CORPORACDN DE GESTION TECNOLOGICA Y CIENTIFICA SOBRE EL AMBIENTE DEAPUCACIONESTE

PRÉSENTACVON

En este número se publica el caso de un esfuer-

zo de implementaci6n de medidas de preven- ción de la contaminaci6n ambiental en una industria de reciclaje de papel del Ecuador.

Esta empresa recibió la asesoríp del programa

de Prevención de la Contaminación Ambiental en el Ecuador, E2P3, el cual es ejecutado con- juntamente por la Corporación OIKOS y la fir- ma Hagler Bailly, lnc., contratista internacional de la Agencia de los Estados Unidos para el De- sarrollo Internacional, USAID.

El caso refleja las diversas oportunidades de

prevenci6n de la contaminación que se pueden identificar en una industria dedicada a la pre ducci6n de papel por reciclaje de papel usado en este país y las alternativas tknicas de optimi-

zaci6n que son factibles aplicar.

También describe las áreas donde todavia hace falta alguna gestión ambiental empresarial, y donde la aplicación de innovaciones tecnológi- cas y técnicas para la prevención de la contami-

nación en las industrias depende de muchos factores.

Esperamos que este caso pueda ser de inspira-, ción para que otras industrias de la misma línea se interesen en implementar iniciativas simila-,

res. -

oikos CORWRACION DE GESTION TECNOLOGICA Y CIENTIFICA

SOBRE EL AMBIENTE

c:%sos ’ DEAqlc~KWESlEQKKw~mTMESEHaEwal

‘Director: Marco Encalada

Redacción: Fausto Pehafiel

Luxemburgo N 34-80 y Holanda Telfs. 462012 46159516

Fax: (593-2) 461212, Casilla 17-16-1017 E-Mail: oikos@uio.satnet.net Quito - Ecuador

Prevención de la

contaminación en

una planta de reciclaje de

papel del Ecuador

ANTECEDENTES

A inicios de 1995, el Progra- ma de Prevención de la Contaminación Ambiental en el Ecuador (E2P3), que eje- cuta la Corporación OIKOS, realizó una evalua- ci¿)n ambiental, en base al concepto de prevención de la contaminación, en una in- dustria de papel, que utiliza como materia prima papel de reciclaje. Este concepto promueve la identificación de opciones que permitan

reducir la carga contaminan- te al ambiente, en base a la optimización de procesos y operaciones unitarias. La implementación -adecuada de las recomendaciones téc- nicas deja, como rédito al empresario, tanto beneficios económicos como mejoras en la productividad, en la ca- lidad del producto y en la imagen de la empresa en el mercado y la comunidad en general.

._ .I_ ,

El trabajo se realizó aplicando una metodología de “auditoría ambiental voluntaria” (desde el punto de vista del empresario), disefiada por especialistas del E2P3.

La evaluación reveló que habían varias oportunidades para reducir la generación de desperdicios en la fuente y, por lo tanto, reducir la carga contaminante al ambien- te, vía optimización de procesos. Estas ‘opciones son las siguientes: Reducción de las pérdidas de fi- bra en las etapas de preparación de fibra y formado de las capas de papel; ahorro de combustible usado en la generación de vapor;

reducción de las pkrdidas de vi- por; y reducción del consumo de energía eléctrica.

DATOS SOBRE LA PLANTA

La empresa, a la que se practicó la investigación, produce papel reciclado y cartones para huevos. Su producción varía según la épo- ca del aAo, pero alcanza unas 600 toneladas mensuales. Laboran 160 trabajadores en producción y 40 en el área administrativa. La Mbrica opera en 3 turnos, 24 ho- ras diarias, 290 días al aíío.

PROCESO DE FABRICACION

La empresa administra dos líneas principales de producción, cuyos procesos y operaciones unitarias básicas son la preparación de pasta, la formación de las capas de papel, deshidratacibn parcial en las prensas de cilindros y el , secado en cilindros alimentados con vapor (ver figuras de las Ií- neas I y 2). La línea de fabrica- ción de cubetas para huevos comprende las siguientes opera- ciones: Preparación de pasta, for- mación de la cubeta, prensado, distribución en estantes de malla

‘y secado por lotes (ver figura de línea 3).

LINEA I

I PAPEL PERlOblCO VARIOS 1

PLASTIFICADO AGUA

CARTON VIEJO PAPEL.DE OFICINA CORRUGADO

1 v

FRAGMENTOS DE PAPEL

, ._~<.~~.- , , , - -_ I~* I .~“ I . .~<. . - ^ . - ) . I _ - . ,< . __. . . - . . . - . ” _

LINEA 2

I PRENSADO k----W

I LINEA 3 1

-T---l f-3 DE HUEVOS]

PROBLEMAS AMBIENTALES

Como parte de la auditoría se realizaron los balances de fibra celulósica. En las operaciones de preparación de pasta y forma- cibn de la capa de papel en las Ií- neas I y 2 se detectó que un 8% de fibra (40 toneladas de fibra por mes) se descargaban en sus-

pensión en el efluente a la alcan- tarilla. Esto incrementaba los ni- veles de DBO,, DQO y sólidos en suspensión en el efluente.

Dos de los calderos trabajaban a un nivel de eficiencia entre el 49% y el 55%, lo que generaba un desperdicio del 12% del combus- tible utilizado y el incremento de la carga contaminante al ambíen-

te por las emisiones gaseosas.

El mal estado del revestimiento de la tubería de vapor, el mal fun- cionamiento de las trampas de vapor y la presencia de fugas de vapor, ocasionaban una pérdida adicional de combustible del I2%, lo cual incrementaba la carga contaminante al ambiente por las emisiones gaseosas.

3

OPORTUNIDAqE§ -DE PREVENCION DE LA CONTAMINACION

Los especialistas del proyecto E2P3 identificaron varias oportu- nidades de prevencibn de la con- taminación, cuya implementación redujo la carga contaminante,

constituida por fibra celulósica, que se perdía en el efluente, y por emisiones gaseosas produci- das por consumo excesivo de combustible.

La Tabla l resume las oportuní- dades de prevención de contami- nación identificadas y los avances en su implementación.

TABLA 1,

Avances en la implementación de las medidas de prevención de la contaminación

Operación Opción de Estado de Beneficio ambiental Costo de Beneficio prevención implementación implementación económico

de la ww anual en (USS ) contaminación

Preparación de pasta

Equipo de

Eliminar la producción de fibra de desecho

en la fuente

Cambiar dos calderos

Implemencado

Implementado

Reducción de las descargas en 40

toneladas de fibra por mes

Reducción del consumo

Costo real: Beneficio real: .70.000 39.000

Costo real: Beneficio real:

emisiones gaseosas

Costo total real:

25.000

-

Beneficio económico

real: 154.600

Beneficio económico potencial: 140.250

/

4

1. PREPARACION DE LA PASTA

Situación al momento del diagnóo&o

La capacidad de los molinos des- fibradores no era suficiente para abastecer la demanda de fibra de las dos maquinas funcionando en paralelo. Esta situación hacía que la molienda se realice en forma incompleta, en cuanto a tiempo de operación, produciendo fibra del tamafio de la malla del tamiz del molino superior, al rango de 12 a 15 milímetros. Esto se dese- chaba diariamente, en una pro- porción del 8%, junto al efluente descargado a la alcantarilla.

El 8% de fibra que se descargaba como desecho ocasionaba pérdi- das a la empresa por US$39.000 anuales. Además, este efluente presentaba elevados valores de DBOs, DQO y sólidos en SUS-

. pensión, lo cual incrementaba la carga contaminante al ambiente.

taIb un filtro rotativo, un filtro es- titico y un espesador o recupe- rador de fibra. El sistema de molienda inkial se calibró para que trabaje como desfibrador primario. La fibra recuperada se recicla al skema.

La implementación de la medida sugerida significó una inversión de capital de US$ 70.000.

Beneficios

La empresa obtiene ahorros de 40 toneladas de fibra por mes, que corresponden al 8% de fibra que se perdía en las secciones de preparación de pasta y formado. Los beneficios económicos por este concepto ascienden a US$ 39.000 anuales.

La carga contaminante al ambien- te disminuy6, gracias a la elimina- ción de las 40 toneladas de fibra que mensua.lmente se drenaban a la alcantarilla.

2. EQUIPO DE GENERACION DE VAPOR

Situación al momento del diagnóstico

La empresa disponía de tres cal- deros, dos de los cuales trabaja- ban con una eficiencia ubicada en el rango del 49% al SS%, por sí- tuaciones de estado de los mis- mos, tales como tubos de inter- cambiador deteriorados, deficien- cias del quemador, entre otras.

Se evaluó que la baja eficiencia de los cald$ros ocasionaba pérdi- das por consumo excesivo de combustible, que ascendían a US$60.000 anuales.

El consumo excesivo de combus- tible incrementaba la carga conta- minante al ambiente por exceso de emisiones gaseosas.

La empresa tenía la alternativa de reparación de los calderos, a un costo aproximado de US$80.000 para los dos calderos.

Recomendación

Reducir la producción de fibra de desecho, mediante la instalación de un molino secundario, que realice un desfibrado total de la materia prima, y calibrar al moli- no existente para realizar una molienda primaria e instalar un sistema de filtros y un recupera- dor de fibra. Reciclar al sistema la fibra recuperada.

Avances en la implementación

La empresa instaló un segundo molino con su depurador, desti- nado a realizar la operación de molienda secundaria; ademas ins-

Recomendación

Se recomendó como alternativa a la reparación de los calderos, reemplazar los calderos obsole- tos por un caldero nuevo de 600 BHP.Con esto se satisfarían los requerimientos de vapor de las dos máquinas productoras de papel, Se calculó que el calde- io que conservaría la empresa y el nuevo producirían 23.700 li- bras de vapor por hora, lo que cubre la demanda de vapor actual y posibles incrementos de la ca- pacidad de producción.

Avan-ces en la implementación

La empresa adquirió el caldero de 600 BHP y está en funciona- miento. La inversión de capital que realizb es de US$ 150.000.

Beneficios

Como resultado, se redujo el ín- dice de consumo de combustible

de 85 a 75 galones de búnker por tonelada de producto, lo que implicb un ahorro anual de US$60.000. No se han presenta- do problemas en el funciona- miento del nuevo caldero; solamente se han requerido los ajustes propios que demanda una máquina nueva.

3. SISTEMA DE VAPOR

Situación al momento del diagnóstico

Se detectó que el aislamiento de las tuberías de vapor estaba en mal estado, que las trampas de vapor no operaban correctamen- te, que habían fugas en las líneas de vapor, de 2.000 libras de va- por por hora. Se calculó que el conjunto de estos factores incre- mentaban el consumo de com- bustible en un 12%. Esto ocasionaba pérdidas anuales por US$ 55.600. Además, el uso ex- cesivo de combustible ocasiona-

ba aumento de la carga conta- minante al ambiente por emìsio- nes gaseosas.

Recorhendación

Reemplazar todo el aislante de la línea de vapor, reparar y cambiar las trampas de vapor y reparar las fugas de la línea de vapor.

Estado de implementación

Estos trabajos se realizaron cuan- do se reemplazaron los calderos obsoletos. Se cambiaron todas las trampas de vapor; se aisló con fibra de vidrio toda la línea de vapor y se repararon los da- ilos que ocasionaban las fugas de vapor. La empresa realizó una in- versión de capital de US$ 30.000.

Beneficios

La empresa ahorró US$ 55.600 por reducción en el consumo de combustible usado en la genera- ción de vapor. Esto permitió dis- minuir el índice de consumo desde 75 a 66 galones por tone- lada de papel.

La carga contaminante al ambien- te disminuyó, gracias a la reduc- ción del consumo de combustible.

4. REEMPLAZO DE MOTORES ELECTRICOS

Situación al momento del diagnóstico

Se identificó en las líneas I y 2 la presencia de 15 motores de más de 25 HP, que funcionaban a una eficiencia del 85% al 87% y tenían entre 15 y 20 años de funciona- miento, habiendo sido rebobina-

.._.. . .I . ll,..““l_-.

dos varias veces. La baja eficíen- cia ocasiona un consumo excesí- VO de electricidad, calculado en I ,65 millones de kWh por alio.

Recomendación

Reemplazar los 15 motores de baja eficiencia por motores de al- ta eficiencia, que fluctúa entre 93% y 95,5%.

Avance en la implementación

No se ha iniciado aún la imple- mentación de la recomendación planteada; sin embargo, la empre- sa ha iniciado un plan de medi- ción de los requerimientos reales de potencia en cada estación, pa- ra luego iniciar un plan de reem- plazo de motores ineficientes.

Beneficios

La empresa podría ahorrar I ,65 millones de kWh anuales, que significaría un ahorro de US$ 140.250 por ano.

OTRAS MEDIDAS IMPLEMENTADAS

Los resultados alcanzados por la empresa en base a las recomen- daciones técnicas del proyecto E2P3, motivaron a la gerencia pa- ra auscultar nuevas oportunida- des de mejorar los procesos, ahorrar energía y reducir la carga contaminante. Estas opciones de- tectadas por la empresa se resu- men a continuación.

1. AUTOMATIZACION DE LA CORTADORA

Antes de la evaluación, tanto el

tamafio de corte como el conteo se realizaban manualmente; el sis- tema se automatizó y se monta- ron contador& electrónicos. Para obtener la longitud deseada, se tiene un variador electrónico, el cual puede ser manipulado de dos formas: fijando la frecuencia que corresponde a la longitud, o con un potenciómetro que hace variar la velocidad de giro de las cuchillas. Con el sistema actual, el mícrocontrolador almacena la informacibn sobre la longitud de corte y la retroalimenta automá- ticamente. Se puede cambiar de longitud, con la utilización de un botón, instalado para el efecto. La inversión en el sistema de au- tomatización ascendió a US$ 12.500, ia automatización del sistema de corte ha permiti- do eliminar los reclamos por par- te de los clientes.

2. ESTUDIO DE AUTOMATIZACION DE LA CAJA DE DISTRIBUCION DE LA MAQUINA 1

Con el sistemia manual de alímen- tación de pasrx se presentan problemas como: paro de pro- ducción, falta de homogeneidad y ruptura del papel. Esto hace que se incrementen las pérdidas y los costos de producci6n, tanto por el tiempo que se desperdicia co- mo por los desechos que se ge- neran.

La automatización permite con- trolar el flujo de las pastas hacia la máquina, obteniendo una dosi- ficacibn exacta y mayor repetíti- vídad en los procesos. El nivel de agua en los tanques debe mante- nerse invariable, para que se mantengaconstante la disminu-

ción de concentracidn de pulpa (de 3,2 a 0,5 %) y que no ingrese aire a la tubería, ya que se produ- ciría cavitación en la bomba. El mícrocontrolador recibe ínforma- ción de un sensor de ultrasonido y controla el dispositivo que abre y cierra una v&lvula neumática; de esta manera se mantiene contro- lado el nivel del agua.

3. MODIFICACIONES EN EL EMBALAJE DE LA MATERIA PRIMA

Se ha efectuado un seguimieríto de tiempos y movimientos de los operadores en la sección de alí- mentacíón de materia prima a los molinos, se detectó que se redu- ce en un 50% el tiempo de des- carga actual, evitando sacar los alambres de las pacas que ingre- san. Actualmente se está traba- jando en el mejoramiento del empaque en la empresa que pro- vee la materia prima.

7

4. OPTIMIZACION DEL SECADO EN EL PROCESO DE FORMACION DE LA LINEA 1 .

Se están realizando las curvas de secado en los diferentes produc- tos, para lo cual se adquirió un termómetro para medir la tem- peratura a la que se trabaja; de esta manera se regula el ingreso del vapor en su punto crítico, puesto que anteriormente podría haber estado ingresando agua en forma líquida.

CONCLUSIONES

La implementaci6n de las reco- mendaciones planteadas por el proyecto E2P3 a la empresa pro- dujo impactos positivos en el or- den económico y ambiental, los cuales se resumen a continua- ción.

Beneficios económicos reales

La eliminación de las pérdidas en fibra significó ahorros anuales pa- ra la empresa de US$ 39.000. El ahorro en consumo de combusti- ble, en razón del cambio de cal- deros obsoletos, benefició a la empresa con un ahorro anual de US$ 60.000. La eliminación de las 2.000 libras de vapor por hora que se perdían por fugas trajo como beneficio económico a la empresa, el ahorro de US$ 55.600 anuales

Beneficios económicos potenciales

Si la empresa se ajusta al plan de reemplazo de motores ineficien-

8

tes por motores de alta eficiencia, se beneficiaría del aho- rro de consumo eléctrico de’ I ,65 millones de kWh por afro. Esto representaría una re- ducción de pérdidas por consumo excesivo de energía eléctrica por US$ 140.250 anua- les.

Ademis, las medidas implemen- tadas permititin la disminución de costos de tratamiento en un futuro cercano, debido a la me- nor concentración de fibra en las descargas acuosas.

Beneficios ambientales

La eliminación de la pérdida de 40 toneladas por mes de fibra ce- lulósica (8%). que se drenaba a la alcantarilla, redujo la carga conta- minante al ambiente.

El reemplazo de calderos obsole- tos por un nuevo caldero y la eli- minación de las fugas de vapor , redujeron el consumo excesivo de combustible en un 24%. Esto produjo un impacto positivo en el medio ambiente, al reducir las descargas contaminantes, consti- tuidas por las emisiones gaseosas.

I oikos CORPORACION DE GESTION TECNOLOGICA V CIENTIFICA SOBRE EL AMBIENTE

Luxemburgo N 34-60 y Holanda - Telfs. 462012 4615996

: Fax (593-Z) 461-212, Caslila 17-16-1017 E-hhl: oikos@uio.satnet.net &o Ecuador