t08 - ecologia industrial y cvp (1)
DESCRIPTION
Ecología Industrial y CPVTRANSCRIPT
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
1
UNIVERSIDAD DE SONORA
DIVISIN DE INGENIERA
SUSTENTABILIDAD EN LAS INGENIERAS
Tpico 08:
1
Todos los Derechos Reservados 2013. Grupo de Desarrollo Sustentable, Universidad de Sonora
Ecologa Industrial (EI) y Ciclo de Vida del
Producto (CVP)
Enfoques sobre Medio Ambiente
El que apoya la idea de que la ecologa debe dedicarse a la bsqueda de interrelaciones de los seres
vivos con los factores del medio fsico y qumico.
El que busca ubicar a la ecologa en su relacin con el hombre, con respecto a los ambientes biolgicos,
culturales, sociales, etc.
2
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
2
Contaminacin
Adi i d l i t i l di bi t Adicin de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidades tales, que cause efectos adversos en los seres
humanos, animales, vegetales o materiales que se encuentren expuestos a dosis (concentracin por tiempo) que sobrepasen
los niveles de los que se encuentran regularmente en la naturaleza.
3
Contaminacin
Clasificacin dependiendo de sus caractersticas
a) Contaminacin biolgica.
Este tipo de contaminacin se presenta cuando existen microorganismos que causan un desequilibrio en la
naturaleza.
4
Por ejemplo: bacterias, hongos, virus, protozoarios, etc.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
3
Contaminacin
Clasificacin dependiendo de sus caractersticas
b) Contaminacin fsica.
Es toda aquella causada por factores fsico-mecnicos relacionados principalmente con la energa.
Por ejemplo: altas temperaturas, ruido, ondas
5
electromagnticas, etc.
Contaminacin
Clasificacin dependiendo de sus caractersticas
c) Contaminacin qumica.
Es toda aquella contaminacin provocada por materia, especialmente por sustancias qumicas, que pueden ser
orgnicas e inorgnicas.
6
Por ejemplo: cidos, solventes, lubricantes, etc.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
4
Contaminacin
Clasificacin dependiendo de las fuentes que la generan
a) Natural.
Es aquella causada por fuentes de contaminacin de origen natural, como son: volcanes, efectos geo-climticos, etc.
Su caracterstica principal es que generalmente se encuentra dispersa en un rea mayor por lo que el efecto es diluido por
7
dispersa en un rea mayor, por lo que el efecto es diluido por los procesos naturales
Contaminacin
Clasificacin dependiendo de las fuentes que la generan
b) Antropognica.
Es aquella que es producida o distribuida por el ser humano, por ejemplo: la basura, el smog, descargas al aire, agua y suelo
procedentes de procesos industriales, etc.
8
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
5
Propiedades de la Contaminacin
a) Potencial de hid ( H)hidrgeno (pH)
Se considera como una de las propiedades ms
importantes de los contaminantes, ya que
determina si la sustancia
9
es corrosiva.
Propiedades de la Contaminacin
b) Volatilidadb) Volatilidad.
Es la propiedad que poseen algunos compuestos de poder evaporarse a bajas temperaturas y
afectar la atmsfera.
Ej. Etileno, propileno, benceno y la acetona.
10
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
6
Propiedades de la Contaminacin
c) Degradabilidadc) Degradabilidad.
Es la caracterstica que tienen los compuestos que son reducidos por agentes naturales fsicos, qumicos y procesos biolgicos a un estado neutral o a niveles
aceptados por la naturaleza.
Ej. Descargas municipales, cscara de frutas y
11
j g p , f yverduras.
Propiedades de la Contaminacin
d) Difusind) Difusin.
Es la capacidad que poseen los contaminantes de poder distribuirse uniformemente en el medio que los rodea.
Ej. Lquidos sumergidos en solventes, y gases.
12
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
7
Propiedades de la Contaminacin
e) Tiempo de vida mediae) Tiempo de vida media.
Es el tiempo que puede durar el contaminante en el medio ambiente antes de ser degradado por los
procesos naturales.
Ej. Los materiales radioactivos pueden durar cientos de aos.
13
Contaminantes y Medio Ambiente
Tradicionalmente el medio ambiente se ha dividido para Tradicionalmente, el medio ambiente se ha dividido, para su estudio y su interpretacin, en tres componentes que son:
aire, agua y suelo
Esta divisin es meramente terica, ya que la mayora de los contaminantes interactan con ms de uno de los
elementos del ambiente.
14
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
8
Contaminantes y Medio AmbienteAIRE
Se considera al aire como la capa de la atmsfera donde los organismos desarrollan sus procesos biolgicos; este g p gtrmino se usa normalmente para describir la mezcla de
gases que existe en la capa que rodea a la Tierra.
Se denomina aire puro a la atmsfera que presenta la siguiente composicin qumica:
nitrgeno (78 %),
15
oxgeno (21 %),
bixido de carbono (0.03 %) y
metano, hidrgeno y otros (0.07 %).
Contaminantes y Medio Ambiente
AGUA
El agua constituye 70 % de nuestro planeta, y se encuentra dispersa en los ocanos, ros, lagos, etc., y en forma slida,
en los casquetes polares.
Del total de agua en el mundo, slo podemos utilizar 0.35 % para uso humano. (otras fuentes consideran que es hasta
el 1 %).
16
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
9
Contaminantes y Medio Ambiente
17http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/en/ch/16/uc/vlus/introductiontopollution.vlu/Page/vsc/en/ch/16/uc/pollution/introduction/t
ypes/pollterms.vscml.html
Contaminantes y Medio Ambiente
SUELO
Se define como suelo a toda la capa de tierra que se encuentra suelta, diferencindola de la roca slida, y de la
cual dependen plantas, microorganismos y seres vivos.
Est constituido por una gran variedad de compuestos, de los cuales los ms importantes son los nutrientes.
18
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
10
Contaminantes y Medio Ambiente
El nivel en el cual un sistema de produccin yEl nivel en el cual un sistema de produccin y consumo es sustentable depende de la habilidad de la sociedad para reducir el material depuesto por ella, a niveles y tasas las cuales el impacto
ambiental asociado no rompa con la estabilidad y salud a largo plazo de los ecosistemas.
19
De ah surgen dos criterios importantes...
Contaminantes y Medio Ambiente
La capacidad de asimilacinLa capacidad de asimilacin
Es la habilidad de un ecosistema para asimilar una sustancia sin degradar o daar su integridad
ecolgica, tanto estructural como funcional.
20
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
11
Contaminantes y Medio Ambiente
Las cargas crticasLas cargas crticas
Se definen como la exposicin a uno o ms contaminantes por debajo de niveles en los
cuales los efectos peligrosamente significativos en elementos especficos no sucedan segn el
actual conocimiento.
21
22http://www.maine.gov/dep/air/acidrain/
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
12
Nuevo Enfoque:
En la naturaleza prcticamentenada se desperdicia
Eco-Diseo hacia una Ecologa Industrial
MetabolismoMetabolismo
de la =~Industrial Naturaleza=
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
13
Industria y Medio Ambiente
Dentro del marco del DS, el desarrollo industrial est situado dentro del mbito econmico con una fuerte
interaccin con la ecologa y la sociedadinteraccin con la ecologa y la sociedad.
25
Eco-Industria
En respuesta a que proceso industrial ha venido dejando un impacto muy negativo en los ecosistemas naturales, nace la
Ecologa Industrial o Eco-Industria (Industrial Ecology), la cual se fundamenta en la idea de modelar los sistemas industriales en
base a los ecosistemas naturales.
26
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
14
Eco-Industria
La Eco-IndustriaLa Eco Industriaemplea una visin
holstica para estudiar, evaluar y mejorar el uso de los recursos naturales (materiales, energa y la capacidad de asimilacin
del ambiente) en una i d d i d t i l
27
sociedad industrial.
http://www.is4ie.org/
Marco Terico de la Sustentabilidad
Desarrollo Sustentable
Ecologa Industrial oEco Industria (EI)
Produccin ms Limpia yPrevencin de la Contaminacin
28
Tcnicas y Herramientas
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
15
EI Objetivo
El principal objetivo de la Ecologa El principal objetivo de la Ecologa Industrial es promover el Desarrollo Sustentable a nivel global, regional y local.
29
Ecologa Industrial
Su objetivo es el estudio multidisciplinario de los sistemas econmicos e industriales y su relacin con los sistemas naturales. (Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc)
30
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
16
EI - Races En 1989, Robert Ayres desarrollo el concepto , y p
metabolismo industrial:como aquel proceso en el que la produccin industrial es sostenible a largo plazo, donde todos los materiales son reciclados dentro del sistema y la dependencia de energa y de recursos externos no renovables se sita en niveles mnimos.
31
EI - Inicios
Robert Frosch y Nicholas Gallopoulos, en un importante artculo llamado Strategies for Manufacturing (Scientific American 261; September 1989, 144152), desarrollaron el concepto de ecosistemas industriales, el cual se convirti en el trmino Ecologa
32
se convirti en el trmino Ecologa Industrial.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
17
Ecologa Industrial
Ecologa. Estudia las interrelaciones que existen entre los organismos vivos, vegetales o animales, y sus ambientes, y stos se estudian con la idea de descubrir los principios que regulan estas relaciones
33
p p q g (Ecological Society of America )
Ecologa Industrial
Ecologa Social. La ecologa social es el estudio de los sistemas humanos en interaccin con sus sistemas ambientales.
34
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
18
Ecologa Industrial
En el sistema ambiental corrientemente se distinguen tres sub-sistemas: humano, construido y natural
35
Ecologa Industrial
La EI incluye el marco de todas las actividades econmicas: como la minera, agricultura, industria, construccin y los servicios.
36
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
19
Modelo de un Sistema de Ecologa Industrial
Tipo I.- Sistema Lineal
37
Modelo de un Sistema de Ecologa Industrial
Tipo II.- Retroalimentacin y ciclos internos en el sistema
38
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
20
Modelo de un Sistema de Ecologa Industrial
Tipo III.- Sistema totalmente cclico
39
Pensamiento del Ciclo de Vida
Pensar en el Ciclo de Vida, implica que toda la cadena del Ciclo del Vida del producto es decir de cuna a la tumba como responsabilidad del diseo industrial y la responsabilidad que esto implica por lo cual se debe considerar todos los efectos
40
externos. (UNEP)
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
21
Huella Ecolgica
41
Principio de la EI
Productos, procesos, servicios y operaciones puedenproducir residuos pero no desperdicios.
Desperdicio: Material para el cual no existe un uso en el sistema}
Residuo Material que no puede utilizarse dentro del proceso de
42
Residuo. Material que no puede utilizarse dentro del proceso de generacin o recuperarse, pero podra ser reutilizado dentro del sistema total.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
22
Caso de Estudio 1. El Caso de Kalundborg, Dinamarca
Este caso de estudio ilustra el potencial parareusar residuos.
43
http://maps.google.com
El Eco-Parque Industrial de Kalundborg ste representa un intento de crear una gran integracin entre los
sistemas industriales y optimizar el uso de bioproductos y minimizar los niveles de desperdicio del sistema.os ve es de despe d c o de s s e .
44
http://amazingdata.com/the-science-of-industrial-symbiosis/
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
23
El Eco-Parque Industrial de Kalundborg
Qu es una simbiosis?
es la relacin ms o menos estrecha entre organismos de distintas especies. A los organismos involucrados se les denomina
45
simbiontes.
El Eco-Parque Industrial de Kalundborg
Un ejemplo de simbiosis mutua entre un pez payaso que
46
Un ejemplo de simbiosis mutua entre un pez payaso que nada entre los tentculos de Anmona.
Ese pez protege su territorio de otros peces comedores de la anmona y a cambio los tentculos de la anmona le protegen de otros depredadores.
http://en.wikipedia.org/wiki/Symbiosis
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
24
El Eco-Parque Industrial de Kalundborg
Qu es una simbiosis industrial?
Una co-operacin entre diferentes industrias por la cual la presencia de cada una de ellas incrementa la viabilidad de las otras y por la cual lasdemandas de la sociedad por la conservacin de recursos y proteccin
www.symbiosis.dk
demandas de la sociedad por la conservacin de recursos y proteccinambiental son tomadas en cuenta.
47
El Eco-Parque Industrial de Kalundborg
Los participantes en la Simbiosis de Kalundborg son: Asnsvrket The Statoil oil refinery Gyproc A/S Novo Nordisk,
The Kalundborg municipality
48
The Kalundborg municipality,
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
25
Granja PorccolaConstruccin de Caminos
Planta de Yeso
gas
gas
lodosyeso
levadura
Ecosistema Industrial en Kalundborg, Dinamarca
Municipio de Kalundborg
BioplantaRefinera de Petrleo
Estacin de Energa Elctrica
sulfurovapor
vapor
lodos de fermentacin
calor residual calor
residual
calor residual
cenizas voltiles
49
Productor de cido sulfrico
Fbrica de Cemento
Granjas Locales
Cultivo de Pescado
lodos
Ciclo de Vida del Producto
50
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
26
Ciclo de Vida Integral del Producto
El ciclo de vida del producto proporciona un sistema lgico para enfrentar la prevencin de la contaminacin, ya que da la pauta para considerar todo el alcance de las consecuencias la pauta para considerar todo el alcance de las consecuencias ambientales relacionadas con el producto.
Al adoptar este sistema, los diseadores pueden evitar el cambio en el impacto entre los medios (aire, agua, tierra) y las etapas del ciclo de vida.
51
Algunos residuos generados en todas las etapas se descargan de forma directa al ambiente. Las emisiones
Ciclo de Vida Integral del Producto
de los automviles, las descargas de aguas residuales provenientes de algunos procesos y los derrames de petrleo, son ejemplos de descargas directas.
52
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
27
Los residuos pueden ser sometidos a un tratamiento fsico, qumico o biolgico. Por lo
Ciclo de Vida Integral del Producto
general, los procesos de tratamiento se disean para reducir el volumen y la toxicidad de los desechos.
53
Los residuos restantes, incluyendo los que se obtienen del tratamiento, suelen disponerse en
Ciclo de Vida Integral del Producto
rellenos sanitarios. La forma final de los residuos depende de la manera en que stos se degraden despus de desecharlos.
54
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
28
Manufactura y ensamble
Uso y Materiales producidos tcnicamente y de
Reciclado
Reciclado de ciclo cerrado
Reuso
Remanufactura
Ciclo de Vida Integral del Producto
Procesamiento a granel
yservicio
Retiro
Tratamiento y disposicin
Adquisicin de materia prima
tcnicamente y de especialidad
Reciclado de ciclo abierto
CONTROL PREVENCIN
55
Residuos fugitivos o sin tratarResiduos slidos y acarreados por agua y por aire
Ingresos de material, energa y mano de obra para el proceso y administracin
Transferencia de materiales entre etapas para el Producto, incluye el transporte y empaque
LA TIERRA Y LA BISFERA
Diseo para el Ambiente
(Design for Environment - DfE)
56
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
29
Una simple mina en Papua Nueva Guinea genera diariamente 200,000 toneladas de desperdicio al da?
Sabas que . . .
El monto de mercurio en un solo termmetro es suficiente para contaminar peces en un lago de 80,937 m2
57
En EUA, se tiran 100 mil millones de bolsas de plstico de polietileno y slo el 0.6 % son reciclados.
En promedio un beb ocupar 5,000 cambios de paales antes de que est entrenado para ir al bao?
Sabas que . . .
Reciclar una lata de aluminio puede salvar suficiente energa como para prender una Laptop por 4 horas?
58
Cada mes, ms de 45 toneladas de CDs se vuelven obsoletos o intiles o no los quieren?
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
30
Qu hay de tras de una simple linterna?
59
Manufactura de Partes
Plsticos del
petrleo
Metales de las
Extraccin de Materias Primas
Plsticos
Accesorios
Manufactura
Extraccin
Transporte
Una linterna
Papel de los
bosques
minas Metales
Papel Ensamble
E
p
Disposicin
Descargas y emisiones
al aire, agua y suelo
606060
Empaque
Mercado
Uso
TransporteTransporte
Disposicin
ConfinarReciclaje -
Reuso Incinerar
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
31
Es una prctica por la cual consideraciones ambientales son
Diseo para el Ambiente(Design for Environment - DfE)
Es una prctica por la cual consideraciones ambientales son integradas dentro del los procedimientos de ingeniera de diseo de productos y procesos.
61
Es una prctica por la cual consideraciones ambientales son integradas dentro del los procedimientos de ingeniera de
Diseo para el Ambiente(Design for Environment - DfE)
g p gdiseo de productos y procesos.
Se le conoce tambin como:Eco-Diseo, Diseo Verde, Diseo del Ciclo de Vida
62
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
32
DP
Diseo para el Ambiente(Design for Environment - DfE)
DPSS
Eco-Diseo (DfE)
Diseo para X Sus
tent
abilida
d
63
p
Pirmide de Productos y Servicios Sustentables.
Hewlett-Packard
Diseo para el Ambiente(Design for Environment - DfE)
Hace estructuras de impresoras de bioplsticos, creados de plantas, a diferencia de los plsticos tradicionales derivados del petrleo
Los biopolmeros se pueden hacer composta
64
Una divisin de HP en Corvallis, Oregon ha creado un prototipo de una impresora de inyeccin de tinta con un bioplstico hecho del maz.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
33
Diseo para el Ambiente
T lf l l l l i bl d
Toshiba
Telfonos celulares, los cuales tienen tableros de circuitos impresos libres de halgenos.
Dichos tableros son procesados con una nueva tecnologa de soldadura libre de plomo, la cual
656565
tecnologa de soldadura libre de plomo, la cual requiere el uso de un horno de reflujo de nitrgeno, el cual permite un control de alta precisin de la temperatura.
Diseo para el Ambiente
BMW d DfE di l
BMW
BMW est usando DfE para estudiar el desensamble y reciclaje de materiales recuperados en automviles.
BMW tiene como m eta hacer automviles de
666666
BMW tiene como m eta hacer automviles de partes 100% reusadas o recicladas.
-
Universidad de Sonora Sustentabilidad en las Ingenieras
34
Algunos Eco-etiquetados
European Union Ecolabel
New Zealands Environmental
Choice
MexicosIndustria Limpia
Canadas Environmental
Choice
Japans Ecomark
Netherlands Stichting Milieukeur
France Marque NF Environnement
67
Swedens Good Environmental
Choice
Singapores Green Labelling Scheme
Stichting MilieukeurAustralias
Environmental Choice
Una sociedad tecnolgica tiene dos opciones:
Primera, esperar hasta que los desastres catastrficos expongan las deficiencias,
distorsiones y autoengaos de sus sistemas...
Segunda, una cultura puede proporcionar comprobaciones y equilibrios sociales para
corregir distorsiones sistmicas antes de que
68
ocurran fallas catastrficas
Mahatma Gandhi