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BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
Ing. Roxana de Castillo.Maestra en Gestión Ambiental.
Especialista en Producción más Limpia y Materiales Peligrosos
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LEY DE CONSERVACION DE MASAS
• Debemos partir de la ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier:
• “ LA MATERIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SOLO SE TRANSFORMA”
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MARP`S: MATERIALES RESIDUALES DE LA PRODUCCION
Gesta/ Gtz, 2003
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Operaciones en el Proceso de Producción
Operaciones Físicas
Operaciones Químicas
Operaciones Bioquímicas
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Procesos Continuos o por lotes
• Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas entran constantemente por un extremo del sistema, mientras el otro extremo se obtiene de forma continúa un producto terminado.
• Discontinuos o por lotes es cuando para obtener un producto se realizan diferentes operaciones Los procesos discontínuos (también conocidos como batch o lotes)
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OPERACIÓN UNITARIA
Una operación unitaria puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso.
Por ejemplo, la producción de pulpa o el descortezado en una fábrica de papel, o la destilación en un proceso de elaboración de productos químicos
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OPERACIONES UNITARIAS
OPERACIÓN UNITARIA
PRODUCTO (DESEADO)
SUBPRODUCTO(UTILIZABLE)
MATERIASPRIMAS
DESECHO
DESECHOFÁCILMENTE
ASIMILABLE POR ELAMBIENTE
RESIDUO INERTEFÁCILMENTEDISPONIBLE
RESIDUO TÓXICO/PELIGROSO
AGUA ENERGÍA MATERIASAUXILIARES
A
B
D
C
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EJEMPLO ELABORACION DE TAMALES
• 1. Selección y cortado de tuzas.• 2. Escaldado de hojas.• 3. Preparación de la masa de tamal• 4. Preparación de relleno • 5. Preparación de salsa para tamal.• 6. Elaboración del tamal • 7. Cocción
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• Ejemplos de Procesos unitarios:• Almacenamiento,• Preparación• Clasificación, Molienda• Clarificación, Evaporación, Cristalización.• Centrifugación• Secado, • Etc.
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Ejemplos
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Modulo 2 Importancia de los balances de materia y energía para la evaluación de impacto
Ambiental
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Son elementos asociados a las actividades de la organización que interactúan con el ambiente y causan o pueden causar un impacto ambiental, el cual puede o no ser significativo
Definición de Aspectos Ambientales
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Aspectos ambientales
agua residual
emisiones al aire
agua
residuosenergía
materiales
emisiones al suelo
ruido
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Definición de Impactos Ambientales
Cualquier alteración significativa, positiva o negativa, de uno o más de los componentes del ambiente, provocadas por acción humana o fenómenos naturales en un área de influencia definida
LEY DEL MEDIO AMBIENTE DE LA REPÚBLICA DE EL SALVADOR , Art.5
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IMPACTOS AMBIENTALES EN EL USO DE LA ENERGIA
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EFECTOS NEGATIVOS POR EL EL USO DE LA ENERGIA
Como resultado de las acciones realizadas por el hombre, las emisiones a la atmósfera han aumentado considerablemente, aumentando la
temperatura de la tierra
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Efectos negativos del consumo de materiales
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Efectos e impactos Negativos del consumo de agua
• Sobre explotación de los recursos
• Escasez
• Contaminación de cuerpos de agua por generación de aguas residuales descargadas sin tratamiento.
• Tratamiento de agua residual deficiente y muy costoso
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Relación entre AA e IA
Causa (Aspecto Ambiental):
Consumo de Agua
Efecto (Impacto Ambiental)
Agotamiento de Acuíferos
INTERACCIONES CON EL AMBIENTE
CAMBIOS EN EL AMBIENTE
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Aspectos Ambientales
• “Aspecto” implica un impacto real o potencial
• Almacenamiento de combustibles en un tanque bien sellado = un “aspecto” potencial
• Emisión de compuestos volátiles orgánicos = un “aspecto” que tiene un
impacto real
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Un Aspecto con un Impacto Real
Aspectos Ambientales
Un Aspecto con un Impacto Potencial
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Aspectos Ambientales—Ejemplos
• Emisiones y Fugas– de materiales o energía
• Derrames• Efluentes• Descargas• Residuos• Consumo de energía• Consumo de agua
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Aspectos Ambientales—Ejemplos
• Emisiones de vehículos• Consumo de combustibles (vehículos)• Descargas de la planta de tratamiento• Desmonte (sitios de construcción)• Consumo de papel (oficinas)• Emisiones de gases de combustión• Ruido
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Ejemplo Aire
Aspecto– quema de
combustibles fósiles (SO2, NOx, CO, CO2, PM10)
– uso de CFC y halones
– uso de solventes y otros compuestos orgánicos volátiles
Impacto– contaminación del
aire, lluvia ácida, y efecto invernadero
– disminución de la capa de ozono
– contaminación del aire (ingrediente relevante del smog)
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Ejemplos AguaAspecto– Efluentes con carga
orgánica
– Efluentes con compuestos
fosforados y de nitrógeno
– Efluentes con solventes, metales pesados y otros contaminantes tóxicos
Impacto◦ Elevada ddemanda
de oxígeno (DBO) (ej. asfixia de peces)
◦ Eutrofización
◦ contaminación del suelo y las aguas
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Ejemplos Suelo
Aspecto– derrame de
compuestos tóxicos/peligrosos
Impacto◦ contaminación del suelo
y aguas subterráneas
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Ejemplos SueloAspecto– desmonte durante
construcción
Impacto◦ erosión del suelo y pérdida
de hábitat
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Ejemplos Recursos Naturales
Aspecto– Extracción de aguas
subterráneas
Impacto◦ Disminución del recurso
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Visuales, Ruidos, Molestias
Aspecto– emisión de ruido
– derrame de residuos sólidos (no peligrosos)
Impacto– afectación a la salud
de los empleados y de los vecinos
– Impacto visual (pérdida de orden y limpieza)
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Aspectos Ambientalesimpacto visual
materia primaolor
ruidosuelo contaminado
aguas superficiale
s
pluma
agua subteránea
emisiones
consumo de energía
residuos sólidos y líquidos
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RELACION DE ASPECTO E IMPACTO
Actividadmanipulación de materiales peligrosos o petroleo
Productosolvente
ServicioMantenimiento de vehículos
Aspectopotencial de derrame
Aspectoemisiones al atmósfera
Potencial de derrameAspectoEmisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento
ImpactoContaminación del suelo y las aguas
ImpactoContaminación del suelo, aire y las aguas
impactoContaminación del aire (formación de smog)
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ActividadOperación de la planta de tratamiento
ProductoMateriales peligrosos
ServicioMantenimiento de vehículos
AspectoEmisiones y efluentes
AspectoPotencial derrame
AspectoEmisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento
ImpactoContaminación del aire, suelo y las aguas
ImpactoContaminación del suelo, aire y las aguas
ImpactoContaminación del aire (formación de smog)
33
RELACION DE ASPECTO E IMPACTO
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Materia Prima
Desperdicio
Reuso
Hay Aspectos Ambientales en Cada Etapa del Ciclo de Vida
Transporte de
Materia Prima
Almacén Transformación
Transporte
ClienteDisposición
Por el Cliente
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Impacto y balance de materia y energia
• Cuantificación del cambio de comportamiento del medio natural (del efecto).
Conocemos las entradas
Conocemos el Aspecto ambiental pero no el impacto
Materias primasAgua Energía Conocemos los
ProductosSubproductos
EmisionesResiduosEnergíaAgua residual
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Balance de materiales
Proceso de entrada
materia prima, agua, energía
Proceso de salida
productos, residuos
Balance del material obtenido
ACUMULACIÓN =0 = MASA ENTRA –MASA SALE
dM/dt = 0 en estado estacionario
(caso más simple , sin reacción)
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Balance de materiales
Proceso de entrada
materia prima, agua, energía
Proceso de salida
productos, desechos y emisiones
Balance del material obtenido
1. Información recopilada
2. Balance preliminar obtenido
3. Balance detallado
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Sin reacciones químicas o biológicas
Material de entrada
+material
generado
= Material de salida+
material consumido
Entrada = Salida
Balance de materiales
Con reacciones químicas o biológicas
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