DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIN DE PULPA Y PAPEL

FUNDAMENTOS PARA EL DISEO DE PROCESOS INDUSTRIALES SOSTENIBLES Qu es un proceso industrial? Desarrollo Sostenible y Sostenibilidad.Fundamentos para el diseo de un proceso sostenible (proceso industrial sostenible). Anlisis de Casos.Quines hacen posible que la operacin de una planta industrial sea sostenible?TallerConclusiones: Hacia Procesos Sostenibles.CONTENIDO1. DESARROLLO SOSTENIBLE Y SOSTENIBILIDAD

2. QU ES UN PROCESO INDUSTRIAL?

Chuquicamata, ChileConjunto de etapas requeridas para que las materias primas e insumos se transformen en productos, subproductos y residuos.Las etapas de un proceso industrial son actividades unitarias, donde se dan cambios fsicos, trasformaciones qumicas o ambos, de acuerdo a determinadas condiciones de operacin: presin, temperatura y otras.Existe un rendimiento, una conversin y una selectividad, dependiendo de la actividad unitaria.Cada actividad unitaria requiere un equipo principal y equipos complementarios.El proceso industrial es conceptual y se operativiza en una instalacin industrial (planta).QU ES UN PROCESO INDUSTRIAL? DESARROLLO SOSTENIBLECOMPONENTE SOCIO-CULTURALCOMPONENTE ECONMICOCOMPONENTE AMBIENTALFuente: Mariana Loayza. 2007Bienestar socio cultural - econmico (y equidad)Materias primas para la produccin industrial y sumidero de residuos y desechos industrialesCalidad devida y derechoshumanos

3. FUNDAMENTOS PARA EL DISEO DE UN PROCESO SOSTENIBLE (PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE)ANTECEDENTESAOACONTECIMIENTO1980Se introduce el concepto de Desarrollo Integral (Mario Bunge)1987Se publica el Informe Nuestro Futuro Comn (Comisin Bruntland)1990Se publica el Acta Pollution Prevention PP (Estados Unidos)1991Se establece la base conceptual de la Green Chemistry (Qumica Verde)1992Se realiza la Cumbre de Ro de Janeiro (Agenda 21 y Centros de Produccin ms Limpia)1993Anastas y Warner dan a conocer los 12 Principios de la Green Chemistry. 1997Benyus plantea la necesidad de considerar el Biomimetismo2001Se realiza el CHEMRAWN XIV - World Congress on Green Chemistry (IUPAC)2002Mc Donough y Braungard introducen el diseo de la cuna a la cunaPROCESOS INDUSTRIALESSOSTENIBLESPRINCIPIOS DE LA INGENIERAQUMICAINGENIERAVERDEQUMICAVERDEDISEO INTEGRADO DE LA CUNA A LA CUNABIOMIMETISMOECOLOGAINDUSTRIALFUNDAMENTOS?Seleccin de etapas para transformar las materias primas e insumos en productos y subproductos, mediante el consumo racional de energa.Seleccin de equipos para favorecer la transferencia de masa y energa.Diseo de equipos para efectuar reacciones qumicas con elevados rendimientos.Minimizacin de costos asociados a la produccin, sin descuidar los costos ambientales (control de contaminantes, tratamiento de residuos y manejo de desechos). PRINCIPIOS DE LA INGENIERA PARA EL DISEO DE PROCESOS Y PLANTAS INDUSTRIALESLA QUMICA VERDE Y LA SNTESIS IDEALUtiliza materiales fcilmente disponiblesReaccin simpleOperacinsegura Rendimiento del 100%Minimiza lacantidad desolventesUn slo pasoCeroresiduos Ambiental-mente saludableSNTESIS IDEALPRINCIPIOS DE LA QUMICA VERDENPRINCIPIO1Prevenir la generacin de residuos2Economa de los tomos3Sntesis qumicas menos peligrosas (txicas)4Diseo de productos qumicos seguros5Empleo de disolventes seguros6Disminucin del consumo de energa7Empleo de materias primas provenientes de recursos renovables8Reduccin de productos derivados9Uso de procesos catalticos homogneos, heterogneos y microheterogneos10Diseo para la degradacin 11Anlisis de contaminantes en tiempo real12Minimizacin de riesgos de accidentes qumicosCASO: SNTESIS DE IBUPROFENO

IBUPROFENOSntesis cataltica a partir del isobutilbenceno (Sntesis Verde). El nuevo proceso genera 23% de productos secundarios y residuos, mientras que el proceso convencional utilizaba la proteccin de grupos funcionales y generaba 60% de productos secundarios y residuos (BASF).

El proceso convencional constaba de seis pasos y slo el 40% de los tomos permanecan en el producto, el nuevo proceso consta de tres pasos (con reacciones catalticas selectivas) y el 77% de los tomos reactivos permanecen en el ibuprofeno.

Aqu se pueden identificar tres principios de la Qumica Verde (Green Chemistry, enunciados por Paul Anastas y John Warner en el ao 1998): - Economa de los tomos. - Empleo de agentes catalticos selectivos. - Reduccin de productos derivados.SNTESIS DE IBUPROFENOLOS NUEVE PRINCIPIOS DE LA INGENIERA VERDENPRINCIPIO 1Emplear sistemas de anlisis y herramientas de evaluacin de impacto ambiental, integradas a la ingeniera de proceso y producto 2Conservar y mejorar los ecosistemas naturales a la vez que se protege la salud humana y el bienestar de la poblacin. 3Aplicar el concepto del ciclo de vida. 4Asegurar, en la medida de lo posible , que la materia prima (y la energa), que entra al sistema sea segura y no txica. 5Minimizar el uso de los recursos naturales no renovables. 6Prevenir la generacin de residuos. 7Desarrollar y aplicar soluciones de ingeniera, teniendo en cuenta la situacin geogrfica, los aspectos sociales y culturales de las comunidades situadas en el entorno. 8Buscar soluciones de ingeniera innovadoras, con la finalidad de alcanzar la sostenibilidad. 9Involucrar a la comunidad en el desarrollo de soluciones a problemas ambientales.Fuente: Conferencia de SandestinEl biomimetismo se inspira en la naturaleza para poder tomar ideas y resolver problemas.

En la hoja de una planta, minsculos reactores realizan la funcin fotosinttica y la falla de uno o varios de estos reactores, no induce en ningn caso a la falla global del proceso. Por ello, se est buscando la intensificacin de los procesos utilizando microrreactores.BIOMIMETISMO(Janine Benyus, 1997)

Reconcepcin de los sistemas y de sus problemas.La reconcepcin es ms beneficiosa que la reingeniera y esta a su vez de la simple optimizacin

DISEO INTEGRADO DE LA CUNA A LA CUNA(Mc Donough y Braungard, 2002)BENEFICIOSINVERSINReconcepcin del problemaReingeniera del sistemaOptimizacin del sistema actualECOLOGA INDUSTRIALEn la naturaleza los residuos no existen como tales, ya que los desechos de unos individuos son los alimentos (y fuente de energa) de otros (cadenas trficas).

Los procesos industriales deben encadenarse productivamente.

Se deben utilizar energas renovables, siempre que sea posible.ENCADENAMIENTO PRODUCTIVOPARQUES INDUSTRIALES ECOEFICIENTES(PIE)Un parque industrial ecoeficiente est constituido por un grupo de plantas industriales localizadas en una misma rea geogrfica.Estas (empresas) buscan mejorar sus desempeo econmico y ambiental.El trabajo coordinado les permite obtener un beneficio colectivo mayor, que trabajando individualmente.Existen dos tipos: PIE que agrupa a empresas que realizan diferentes actividades productivas y PIE en que las empresas realizan la misma actividad.PARQUES INDUSTRIALES ECOEFICIENTESVer: ECOMUNDO N 11, Agosto, 20074. PROCESOS INDUSTRIALESSOSTENIBLESCASOSPROCESO INDUSTRIAL A PARTIR DE RECURSOS NO RENOVABLESPRODUCCIN DE CIDO SULFRICO CONCENTRADOPROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE PARA PRODUCIR ACIDO SULFRICO REDUCCIN DE TAMAORECUPERACIN DE CALOR CLASIFICACINDEPURACIN DE LOS GASESOXIDACIN CATALTICAABSORCIN GENERACIN DE VAPORACIDO SULFRICO(98,5 %)PIRITASElaboracin: Loayza Jorge, 2008FLOTACINTOSTACINCALCINAGASES DE TOSTACINR2 SO2,SO3HACIA LA OBTENCIN DE HIERRO FUNDIDOA ALMACENAMIENTO PARA LUEGO OBTENER OTROS METALESVAPOR DE SERVICIO PARA SER USADO EN DIVERSAS REAS DE LA PLANTAVAPORAGUAYACIMIENTOEXTRACCINABSORCIN H2SO4(c)H2SO4(c)R1COLASAIRESECOAIRESECOR3POLVOPROCESO INDUSTRIAL A PARTIR DE RECURSOS RENOVABLESPRODUCCIN DE PULPA Y PAPELA PARTIR DE RECURSOS FORESTALESBOSQUENATURALTALADESCORTEZADOASTILLADOCOCCIONLAVADOBLANQUEOPULPABLANQUEADACOMPUESTOSAZUFREEMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS DE AZUFREAGUAS RESIDUALES AGUACOMPUESTOS DE CLOROEMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS DE CLOROSECADOEspeciesmaderablesR1ENERGAENERGADIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIN DE PULPABLANQUEADAPRODUCCIN SUCIAPROCESO NO SOSTENIBLE (O INSOSTENIBLE)R2R3R4R5R6R7PROCESO SOSTENIBLE PARA LA OBTENCIN DE PULPABLANQUEADABOSQUEPLANTADOTALADESCORTEZADOASTILLADOCOCCIONLAVADOBLANQUEOPULPABLANQUEADACOMPUESTOSAZUFREEMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS DE AZUFREAGUAS RESIDUALES AGUATOTALMENTE LIBRE DE CLORO(TLC)EMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS DE CLOROSECADOEspeciesmaderablesR1ENERGAENERGAPRODUCCIN LIMPIAPROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLER2R3R4R5R6R7a Ra Ra Ra Ra R

Planta Botnia, Fray Bentos. UruguayELABORACIN DE PAPELPULPA BLANQUEADAMEZCLADOREFINACIN REGULACIN DE CONSISTENCIALAMINACINSECADOPAPELAGUAAGUASBLANCASAGUAADITIVOSACABADOENERGAenergaAGENTE5. QUINES HACEN POSIBLE QUE LA OPERACIN DE UNA PLANTA INDUSTRIAL SEA SOSTENIBLE?MATERIAS PRIMAS E INSUMOSMAQUINARIAS Y EQUIPOSINSTRUMENTOSDE MEDICIN Y CONTROLSISTEMAS DE DEPURACIN DE GASES, AGUAS Y SUELOSSERVICIOS DE DISEO Y SIMULACIN DE PROCESOSSERVICIOS DE TRATAMIENTODE RESIDUOSSERVICIOS DE SISTEMAS DE GESTINSERVICIOS DE SEGURIDAD YPREVENCIN DE ACCIDENTESPLANTAINDUSTRIAL(PROCESO INDUSTRIALSOSTENIBLE)PROVEEDORES Taller