modulo 3 monitoreo de flujos y desechos. ing. roxana de castillo. maestra en gestión ambiental....
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Modulo 3 Monitoreo de flujos y desechos.
Ing. Roxana de Castillo.Maestra en Gestión Ambiental.Especialista en Producción más Limpia y Materiales Peligrosos
¿Qué es un diagrama de flujo?
Representación esquemática de las operaciones, procesos y o procedimientos que se llevan a cabo para la fabricación de un producto o en la prestación de un servicio, en el que se indican intercambios de masa y energía
Ejemplo de un diagrama
Proceso de Lavado
Planchado
Generador de vapor
Ropa limpia y planchada
Agua tratadaCombustible
Energía eléctrica
Detergentes Germicidas
Suavizantes,etc.
Energíaeléctrica
Emisiones a la atmósfera
Agua residual conmateria orgánica
Agua residual deenjuague
Flujo de procesoMaterias primas y servicios
Residuos
EJERCIO DEL VIEJO FRITZ
RESPONDA
• ¿Cual es el producto final deseado por el cliente?• ¿Cuales insumos (materia prima, energía, agua) se
requieren durante el proceso productivo?• ¿Cuales insumos para cocer las papas no terminan
en el producto final (pero como MARNP- Materias Residuales de Producción)?
• ¿Quién esta involucrado en la generación de MARP? • Esquematice el Diagrama de flujo del producto
servido
¿CÓMO SE REALIZA UN ANÁLISIS DE FLUJO DE MATERIALES?
• Definir el objetivo del análisis y los parámetros a verificar• Definir el alcance del balance• Definir los límites del período de balance• Hacer una lista y denominar la secuencia de pasos• Diseñar las hojas de flujo: flujos de materiales, enfoque
cualitativo• Balances: flujos de materiales, enfoque cuantitativo• Interpretación de los resultados y conclusiones
Método general para resolver balances de masa (BM) es simple y se debe tomar en cuenta lo siguiente:
1. Definir el sistema. Dibujar un diagrama de proceso.2. Colocar en el diagrama los datos disponibles.3. Observar cuales son las composiciones que se conocen, o que
pueden calcularse fácilmente para cada corriente.4. Determinar las masas (pesos) que se conocen, o que pueden
definirse fácilmente, para cada corriente. Una de estas masas puede usarse como base de cálculo.
5. Seleccionar una base de cálculo adecuada. Cada adición o sustracción deberá hacerse tomando el material sobre la misma base.
6. Asegurarse de que el sistema esté bien definido.
Balance de Materia
• Una vez logrado lo anterior, se estará preparado para efectuar el número necesario de balances de materia. ♦ Un BM total. ♦ Un BM para cada componente presente.
VARIABLES DE PROCESO
Para realizar los balances de materiales en un proceso es necesario contar con algunas características de las corrientes que forman parte del proceso.
Alguna variables útiles para caracterizar una corriente de proceso son: Densidad y Volumen Específico Flujo Másico o Volumétrico Composición Química
Fuente de desechos industriales
PRODUCCIÓNINEFICIENTE
GENERACIÓN DE DESECHOS
CONTAMINACIÓN
Elementos a analizar
– ¿El diagrama representa todo lo que sucede desde el punto de vista ambiental?
– ¿Un sólo diagrama es suficiente?– En caso de plantas con diversos procesos, ¿Cuál es el
proceso más representativo económicamente? ¿Cuál es el proceso más intenso en uso de recursos? ¿Ambientalmente cuál es el proceso más ineficiente?
– ¿Es un proceso continuo o por lotes?
Elementos a analizar
– ¿El sistema es abierto o cerrado?– ¿A qué diagramas de flujo debo realizar el balance?
• Uso intenso de recursos (cantidad)• Materiales y/ó residuos tóxicos
– ¿Cuál es la calidad de los datos usados para el balance?• ¿Datos estimados, medidos o calculados?
•INFORMACION REQUERIDA EN LA FASE PREVIA
Descripción de la empresa, productos, procesos, procedimientos, diagramas de flujo Requerimientos: materiales y energéticos.Cantidades Historial de problemas ambientales (con la comunidad, autoridades, etc.) Identificación de los residuos (emisiones gaseosas, residuos sólidos y líquidos). Fuentes de generación de residuos. Gestión (segregación, reciclo, recuperación).Monitoreos
previos. Tratamiento y control de residuos. Identificación de compuestos riesgosos o peligrosos. Cantidades, transporte, almacenamiento, etc. Identificación de otros agentes de impacto potencial sobre el medio ambiente. Planes de emergencia Historial de accidentes Programas de entrenamiento. Información sobre riesgos operacionales. Informes acerca de seguridad, salud e higiene ocupacional Controles ambientales existentes, señales de alerta, alarmas, documentación.
• Fuentes de datos:
• medición en el lugar
• registros de compra y venta
• registros de producción
• Calidad de los datos
• confiabilidad
• exactitud
• representatividad
Balance de materiales
• Revisar consistencia de las unidades usadas
• El balance debe ser lo más preciso posible
• El balance puede llegar a ser más significativo si se hace para cada material por separado
• un control cruzado puede ayudar a revelar inconsistencias
ECUACION BASICA PARA CALCULO DE MASA DE CONTAMINANTES EN UNA CORRIENTE LIQUIDA
M = Q x CQ : FLUJO
C: CONCENTRACION
BALANCES DE MASA
EJEMPLO BALANCE DE MASA GLOBAL?1
Frutas: 27.379 Kg22.397 kg(Mermelada)4.982 kg(conservas)
Verduras7.200 Kg
Azúcar: 15.000 Kg12.372 Kg (mermel.)2.628 Kg (conservas)
Preservantes 125kg.
Edulcorante 5Kg.
Sal 49Kg.
Aceite vinagre : 630Lt
Agua: 1000 m3
Gas: 3025.5 m3
Electricidad: 5426 kWH
R. Sólidos
RESIDUOS SÓLIDOS 4330 Kg(cáscaras, restos defruta) :
3.225Kg (Mermelada)335kg (conservasdulces)770 Kg (conservassaladas)
RESIDUOS LIQUIDOS 847 m3
Agua de lavado Materia prima371 m
3 (Mermeladas), 248 m
3 (Conservas)
Agua de lavado utensilios (Ollas) :101 m3 (Mermeladas), 43m3 (Conservas)Agua de lavado bandejas y bolsas: 72 m
3
Agua de esterilización (Conservas) : 8 m3
Agua lavado frascos (Conservas) : 4 m3
Agua en productos Conservas: 8.4 m3
Insumos
Productos
M. primas Secundarias Mermeladas:26946.5kg.Mermeladas diet: 726kgJarabes: 369 Litros
Conservas dulces 11.121 frascosConservas saladas 11.167 frascos
PROCESO
Agua de Servicios:144,6 m
3
Materias Primas
Agua evaporada(proceso mermelada2989,7 Kg
Pérdidas:
En ollas (mermel) : 234 Kg
Por consumo896 Kg (Mermeladas)487 Kg(Conservas)
SC, 2008
PROCESO
Materias primas
pigmentos 698
solvente 1005
agua 1000
cargas 2418
aditivos 1000
Insumos de limpieza
agua 1532
solvente 30
Emisiones
solvente 5 Productos
látex 2500
pintura en pasta 2100
esmalte 1500
Residuos líquidos
aguas lavado 1500
solventes lavado 38
Residuos sólidos
borras 40
EJEMPLO: BALANCE DE MASA INDUSTRIA DE PINTURAS (TON/AÑO)
Fuente GUIA PRODUCCION LIMPIA INTEC
Ejemplo de una hoja de balanceEntradas Salidas
Proceso MaterialFlujo (peso o
volumen) (kg/hora)
Consumo o generación
anual*(ton/año)
Proceso MaterialFlujo (peso o
volumen) (kg/día)**
Consumo o generación
anual(ton/año)
Recepción, pesadoyalm
acenajeLechecruda 3,000.00 2,808.0
Salida a pesado para
procesoLeche cruda 8,955.00 2,793.96
Pérdidas Leche cruda 45.00 14.04
Total entradas al proceso 3000.00 2,808.00 Total salidas del proceso 3,000.00 2,808.00
*La planta recibe la leche de 6 AM a 9 AM y opera de lunes a sábado**La leche es almacenada en un tanque colchón refrigerado y es pesada nuevamente antes de ser enviada a pasteurización.
MODULO 4 BALANCE DE ENERGIA
Ing. Roxana de Castillo.Maestra en Gestión Ambiental.
Especialista en Producción más Limpia y Materiales Peligrosos
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
“ LA ENERGIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE……SOLO SE TRANSFORMA”
• La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
“LA ENERGIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE…SOLO SE TRANSFORMA”:
• Energía cinética• Energía potencial• Energía térmica• Energía mecánica• Energía eléctrica.• Energía química
Aplicaciones de balance de energía
Para determinar perdidas de calor en los sistemas de distribución, generadores, motores etc.
1. Eficiencia de caldera
2. Falta de aislamiento de tuberías
3. No recuperación de condensados
4. Purgas en caldera
5. Fugas de vapor
6. Análisis de cuartos fríos o de congelado
7. Evaluación de sustitución de motores
8. Evaluación de luminarias
9. Para cambio de combustibles fósiles por renovables o biomasa.
ALCANCE DEL BALANCE ENERGETICO EN EsIA
• USO DE LA ENERGIA PARA LAS DIFERENTES FUENTES DE CALOR:
ILUMINACION Y ENERGIA ELECTRICA
TABLA EJEMPLO DE UN BALANCE ENERGIA
Equipo o Maquinaria# de
unidades
AC/DC
Carga unitaria
(Kw)
Carga total
(Kw)
Horas utilizada por día
(h/d)
Días utilizada por
semana(d/s)
Consumo
semanal (Kwh)
Comb. usado
Consumo de
comb. usado
por mes (gal)
Año/Marca/Modelo
Tractor (ejemplo) 0 n/a n/a 5 6 diesel 210 98/Caterpillar/cat305
Ventilador (ejemplo) 0 AC 0.5 0 8 7 n/a n/a Mitsubishi/mit32 Lámparas Fluorescentes 0AC 0.04 0.00 8 7 0.00 Computadora 0AC 0.17 0.00 2 1 0.00 Aire Acondicionado 1AC 4.86 4.86 10 1 48.60 Freezer 0AC 0.61 0.00 24 1 0 Refrigeradora 0AC 0.61 0.00 24 1 0 procesadores 0 0.46 0.00 6 1 0.00 amazadora 4.48 0.00 8 1 0.00 selladoras 3.00 0.00 6 1 0.00 freidoras motor 1 2.40 0.00 12 1 0.00 freidora motor 2 0.04 0.00 12 1 0.00 Lámparas incandescentes AC 0.04 0.00 8 1 0.00
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE VAPOR
Balance de Energía TérmicaEl uso de combustibles fósiles como fuente de energía térmica implica la generación de emisiones atmosféricas de gases de efecto invernadero, gases tóxicos, material particulado, gases y hollín, los cuales manejados incorrectamente y provocan efectos nocivos sobre la salud y el medio ambiente
Balance de EnergíaLas principales causas de una baja eficiencia en las calderas pueden estar asociadas a:1. Aire insuficiente: es causa de una combustión incompleta, desaprovechando parte del poder calorífico del combustible incrementando las emisiones de monóxido de carbono y hollín.2. Exceso de aire: causa un enfriamiento de los gases de combustión reduciendo la cantidad y/o la calidad del vapor generado.3. Agua sin tratar: Genera incrustaciones de carbonatos en las superficies de transferencia de calor aumentando la resistencia al flujo de calor hacia el agua.4. No recuperación de condensados: Con el agua caliente que se bota se bota energía.
5.
EJEMPLO DE UNA HOJA DE BALANCE DE ENERGÍA TÉRMICA
TUBERÍA DIÁMETRO (pulgadas)
LONGITUD (pies)
TEMPERATURA (oF)
Tubería de agua caliente para centrífugas sin aislamiento
2.5 26.25 118.6
Tubería de agua caliente para centrífugas de primera sin aislamiento
1.75 32.80 193.46
Tubería de vapor de escape sin aislamiento
8 6.56 338.0
Tubería de vapor de escape con aislamiento deteriorado
8 6.56 121.28
Tubería de vapor de escape con aislamiento deteriorado
8 6.56 130.28
Tubería de los sopladores de hollín
2.5 196.85 194.0
REFLEXION FINAL Conocemos la mejor manera, la forma más
rápida y barata de frenar el cambio climático: “USEMOS MENOS ENERGÍA”
Con poco esfuerzo podemos ahorrar en nuestras casas y oficinas hasta un 25% de consumo de energía eléctrica.
Esto traerá beneficios a la tierra y a nuestros bolsillos, ¡veamos porque!
TAREA
ELABORACION DE UN BALANCE