JORGE EDUARDO LOAYZA PÉREZ (FQIQ-UNMSM) - 2011
II CONGRESO PERUANO DE INGENIERÍA DE PROCESOS COPIP – UNI 2011
“LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA PARA EL LOGRO DE PROCESOS INDUSTRIALES SOSTENIBLES”
CONTENIDO
1. Introducción
2. Innovación tecnológica
3. Proceso industrial sostenible
4. Casos:
- Producción de ácido
sulfúrico
- Producción de pasta (o
pulpa papelera) y papel
5. Conclusiones
6. Referencias bibliográficas
EMPRESAINDUSTRIAL
ASPECTOS ORGANIZATIVOS
ASPECTOS OPERATIVOS
PRODUCCIÓN
PLANTA INDUSTRIAL
PROCESOINDUSTRIAL
(RESPONDE AL DISEÑO CONCEPTUAL)
(MODELO DE ORGANIZACIÓN)
(RESPONDE AL DISEÑO REAL,CORRESPONDE A LA INFRAESTRUCTURA FÍSICA)
BIENESMALES
(PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS)
(RESIDUOS Y DESECHOS)
(EXTERNALIDADES)
1. INTRODUCCIÓN
APRENDIZAJE
CONSIDERACIONES
• Las empresas desarrollan sus actividades en dos ambientes íntimamente relacionados: el ambiente empresarial y el ambiente natural.
• En el ambiente empresarial, las empresas deben ser “sostenibles” en el tiempo siendo competitivas.
(lo que implica, permanecer en el negocio).
• Las empresas requieren del ambiente natural para abastecerse de materias primas, insumos y energía, y para gestionar sus residuos.
• Las empresas (y sus procesos) deben contribuir al desarrollo sostenible.
2. INNOVACIÓN E INNOVACIÓNTECNOLÓGICA
La innovación implica el desarrollo de estrategias y modelos de negocio que
permitan obtener resultados en ámbitos
económico, social y medioambiental
La continuidad de una empresa está íntimamente
relacionada con su capacidad para innovar
La innovación exige adoptar una reglas de juego que
favorezcan la iniciativa y la creatividad
Las empresas innovadoras son aquellas que son capaces de ver oportunidades donde
otras ven problemas
La sostenibilidad puede enriquecer y orientar los esfuerzos de innovación
La innovación es un proceso que va desde la
generación de ideas creativas hasta la
obtención de resultados
GESTIÓN RESPONSABLE DE LA INNOVACIÓN
(La capacidad innovadora es uno de los cinco fundamentos de la empresa responsable y
sostenible)
Las ideas originales son un aspecto fundamental de la
innovación, pero para innovar no es suficiente tener ideas originales o creativas,
sino que además es necesario que éstas sirvan para algo
Requisito fundamentalde la innovación
Concepto de innovación
Elaborado por Jorge Loayza (2011)
INNOVACIÓNINCREMENTAL
INNOVACIÓNRADICAL
INNOVACIÓN DE PRODUCTO
Elaborado por Jorge Loayza (2011)
TIPOS GRADOS
INNOVACIÓN DE SERVICIO
INNOVACIÓN DE PROCESO
INNOVACIÓN COMERCIAL
INNOVACIÓNDE GESTIÓN
Implica el desarrollo progresivo de mejoras, denominadas “mejoras
incrementales”
Implica una ruptura o un salto importante respecto a lo que ya
existe
FUNDAMENTOS DE LA EMPRESA RESPONSABLE Y SOSTENIBLE
1) Apertura y sensibilidad hacia el entorno
2) Sentido de comunidad3) Capacidad innovadora4) Consideración del largo plazo5) Creación de valor
INNOVACIÓN
3. PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE Y SOSTENIBLE
PROCESO INDUSTRIALMATERIAS
PRIMASE INSUMOS
ENERGÍA
RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
ENERGÍA
PROCESO INDUSTRIAL Y PLANTA INDUSTRIAL
MATERIAS PRIMAS
E INSUMOS
ENERGÍA
RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
ETAPA 1(EQUIPOS Y C.O.)
ETAPA 2(EQUIPOS Y C.O.)
ETAPA 3(EQUIPOS Y C.O.)
ENERGÍA
MATERIAPRIMA EINSUMOS
PREPARACIÓN 1 PREPARACIÓN 2 REACCIÓN 1 (A)
REACCIÓN 2 SEPARACIÓN(A) PURIFICACIÓN
R1
SUBPRODUCTO
PRODUCTOS
R2
CATALIZAOR
ACTUALMENTE …
• Muchas plantas industriales utilizan procesos que no son responsables ni sostenibles, y que originan problemas ambientales locales, regionales y globales.
• Existen situaciones contradictorias, por un lado, colectivos cada vez más informados con respecto a la problemática ambiental , sectores no informados y por otro, la desinformación existente en otros grupos organizados.
• Las actividades industriales están generando conflictos socio-ambientales a nivel nacional (por ejemplo, Tía María) e inclusive entre países (por ejemplo, pastera en Uruguay frontera con Argentina).
EMPRESAINDUSTRIAL
ASPECTOS ORGANIZATIVOS
ASPECTOS OPERATIVOS
PRODUCCIÓN
PLANTA INDUSTRIAL
(MODELO DE ORGANIZACIÓN)
(RESPONDE AL DISEÑO REAL,CORRESPONDE A LA INFRAESTRUCTURA FÍSICA)
BIENESMALES
(PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS)
(RESIDUOS Y DESECHOS)
EXTERNALIDADES
PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE
MATERIAS PRIMAS*
E INSUMOS
ENERGÍA
*RECURSOS NO RENOVABLES
(O “AGOTABLES”)RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
REAPROVECHAMIENTOOTROS
PRODUCTOS
ENERGÍA
MINIMIZA
PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE
MATERIAS PRIMAS*
E INSUMOS
ENERGÍA
*RECURSOS RENOVABLES
(REGENERABLESPOR MECANISMOS
BIOLÓGICOS)
RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
REAPROVECHAMIENTOOTROS
PRODUCTOS
MINIMIZA
ENERGÍA
DISEÑO SOSTENIBLE EN INGENIERÍA DE PROCESOS = DISEÑO DE PROCESOS
INDUSTRIALES SOSTENIBLES
DISEÑO DE INGENIERÍA
QUÍMICA
QUÍMICAVERDE
INGENIERÍAVERDE
DISEÑO INTEGRADODE LA “CUNAA LA CUNA”
BIOMIMETISMO BENYUS (1997)McDONOUGH Y
BRAUNGART(2002)
ALLEN YSHONNARD
(2002)
ANASTAS Y WARNER
(1998)
CERO RESIDUOS PALMER (2001)
CASO 1 : PROCESO INDUSTRIAL RESPONSIBLE PARA PRODUCIR ACIDO SULFÚRICO
REDUCCIÓN DE TAMAÑO
RECUPERACIÓN DE CALOR
CLASIFICACIÓN
DEPURACIÓN DE LOS GASES
OXIDACIÓN CATALÍTICA
ABSORCIÓN
GENERACIÓNDE VAPOR
ACIDOSULFÚRICO
(98,5 %)
PIRITAS
Elaboración: Loayza Jorge, 2008
FLOTACIÓN TOSTACIÓN
CALCINA
GASES DE TOSTACIÓN
R2
SO2,SO3
HACIA LA OBTENCIÓN DE HIERRO FUNDIDO
A ALMACENAMIENTO PARA LUEGO OBTENER
OTROS METALES
VAPOR DE SERVICIO PARA SER USADO EN DIVERSAS
ÁREAS DE LA PLANTAVAPOR AGUA
YACIMIENTO
EXTRACCIÓN
ABSORCIÓN
H2SO4(c)
H2SO4(c)
R1COLAS
AIRESECO
AIRESECO
R3
POLVO
ACERO
PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE(PRODUCCIÓN “LIMPIA”)
4. CASOS
CASO: PRODUCCIÓN DE PASTA PAPELERA
• Existen empresas cuyas plantas industriales utilizan procesos no sostenibles (producción “sucia”).
• En el caso de las empresas del sector industrial que producen pasta papelera (pulpa de celulosa o pulpa de madera), sus plantas son altamente contaminantes y son la causa de conflictos socio-ambientales.
BOSQUENATURAL TALA DESCORTEZADO
Especiesmaderables R1
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA
(PROCESO EN LA PLANTACIÓN)
PROCESO NO SOSTENIBLE (O INSOSTENIBLE)PRODUCCIÓN “SUCIA”
R2
TRANSPORTEROLOS
DESCORTE-ZADOS
CAMIONES CON CAPACIAD
DE CARGA DE 300 TM
R3
ASERRÍN Y ASTILLAS CORTEZAS
EMISIONES Y RUIDO
(QUEDAN EN LAPLANTACIÓN)
(QUEDAN EN LAPLANTACIÓN)
ROLOSDESCOR-TEZADOS
ASTILLADO
COCCION BLANQUEO PULPABLANQUEADA
COMPUESTOSAZUFRE
EMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS
DE AZUFRE
AGUAS RESIDUALES
AGUA CLORO (Cl2)
EMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS
DE CLORO
SECADO
R4
ENERGÍA
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA (PROCESO EN LA PLANTA)
PROCESO NO SOSTENIBLE (PRODUCCIÓN “SUCIA”)
R6R5 R7
ALMACENAMIENTO TRANSPORTE
LAVADO
ALMACENAMIENTO (B)
(B)
FAJAS TRANSPORTADORAS
ENERGÍA
PULPABLANQUEADA
MEZCLADO REFINACIÓN REGULACIÓN DE CONSISTENCIA
LAMINACIÓN
SECADO
PAPEL
AGUA
AGUASBLANCAS
AGUA ADITIVOS
ACABADO
ENERGÍA ENERGÍA
DIVERSOSAGENTESQUÍMICOS
PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE PAPEL
BOSQUESEMBRADO TALA DESCORTEZADO
Especiesmaderables
R1
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA
(PROCESO EN LA PLANTACIÓN)
PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE(PRODUCCIÓN “LIMPIA”)
R2
TRANSPORTEROLOS
DESCORTE-ZADOS
R3
INCORPORACIÓN AL SUELO
(Y/O COMPOST)
INCORPORACIÓN AL SUELO
(Y/O COMPOST)
CAMIONES CON CAPACIAD DE CARGA DE 300 TM
SUSTITUCIÓN DE COMBUSTIBLES Y/O
CONVERTIDORES CATALÍTICOS
Especiesgenéticamente
modificadas
Fuente: UPM Uruguay, 2004 (Ex Botnia)
ROLOSDESCOR-TEZADOS
ASTILLADO
COCCION BLANQUEO
PULPABLANQUEADA
COMPUESTOSAZUFRE
CONCENTRACIÓN DELLICOR NEGRO Y GENERACIÓN
DE ENERGÍA
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
AGUALCE o TLC (O2, H2O2)
SECADO
R4
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA (PROCESO EN LA PLANTA)
PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE (PRODUCCIÓN “LIMPIA”)(HAY INNOVACIÓN EN LA PLANTACIÓN Y EN LA PLANTA)
R6R5
ALMACENAMIENTO TRANSPORTE
LAVADO
ALMACENAMIENTO (B)
(B)
FAJAS TRANSPORTADORAS
ENERGÍA RENOVABLE
PRE-BLANQUEO
1) Enzimático2) Deslignificación
con oxígeno
NO HAY INNOVACIÓN DE PRODUCTO
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Fuente: UPM Uruguay, 2004.
PULPABLANQUEADA
MEZCLADO REFINACIÓN REGULACIÓN DE CONSISTENCIA
LAMINACIÓN
SECADO
PAPEL
AGUA
AGUASBLANCAS
AGUA ADITIVOS
ACABADO
ENERGÍA ENERGÍA
DIVERSOSAGENTESQUÍMICOS
PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE PAPEL
5. CONCLUSIONES
• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para utilizar eficientemente la materia prima y energía proveniente de recursos no renovables y minimiza sus residuos, es un proceso industrial responsable.
• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para generar una mínima cantidad de residuos reaprovechables, usando materia prima y energía provienen de recursos no renovables es responsable.
PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE
MATERIAS PRIMAS*
E INSUMOS
ENERGÍA
*RECURSOS NO RENOVABLES
RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
REAPROVECHAMIENTOOTROS
PRODUCTOS
INNOVACIÓNTECNOLÓGICA
CONCLUSIONES (CONTINUACIÓN)
• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para utilizar eficientemente la materia prima y energía proveniente de recursos renovables y minimiza sus residuos, es un proceso industrial responsable.
• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para generar una mínima cantidad de residuos reaprovechables, usando materia prima y energía provienen de recursos renovables es responsable.
PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE
MATERIAS PRIMAS*
E INSUMOS
ENERGÍA
*RECURSOS RENOVABLES
RESIDUOS
PRODUCTOSY SUB
PRODUCTOS
REAPROVECHAMIENTOOTROS
PRODUCTOS
INNOVACIÓNTECNOLÓGICA
PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE
PROCESOINDUSTRIALSOSTENIBLE
UTILIZA T Y P“BAJAS” Y CATALIZA-
DORESUTILIZA M.P.E INSUMOS
MENOS TÓXICOS
SEGUROINTERNA-
MENTE
SEGUROEXTERNA-
MENTE
GENERA MENOS
RESIDUOS
VALORIZASUS
RESIDUOS
PRODUCTOSMENOS TÓXICOS
UTILIZA RECURSOS NATURALES
RENOVABLES
EFICIENTE
LIMPIO
SEGURO
CONTRIBUYE AL DESARROLLO SOSTENIBLE
DESARROLLO SOSTENIBLE
COMPONENTE SOCIAL
COMPONENTE ECONÓMICO
COMPONENTE AMBIENTAL
Fuente: Loayza M., 2007Bienestar socio – económico y equidad
Materias primas para la industria y sumidero de
residuos
Calidad devida y
derechoshumanos
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• Cadena Edith (2008) Estudio del refinado de pastas de papel utilizando métodos biotecnológicos (enzimas) . Tesis Doctoral de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Terrasa. España.
• Fernández, G. (2007), Gestión de la Innovación. Ingeniería Química. XXXIX
(445), 134-143.
• García, J., Pérez, L., Cocero, M. (2007), Nuevas bases para el diseño de procesos industriales sostenibles. Ingeniería Química. XXXIX
(444), 106-113.
• Roncero, M. (2001), Secuencia “TCF” con aplicación de ozonoy enzimas para el blanqueo de pastas madereras. Tesis Doctoral de la
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Terrasa. España.
• Llamas, V. (2009), El conflicto entre Argentina y Uruguay por la instalación de las papeleras: Un caso de estudio. Edición electrónica
gratuita. www.eumed.net