de nuestro planeta. La huella de carbono es la componente de la huella ecológica que traslada la cantidad de CO2 en términos de la cantidad de tierra productiva y mar que se requieren para secuestrar esas emisiones de CO2. Es decir, mide la presión que sobre el planeta resulta de la quema de combustibles fósiles. WWF. Informe Planeta Vivo Biodiversidad, biocapacidad y propuestas de futuro. Base electrónica de datos. Disponible en:

3 El mal uso de los recursos naturales a nivel mundial se refleja claramente en el aumento de la huella ecológica de los países, situación a la que México no ha sido ajeno. Mientras que en 1961 la huella ecológica estimada para nuestro país era de 1.7 hectáreas globales por persona, para 2008 había crecido hasta alcanzar un valor de 3.3; en el mismo periodo, su biocapacidad descendió de 3.4 a hectáreas globales por persona (Figura a). Esto significa que, en 47 años, cada mexicano pasó de tener un crédito ecológico de 1.6 hectáreas globales a un déficit de 1.9 hectáreas globales (es decir, 0.5 hectáreas globales más de las que nos correspondía a cada habitante en 2008). De los componentes de la huella ecológica nacional, la superficie que ha tenido el mayor incremento es la requerida para absorber el CO2 producto de la quema de los combustibles fósiles: mientras que en 1961 era de 0.07 hectáreas globales por persona, en 2008 se incrementó a 1.7 hectáreas globales por persona, lo que representa el 51.5% de la huella ecológica de un mexicano promedio (3.3 hectáreas globales por persona; Figura b). A la fecha no se ha calculado la huella ecológica de todas las ciudades mexicanas, pero es de esperar que también sea grande. Algunas de las que cuentan con una evaluación de este tipo son Xalapa, en Veracruz, cuya huella ecológica por habitante se calculó en 2.9 hectáreas globales; en Jalisco, la huella ecológica promedio de las zonas urbanas de Cabo Corrientes, Tomatlán y Puerto Vallarta se calculó en 2.75, con un déficit ecológico de 0.80 hectáreas globales por persona. Para el caso de las zonas rurales de este estado, la huella ecológica por persona se calculó en 2.38 hectáreas globales, con un déficit de El mismo estudio detectó diferencias entre la huella ecológica de los visitantes de Puerto Vallarta: para los turistas nacionales, la huella ecológica fue de 4.36 (con un déficit ecológico de 3.56) y para los extranjeros de (con un déficit de 9.49 hectáreas globales por persona). Huella ecológica de un mexicano promedio: 3.3 hectáreas globales (1.7 de carbono) Jalisco: 2.75 hag/persona; Puerto Vallarta: 4.36 nacionales, extranjeros. Chávez-Dagostino, R.S., J.L. Cifuentes-Lemus, E., Andrade-Romo, R. Espinoza-Sánchez, B.M. Massam y J. Everitt. Huellas ecológicas y sustentabilidad en la costa norte de Jalisco, México. Teoría y Praxis 5: Disponible en:

4 “…Compulsive consumption and the type of industrial production that predominates on today's society are the root of the problem of waste. The lack of adequate laws and standards, and corruption practices make this problem especially stubborn. Mexican society is immersed in the global phenomenon of excessive consumption and an anthropocentric belief system. The lack of investment and incentives from the Federal Government prevent the integration of appropriate actions and discourage the creation of companies dedicated to waste management; these companies also have to deal with factors such as labor unions, taxes and unfair competition. In the social sector, there have been several unsuccessful attempts to induce the separation of waste at homes. Guevara-García, J.A., Montiel-Corona, V. (2014). Pushing Mexico to a Recycle Culture. En el Libro Mexico in Focus: Political, Environmental and Social Issues. José Galindo (Ed.). Nova Science Publishers, Inc. Hauppauge, NY, USA. EN PRENSA.

5 “American way of Life” VS CICLOS NATURALES

6 “… One of the best options for residues management is recycling“… One of the best options for residues management is recycling. Recycling is a process of recovery of raw materials that is economically more attractive than mining and exploitation of natural resources, recycling is labor-intensive, providing a high employment rate, is environmentally friendlier than the containment of waste underground, and it reduces emissions of greenhouse gases 25 times more than incineration. The cost of reducing CO2 emissions through recycling is 30% less than doing so through increased energy efficiency, and 90% less than by using wind power WIEGO (2013). Waste Pickers: The Right to Be Recognized as Workers. Retrieved from

7 Tendencia histórica de la generación de RSU en Mexico: su manejo, su destino final y el PIB como medida del crecimiento económico. ■ Total RSU generados; ● Recolectados; ▲ Reciclados; ▼ Confinados; ♦ Rellenos sanitarios controlados; ◄ Rellenos sanitarios no-controlados. Guevara-García, J.A., Montiel-Corona, V. (2014). Pushing Mexico to a Recycle Culture. En el Libro Mexico in Focus: Political, Environmental and Social Issues. José Galindo (Ed.). Nova Science Publishers, Inc. Hauppauge, NY, USA. EN PRENSA. (con datos de SEDESOL. Mexico, 2012).

8 Evolución de las estrategias de manofactura. Fuente: W. Faulkner, FEvolución de las estrategias de manofactura. Fuente: W. Faulkner, F. Badurdeen / Journal of Cleaner Production xxx (2014) 1-11 La manofactura sostenible involucra la creación de productos manofacturados que utilizan procesos que minimizan los impactos ambientales negativos, conservan la energía y los recursos naturales, son seguros para los empleados, comunidades, y consumidores y son económicamente viables (U.S. Department of Commerce, 2010) Para promover la manofactura sostenible hay que aplicar el principio de las 6R's: reducir, reusar, reciclar, recuperar, rediseñar, y remanofacturar.

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11 Huella de carbono de elementos seleccionados en RAEEHuella de carbono de elementos seleccionados en RAEE. Fuente: UNEP, t CO2/ t primary metal

12 Impactos ambientales en el ciclo de vida de la mineríaDurucan, S., Korre, A., Muñoz-Melendez, G. Mining life cycle modelling: a cradle-to-gate approach to environmental management in the minerals industry. J Cleaner Prod. 14 (2006)

13 MATRIZ CRÍTICA DE MEDIO ALCANCE ( ) DE LOS METALES Y TIERRAS RARAS ESTRATÉGICAS PARA LOS E.U.A. (U.S. Department of Energy, 2011) K. Binnemans et al. Journal of Cleaner Production 51 (2013) 1-22

14 LA BASURA ELECTRÓNICA. Situación en MéxicoLos mexicanos desechan 300 mil ton/año de equipos electrónicos, y esta cantidad crece a un ritmo de 6% anual. Sólo se recicla uno de cada diez kilos. Las zonas urbanas en las que se concentra la generación de tecnobasura son las del Valle de México (94 mil toneladas cada año), la frontera Tijuana-Ciudad Juárez (con 36 mil toneladas), Nuevo León (20 mil toneladas) y Tamaulipas (con 15 mil toneladas). Estadísticas de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (Profepa) indican que en 2010 se registraron 73 movimientos transfronterizos por la cantidad de mil 408 toneladas de tubos de rayos catódicos (CRT), monitores y televisores que tuvieron como destino nuestro país. 02/03/11. Cada año, México desecha 300 mil toneladas de basura tecnológica. Sólo se recicla una de cada diez.

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16 Toneladas de CO2 evitadasMontos de REE recolectados, municipios y habitantes participantes en las campañas, y toneladas de CO2 que se evitaron enviar a la atmósfera por reciclado de metales. Campaña Kilogramos Recolectados Municipios Participantes Habitantes Toneladas de CO2 evitadas 2010 51,325 1 1,495,189 235.0 2011 100,200 23 3,586,844 459.0 2012 104,440 30 3,832,000 478.4 2013 110,637 46 4,695,346 503.9 El cálculo de la reducción de las emisiones de CO2 se realizó cuantificando los metales del grupo del platino que se recuperan de los REE y determinando la diferencia entre las emisiones de CO2 producidas por extracción y refinación de minerales y las producidas por reciclado de los mismos [7]. Las operaciones de reciclado de los metales incrementan las reservas disponibles para la industria, y contribuyen a reducir considerablemente las emisiones de gases de efecto invernadero. La minería de los metales preciosos y especiales produce grandes cantidades de CO2 debido a su baja concentración en los minerales y a su difícil explotación. En cambio, hacer "minería" con los residuos electrónicos sólo genera una fracción de este CO2. Gerardo Bernache Pérez, José Antonio Guevara García, María Olivia, Peña Ortiz y Sofía Chávez Arce. El manejo de los residuos electrónicos en Jalisco Memorias del 6to Encuentro Nacional de Expertos en Residuos Sólidos. Convirtiendo los Residuos Sólidos en Energía: hacia la Sustentabilidad. Septiembre de Pp ISBN

17 PC para disposición final 5,154 Ton/añoRelleno sanitario 3,154.3 Ton/año Tiradero a cielo abierto 1,484.3 Ton/año Reciclado 515.4 Ton/año A. Gavilán García, G. Román-Moguel, L. Meraz-Cabrera, J. Acevedo. Policy options for the management of end of life computers in Mexico. Clean Techn Environ Policy (2012) 14:657–667 El uso de computadoras en México se incrementó de 3,500,000 unidades a 21,096,000 unidades de 1998 a Hay un potencial para reciclar 7,087 ton, 5,154 ton se depositarían en rellenos sanitarios y 38,332 ton se podrían reusar. Hoy en día, el reciclado de e-waste en México es del 5 al 10% de la generación total. Hay un potencial de reciclado de 40% considerando su implementación en áreas urbanas las cuales tienen el 76.9% de la población (INEGI, 2010) y que el 50% de los desperdicios generados se almacena en las casas (INE, 2006).

18 COMPOSICIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS IMPRESOS(% en peso) oro 0.039 plata 0.156 paladio 0.009 cobre 18.448 Otros metales 9.35 No-metales 72 Youssef. Chehade, Ameer. Siddique, Hisham. Alayan, Naveena. Sadasivam, Saeed. Nusri, and Taleb. Ibrahim. Recovery of Gold, Silver, Palladium, and Copper from Waste Printed Circuit Boards. International Conference on Chemical, Civil and Environment engineering (ICCEE'2012) March 24-25, 2012 Dubai

19 Elementos inorgánicos en Residuos eléctricos y electrónicos (extracto)T. G. Townsend. Environmental Issues and Management Strategies for Waste Electronic and Electrical Equipment. J. Air & Waste Manage. Assoc. 61:587–610

20 TUBOS DE RAYOS CATÓDICOS(TRC o CRT)

21 CAMBIOS EN MASA Y CONTENIDO DE ORO EN TELÉFONOS CELULARES ENTRE 1992 Y 2006Roland Geyer & Vered Doctori Blass. Int J Adv Manuf Technol (2010) 47:515–525

22 VALOR DE METALES RECUPERABLES EN TELÉFONOS CELULARES, BASADO EN DATOS DE COMPOSICIÓN DE DIFERENTES FABRICANTES Roland Geyer & Vered Doctori Blass. Int J Adv Manuf Technol (2010) 47:515–525

23 Energía residual en pilas usadasJ.A. Guevara-García, V. Montiel-Corona. USED battery collection in Central Mexico: Metal content, legislative/management situation and statistical analysis. Journal of Environmental Management. 95 (2012) S154-S157.

24 Energía residual en pilas usadasSe tomó una muestra de 3625 pilas AA para medir su voltaje. El 36 % de las pilas tuvieron un voltaje residual en el intervalo de V, mientras que 70 % de las pilas tuvo voltajes mayores de 1.0 V Guevara García, J.A, Morales Chamorro, B., González Contreras, B.M., Munive Rojas, M.A. Chemistry Sciences, 3(4), (2013).

25 Energía residual en pilas usadas320 pilas usadas de tipo “D” obtenidas por donación del Zoológico “Africam Safari” en Valsequillo, Puebla, se clasificaron por marca. Un porcentaje de 35.6% de las pilas usadas tipo “D” analizadas tuvo un voltaje entre 1.4 y 1.5 V, y 96.25% de las pilas mostraron voltajes mayores a 1.2 V

26 Producción de gas hidrógeno por electrólisis de agua: El caso de las pilas “AA” Morales Chamorro, B. Tesis de Licenciatura en Química Industrial. Universidad Autónoma de Tlaxcala (2014).

27 Producción de gas hidrógeno por electrólisis de agua: El caso de las pilas “AA” Currenta Powera Energya H2 yieldb R circuit Battery [mAh] [Wh] [J] % [ohm] 1 454 1.46 126.39 0.87 12.05 2 101 0.98 84.34 3.29 9.99 3 161 2.0 172.45 1.1 14.53 5 846 4.72 407.71 0.48 23.64 new 285 75.19 1.47 12.71 José Antonio Guevara-García, Fernando Salas Rodríguez, Brian Manuel González-Contreras. Quantification of residual energy on spent cells in Mexico and its use for hydrogen production. Advances in Chemical Engineering and Science. ACEPTADO.

28 LITIO PILAS DE LITIO: demanda y recursos“… demand will overshoot the available global Lithium resources before Even if 100% of all Lithium-ion batteries were recycled today, recycling could not prevent this resource depletion in time. As the increasing Lithium scarcity will increase the price…”. Thomas Cherico Wanger. The Lithium future—resources, recycling, and the environment.Conservation Letters 00 (2011) 1–5

29 Efecto del reciclado del Li sobre la demanda globalEfecto del reciclado del Li sobre la demanda global. Se muestran 3 escenarios T.C. Wanger (2011). The Lithium future - resources, recycling, and the environment. Conservation Letters 00 (2011) 1–5

30 Sistema de Cuentas Económicas y Ecológicas (SCEE) de México 1997-2002El impacto ambiental, en particular el ocasionado por las actividades económicas involucradas en la producción, distribución y consumo de materiales, representó en promedio el 10.5% del Producto Interno Bruto. Los gastos realizados en el 2002 para prevenir o disminuir el daño ambiental, únicamente alcanzaron 33,099 millones de pesos, lo cual representa sólo el 5.3% de los costos del deterioro, lo que muestra un gran déficit.

31 Reducción de Costos de la Inacción en el Manejo Ambientalmente Adecuado de Sustancias QuímicasPara reducir tales costos y lograr de manera efectiva los objetivos de la planeación nacional del desarrollo, se aconseja mejorar el manejo de las sustancias químicas a lo largo de su ciclo de vida, incluyendo cuando se convierten en residuos, haciendo explícitos y transparentes los costos económicos, sociales y ambientales de la acción e inacción sobre el desarrollo sustentable. Cristina Cortinas e Izarelly Rosillo Red Queretana de Manejo de Residuos A.C.

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34 El derrame alcanzó a los siguientes cuerpos de agua: DERRAME DE SULFATO DE COBRE EN EL RÍO BACANUCHI, (AFLUENTE DEL RÍO SONORA) 06 de agosto, se derramaron 40,000 m3 de sulfato de cobre (CuSO4) acidulado, en el Arroyo Tinajas, Municipio Cananea, Sonora, provenientes de las instalaciones de la Empresa Buenavista del Cobre, subsidiaria de Grupo México (GM). El derrame alcanzó a los siguientes cuerpos de agua: Arroyo Tinajas (17.6 km) Río Bacanuchi (64 km) Río Sonora (190 km) Presa El Molinito (15.4 millones de m3) cerrada precautoriamente sin que a la fecha se hayan presentado evidencias de contaminación. Los contaminantes encontrados, entre otros, son los siguientes: cobre, arsénico, aluminio, cadmio, cromo, fierro, manganeso y plomo, cuyos niveles han estado fuera de las normas ecológicas, de salud y del estado de la calidad del río previo al derrame Presentacion-Conferencia-Derramesemarnat-Profepa pdf

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38 Demanda global de Li para baterías de ion-Li y los recursos globales disponibles.

39 REWAS Retos y Estrategias para la Gestión de los Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos en América Latina y el Caribe.

40 CICLO DE VIDA DE PC’s EN RELACIÓN A LA ESTRUCTURA SOCIAL Y EL ACCESO A INTERNET EN MÉXICOJesús.A. Estrada-Ayub, R. Kahhat. Resources, Conservation and Recycling 86 (2014) 93–106

41 Por microondas Por ultrasonido LA BASURA ELECTRÓNICAOpciones de reciclado Por microondas G.G. Wicks, D.E. Clark, R.L. Schultz, D.C. Folz. Microwave technology for waste management applications including disposition of electronic circuitry.Ceramic Transaction; Microwaves: Theory and applications in materials processing. III Por ultrasonido Nusruth Mohabuth, Philip Hall, Nicholas Miles. Investigating the use of vertical vibration to recover metal from electrical and electronic waste. Minerals Engineering 20 (2007) 926–932.

42 960 ton de pilas 0.0287 Kg/pila 33449477.35 pilas estimación A la bajaNUEVAS CONSIDERACIONES ECONÓMICAS PARA EL RECICLADO DE PILAS PLANTA DE RECICLADO DE PILAS 80 Ton MENSUALES Pilas primarias 960 ton de pilas Kg/pila pilas estimación A la baja A la alta kWh = mol electron produccion H2 = L utilidad 445.08 USD$ EMD = 103.22 199.07 ton Zn = 103.68 169.34

43 NUEVAS CONSIDERACIONES ECONÓMICAS PARA EL RECICLADO DE PILASTecnología de las pilas en el mercado mercado europeo Crecimiento de la densidad energética de las pilas en el tiempo

44 Cada año se consumen 75 toneladas de baterías de telefonía inalámbrica; 18 por ciento de su contenido es cadmio (13.5 toneladas) y 20 por ciento níquel (15 toneladas) lo que nos da una cantidad aproximada de 28.5 toneladas anuales de residuos peligrosos sólo para telefonía inalámbrica [INE, Greenpeace]. Estimación de la generación de tóxicos por pilas y baterías de 1960 al 2003 Total nacional: 189,382 toneladas de tóxicos distribuidos de la siguiente manera: 145,918 toneladas de dióxido de manganeso (MnO2); 1,232 toneladas de mercurio (Hg), 22,063 toneladas de níquel (Ni); 77 toneladas de litio (Li); 20,169 toneladas de cadmio (Cd). CADMIO Y NÍQUEL Cd Ni precio internacional 1.50 7.30 US$/lb producción a la baja 2.70 3.00 ton a la alta 5.40 6.00 utilidad US$/año Estimación de producción y utilidades

45 PILAS DE LITIO: tecnología y precios internacionalesXu J., Thomas H.R., Francis R.W., Lum K.R., Wang J., Liang B. A Review of processes and technologies for the recycling of lithium-ion secondary batteries. J. Power Sources 177 (2008),

46 Nuevo concepto: COMBUSTIBLES CARBÓN-NEGATIVOAsociación de mecanismos de captura de carbono con la producción de biocombustibles Tipos de combustibles según el balance de CO2: Combustibles carbón-positivo: provenientes de depósitos fósiles, al quemarse liberan CO2 a la atmósfera. Combustibles carbón-neutro: absorben CO2 durante su crecimiento vegetal, y liberan la misma cantidad a la atmósfera cuando se queman (el balance depende también del carbón utilizado en su producción y transporte). Combustibles carbón-negativo: absorben CO2 durante su crecimiento vegetal y liberan menos cantidad a la atmósfera cuando se queman, ya sea regresando a la tierra como carbón o a través de otro mecanismo de captura y almacenamiento de carbono. Fuente: Mathews J. A. 2008

47 “Deuda de carbono” originada por el tipo de biocombustible y por tipo de tierra en que se produceFuente: Fargione J. et al