título: análisis del ciclo de vida de la producción de
TRANSCRIPT
Facultad de Química y Farmacia
Departamento de Ingeniería Química
Título: Análisis del Ciclo de Vida de la producción de Azúcar Crudo en la Empresa Azucarera “Ecuador”
AAuuttoorr:: DDaanniieell CCoommppaanniioonnii RRoojjaass TTuuttoorreess:: DDrraa.. AAnnaa MMaarrggaarriittaa CCoonnttrreerraass MMooyyaa
MMrr.. MMaayylliieerr PPéérreezz GGiill CCoonnssuullttaanntteess:: IInngg.. OOnneelliiaa TTaabbrraabbuuee BBaaccooss
2009 “Año del 50 aniversario del triunfo de la Revolución”
Análisis del Ciclo de Vida de la producción de Azúcar Crudo en la Empresa“Ecuador”
Daniel Companioni Rojas
Ninguna ciencia, en cuanto a ciencia
Engaña; el engaño está en quien no
Sabe.
Miguel de Cervantes.
Dedico esta tesis con todo el amor que merecen
A la memoria de mis cuatros abuelos, que siempre creyeron en mi,
nunca me olvidaré de ellos.
A mi Madre, por el infinito amor que me brinda, por tantos desvelos,
por todos los sacrificios, preocupación, y porque la amo.
A mi Padre, por esa inmensa confianza que ha depositado siempre en
mi y que igualmente lo amo mucho.
A ti hermano, por seguir mi ejemplo y triufar en este importante
camino del saber.
A mi novia Aniuba, por su sonrisa de cada día e inagotable fuente
de amor, por estos maravillosos tiempos juntos apoyándome, por su
enorme comprensión, te amo mi amor.
Pero en especial:
A dos seres muy queridos, Olga y Lazara, quines soñaban con este
momento, ustedes me impulsaron a cumplir esta valiosa meta…
Agradecimientos
A mis padres por su gran apoyo, cariño y constante preocupación hacia mi durante
todos estos años, facilitando asi que hoy se haga realidad este sueño.
A mi tutoras Dra. Ana Margaritas Moya y la Msc. Maylier por brindarme todo el
tiempo y el apoyo necesario en la realización de este trabajo.
A la Ing. Quimica Onelia Tabrabue Bacos por ayudarme y demostrarme que con
perseverancia siempre se puede llegar al final y por su gran ayuda incondicional en
este trabajo.
A mi novia Aniuba que tanto la quiero.
A toda mi familia por su apoyo incondicional y en especial a mi tía Mirtha y mi
prima Lisyary que tanto las quieros.
A mis amigos y hermanos de grupo, especialmente a Raciel, Luis, Capote, y Heydy
por los grandes momentos compartidos, las alegrías y las tristezas, por saber que
aunque estemos lejos siempre los tendré presente.
Los agradecimientos son muchos; pero el espacio es poco, cuanto quisiera poder
poner en esta página a todas las personas que me estiman, me quieren, que hasta
sienten suyo este logro. Por lo mucho que los aprecio, les brindo mi más sincero
agradecimiento.
Resumen
Resumen
En la actualidad, uno de los métodos novedosos para evaluar cuantitativamente los
impactos ambientales generados por productos y procesos, es el Análisis de Ciclo
de Vida (ACV), metodología que es muy usada en los países desarrollados, pero
aún es incipiente en América Latina. Los resultados obtenidos en Cuba aportan
una metodología que permite un análisis ambiental científico e integral que evalúe
cuantitativamente el impacto ambiental total generado por la industria azucarera,
incluyendo las dos etapas del proceso: Etapa Agrícola y Etapa Industrial. En el
presente trabajo se aplica dicha metodología para cuantificar el impacto ambiental
de la empresa azucarera “Ecuador” mediante el Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
con el Ecoindicador 99 y el Software SimaPro 7,1. Los resultados muestran que la
metodología utilizada constituye una herramienta valiosa para evaluar el
desempeño ambiental de la producción de azúcar y se comprueba científicamente
que la mayor contribución al impacto del proceso esta dada por la etapa industrial y
en ésta, por el proceso de cogeneración de electricidad con bagazo, evidenciando
la necesidad de mejorar la gestión energética en la empresa. El mayor impacto en
la etapa agrícola está dado por la producción y el consumo de combustibles. Las
categorías que mayor impacto presentan son los efectos respiratorios por
compuestos inorgánicos y Acidificación Eutroficación en la etapa industrial y
combustibles fósiles en la etapa agrícola.
Abstract
Abstract
At present, one of the novel methods to quantitatively evaluate the
environmental impacts generated by products and processes is the Life Cycle
Analysis (LCA), methodology that is very used in developed countries, but still
is incipient in Latin America. The results obtained in Cuba contribute an
integral methodology that allows a scientific environmental analysis and that
quantitatively evaluates the total environmental impact generated by the
sugar industry, including the two stages of the process: Agricultural Stage
and Industrial Stage. In the present work this methodology is applied to
quantify the environmental impact of the sugar mill “Ecuador” by means of the
Life Cycle Assessment (LCA) with the Eco-indicator 99 and Software
SimaPro 7,1. The results show that used methodology constitutes a valuable
tool to evaluate the environmental performance of the sugar production and is
verified scientifically that the greater contribution to the impact of this process
is given by the industrial stage and in this one, by the co-generation of
electricity with bagasse, showing the necessity of improving the energetic
management of this enterprise. The greater impact in the agricultural stage is
given by the fuels production and consumption. Then, the categories that
major impact show are the respiratory inorganic compound effects and
Acidification / Eutrofizcation in the industrial stage and fossil fuels in the
agricultural stage.
Indice
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Índice Contenido Pág
Introducción…………………………………………………………………………....... CAPĺTULO I: Revisión bibliográfica…………………………………………………. 5
1.1- La industria azucarera……………………………………………………………. 6
1.1.1- Etapas del proceso de producción del Azúcar Crudo.............................. 6
1.2.- Producción más Limpia (P+L) 7
1.2.1- Herramientas de la Producciones más Limpia…………………………….. 9
1.3- Análisis del Ciclo de Vida 12
1.3.1- Definición y Metodología del ACV…………………………………………… 13
1.3.2- Eco-Indicadores del ACV…………………………………………………….. 16
1.3.3- Herramientas informáticas para el ACV de un producto, proceso o
servicio………………………………………………………………………………….
19
1.3.4 Casos de aplicación de ACV………………………………………………….. 20
Conclusiones Parciales………………………………………………………………… 23
CAPITULO II: Aplicación de la Metodología del CV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Ecuador. Inventario del CV
2- Aplicación de la Metodología………………………………………………….….. 24
2.1- Definición del objetivo y alcance del ACV (NC ISO 14041, 2000)…………. 24
2.1.1- Objetivos……………………………………………………………………….. 24
2.1.2- Alcance del Estudio…………………………………………………………… 24
2.1.2.1- Función y descripción del proceso en estudio…………………………… 24
2.1.2.2- Selección de la unidad funcional………………………………………….. 31
2.1.2.3- Establecimiento de los límites del sistema……………………………….. 32
2.1.2.4- Establecimiento de las reglas de asignación de cargas ambientales.... 32
2.1.2.5- Tipos de impactos a evaluar. Metodología………………………………. 32
2.1.2.6- Suposiciones y Limitaciones………………………………………………. 33
2.1.2.7- Requisitos de la calidad de los datos…………………………………….. 34
2.2- Análisis de Inventarios del CV (AICV) (NC 1401, 2000)……………………… 35
Conclusiones Parciales……………………………………………………………....... 40
CAPITULO III: Evaluación del Impacto del ACV
Indice
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
3.1- Evaluación del Impacto del CV del proceso………………………………….. 41
Figura 3.1 Árbol del Proceso en Estudio………………………………………..... 42
Tabla 3.1 Contribución del Proceso en Estudio. Puntuación única…………… 43
Figura 3.2 Resultados de la Caracterización…………………………………….. 44
Tabla 3.2 Resultados Ponderados………………………………………………... 45
Figura 3.3 Evaluación de daños…………………………………………………… 46
Figura 3.4 Contribución del proceso a la Categoría de efectos respiratorios
de compuestos orgánicos………………………………………………………………..
47
Figura 3.5 Contribución del proceso a la Categoría de Acidificación
Eutroficación……………………………………………………………………………….
48
Figura 3.6 Contribución a la Categoría de Uso del Suelo…………………….. 49
Figura 3.7 Efecto sobre los minerales…………………………………………… 50
Figura 3.8 Contribución del proceso a la categoría combustible fósiles…...... 51
Figura 3.9 Resultados de la Ponderación……………………………………….. 52
Conclusiones Parciales………………………………………………………………… 54
Conclusiones…………………………………………………………………………….. 55
Recomendaciones.................................................................................................. 56
Bibliografías Anexos
Introducción
1
Introducción En los últimos años se ha desarrollado un enfoque sistemático para el análisis
de impactos ambientales asociados al desarrollo industrial, por ser este el
principal aportador de contaminantes al medio ambiente.
La producción es una de las principales áreas en el desarrollo económico. Sin
embargo, la generación de residuos asociados a ésta, el agotamiento de
recursos naturales renovables y no renovables son los principales agentes de
deterioro del medio ambiente.
En particular la agricultura ejerce un gran efecto sobre el ecosistema,
contaminándolo con fertilizantes, pesticidas y derivados del petróleo que
degradan los suelos junto a prácticas agronómicas indeseadas por lo que hay
que aplicar métodos sostenibles con bajos insumos como lo son las
producciones orgánicas.
En la actualidad la gestión ambiental ha venido trazando nuevas vías, para
mejorar las condiciones ambientales de productos. La Empresa Pré Consultant,
ha trazado métodos analíticos más prometedores como es el: Análisis de Ciclo
de Vida (ACV) (Pré consult, 2004); (NC-ISO 14040, 1999).
Esta es una de las herramientas más empleadas en países desarrollados y
especialmente en Europa. Para la evaluación de impactos que propone el ACV
como metodología general, se requiere el empleo de un eco-indicador que
señale el impacto provocado. El eco-indicador 99 permite llevar a cabo este
proceso, apoyado en el software profesional Simapro. En sentido general este
método consiste en evaluar cada uno de los impactos ambientales generados a
lo largo de la vida del producto o proceso.
Para Cuba los niveles de contaminación actuales comienzan a ser significativos
y se ha tomado conciencia de que las empresas tienen que mejorar su
desempeño ecológico. Así, se vienen desarrollando alternativas de tratamiento
de tierras y aguas, con énfasis en la protección de las cuencas fluviales y las
zonas costeras cercanas a centros industriales.
Introducción
2
La evaluación de daño ambiental permite establecer las etapas o procesos en la
elaboración del producto que mayor influencia tenga, sin olvidar que el alcance
del ACV se determina de acuerdo a las necesidades y los datos que estén
disponibles.
El ACV permite disponer de información para cuantificar la magnitud de los
problemas ambientales y definir las estrategias de mejora con mayor seguridad.
En el sector industrial se pueden obtener producciones más limpias;
proponiendo, nuevas alternativas en el proceso productivo, y el uso adecuado de
los recursos, desde la perspectiva renovable, la cual es la principal tarea a
desarrollar.
El Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente ha trazado un nuevo
enfoque en la gestión ambiental, que permite introducir y aplicar el concepto de
P+L de forma sistémica en el sector, enfatizando en la prevención, minimización,
aprovechamiento económico de residuales e implementación de sistemas de
gestión empresarial como elementos prioritarios para reducir la contaminación
ambiental. Se trazan pautas generales para la identificación y evaluación de los
aspectos de mayor incidencia en el logro o no de P+L, atendiendo a que durante
el proceso se obtienen subproductos de gran valor económico, que cuando no
son aprovechados en todas sus potencialidades constituyen una considerable
carga contaminante dispuesta al medio ambiente. (Contreras y col., 2003 a,b;
CITMA, 1998, 2002).
En este contexto, la producción más limpia adquiere una gran relevancia, ya que
es preciso prevenir las tendencias actuales que alteran las condiciones naturales
del planeta. La conservación del ambiente configura un nuevo valor social, que
exige un renovado compromiso, para identificar soluciones que respondan a las
aspiraciones de la sociedad.
De la misma manera que la industria busca constantemente nuevos procesos de
manufactura, materias primas y equipos para incrementar la eficiencia y
rentabilidad, también debe ser consciente de los efectos que tiene su producto
sobre el ambiente. Las empresas en todo el mundo están respondiendo a los
Introducción
3
nuevos mercados con productos verdes y están empezando a ver el desempeño
ambiental como un factor clave de competitividad. Adoptando un enfoque de
ciclo de vida de los productos y procesos, los impactos ambientales pueden
disminuir, a partir de los materiales seleccionados, las prácticas de manufactura
y construcción, el manejo de desechos, la energía y el agua. La información
sobre el ciclo de vida, permite diseñar procesos industriales más eficientes y
aprovechar mejor las materias primas.
La industria azucarera, utiliza grandes cantidades de agua e insumos en las
etapas agrícola e industrial, ya sea para la elaboración de sus productos, como
para el saneamiento de los equipos de producción. El Ministerio de la Industria
azucarera se ha manifestado en la protección del Medio Ambiente y apoya las
innovaciones en materia de metodologías de Evaluación de Impactos
Ambiéntales, por esta razón ya se habla hoy en la Industria azucarera cubana de
Análisis de Ciclo de Vida. En la Empresa Azucarera “Ecuador” no se han
realizado, hasta el momento, evaluaciones cuantitativas que permitan
diagnosticar la situación ambiental de la misma de forma objetiva.
En el mundo se han desarrollado ACV de la producción de azúcar y derivados,
demostrándose los principales impactos ambiéntales asociados con estos. En
Cuba se ha elaborado una metodología para evaluar el impacto ambiental
mediante el ciclo de vida (Contreras, 2007), siendo este estudio el punto de
partida para su aplicación en diferentes empresas azucareras con
características peculiares.
Esta situación concreta permite plantear el problema científico a resolver,
hipótesis y objetivos de este trabajo.
Problema científico: En la Empresa Azucarera Ecuador no se cuenta con resultados de una
evaluación cuantitativa, que permita diagnosticar la situación ambiental de la
misma, de forma objetiva y determinar las principales acciones para mejorarla.
Introducción
4
Hipótesis: La aplicación de la metodología para el análisis de ciclo de vida de la
producción de azúcar, en la Empresa Azucarera “Ecuador”, posibilitará la
cuantificación de los principales impactos ambientales y la propuesta de
medidas para mitigar los mismos.
Objetivo general: Aplicar la metodología de Análisis de Ciclo de vida en la Empresa Azucarera
“Ecuador”
Objetivos específicos: a) Estudiar el proceso de producción de azúcar en Empresa Azucarera
“Ecuador”.
b) Realizar el Inventario de Ciclo de Vida.
c) Realizar la Evaluación de Impacto Ambiental aplicando la metodología del
Ecoindicador 99.
d) Analizar los principales problemas de la empresa y las medidas que
pueden mitigar y /o eliminar los impactos ambientales.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Capítulo I: Revisión bibliográfica 1.1 La industria azucarera
La caña de azúcar (Saccharum officinarum L) es una gramínea tropical, un pasto
gigante emparentado con el sorgo y el maíz en cuyo tallo se forma y acumula un
jugo rico en sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio
forma el azúcar; alcanza entre 2 y 5 m de altura y entre 2 y 5 cm de diámetro. Se
conocen diversas variedades cultivadas, que se diferencian por el color y la
altura del tallo (Seijias, 2004).
La azúcar en el mundo es obtenida de dos fuentes principales: la caña de
azúcar (Saccharum officinarum L) o a partir de la remolacha azucarera (Beta
vulgaris L), mediante los procedimientos industriales convencionales. Para su
obtención se requiere de un largo proceso, desde que la semilla germina hasta
que el azúcar se comercializa mediante procedimientos industriales tradicionales
(Austin, 1992).
En nuestro país la azúcar es obtenida a partir de la gramínea, las proporciones
de los componentes varían de acuerdo con la variedad (familia) de la caña,
edad, madurez, clima, suelo, método de cultivo, abonos, lluvias, riegos, etc. Sin
embargo, algunos valores de referencia general pueden ser los siguientes:
5
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
6
Tabla 1.1 Componentes de la caña de azúcar en Cuba
Componentes Proporción Componentes Proporción
agua 73 - 76 % glucosa 0,2 - 0,6 %
sacarosa 8 - 15 % fructosa 0,2 - 0,6 %
fibra 11 - 16 % sales 0,3 - 0,8 %
ácidos orgánicos 0,1 - 0,8 % otros 0,3 - 0,8 %
Durante el período de crecimiento requiere de altas temperaturas y abundante
agua. Con la ayuda del cruce sistemático para el mejoramiento, se han
producido variedades adecuadas para una amplia gama de climas y altamente
resistentes a períodos de sequía, así como a plagas.
Para el cultivo de la caña es necesario tener en cuenta tanto las características
de las diferentes variedades de suelos como de lograr la combinación más
eficaz (Morrel, 1985).
Las industrias azucareras son las encargadas de procesar la materia prima, para
la obtención del azúcar; cada día su proceso de producción se hace más
complejo, buscando mejoras en calidad del producto y minimizando el daño al
ecosistema (Heijungs, 1992).
1.1.1 Etapas del proceso de producción del Azúcar Crudo La caña de azúcar ha sido sin lugar a dudas uno de los productos de mayor
importancia para el desarrollo comercial en el continente americano y europeo.
El azúcar se consume en todo el mundo, puesto que es una de las principales
fuentes de calorías en las dietas de todos los países.
La sacarosa de la caña de azúcar es un disacárido natural formado por el enlace
bioquímico de los monosacáridos glucosa (azúcar de uvas o dextrosa) y fructosa
(azúcar de frutas o levulosa), se obtiene de la planta de la caña por la reacción
de fotosíntesis debiéndose separar en el proceso de fabricación otros
componentes como son las fibras, las sales minerales, ácidos orgánicos e
inorgánicos y otros, obteniéndose una sacarosa de alta pureza en forma de
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
7
cristal. El proceso de obtención del azúcar crudo en las industrias del mundo
consta de 7 etapas:
* Recepción y limpieza * Molienda * Purificación * Evaporación
* Cristalización * Centrifugación * Secado y Almacenamiento
Cada etapa debe cumplir con los parámetros de calidad requeridos por el
proceso, lográndose un comportamiento de forma eficaz en todo el proceso
(Rodríguez, 1997).
1.2 Producción más Limpia (P+L) La definición de P+L según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente (PNUMA) es «la aplicación continuada de una estrategia ambiental
preventiva e integrada aplicada a los procesos, productos y servicios. Incluye un
uso más eficiente de los recursos naturales, minimiza los desechos, así como el
riesgo a la salud humana y a la seguridad, aumentándose con esto la
productividad de los procesos.
El Centro de Promoción de Tecnologías Sostenibles (CPTS) de Bolivia, define la
P+L como una práctica empresarial que se aplica a todo proceso de cualquier
tipo de empresa y subsector industrial, para incrementar la productividad y las
utilidades económicas, mediante el uso óptimo de agua, energía y materias
primas por unidad de producto; minimizando, al mismo tiempo, la generación de
desechos y los costos inherentes al tratamiento y disposición de los mismos
(CPTS, 2001).
Según el Centro de Iniciativas de la P+L de la Generalitat de Catalunya, la forma
de conseguirlo es «aplicando las mejores tecnologías disponibles, utilizar las
materias primas menos impactantes y mejorar la gestión de procesos de
producción con criterios ambientales». La utilización de la mejor tecnología
disponible permite reducir los impactos ambientales en el entorno de la actividad
industrial y los riesgos sobre las condiciones de seguridad e higiene para los
trabajadores (Rieradevall y Vinyets, 1999).
Para abordar la cuestión de la sostenibilidad ecológica de las actividades
industriales, puede ser útil, contemplar la compatibilización ecológica de la
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
8
actividad industrial como un proceso lineal o secuencial, en el que se avanza a
lo largo del tiempo mediante la progresiva introducción de criterios ecológicos en
la gestión de los sistemas industriales, bajo la presión de la creciente conciencia
ambiental.
Este proceso comenzó a desarrollarse en los países industrializados a finales de
los años sesenta, tomando auge a partir de la Conferencia de Estocolmo de
1972 bajo el principio de "el que contamina paga". Desde entonces, todos los
países industrializados han acumulado una extensa normativa medioambiental
para el control de las actividades industriales y en respuesta a la misma, la
tecnología y los métodos de producción industrial han intentado adaptarse a las
nuevas restricciones; aunque con decisión y acierto muy variables por parte de
las diferentes empresas, ramas industriales y países (Zaror, 2000).
En un intento por delimitar las etapas características de este proceso, se podrían
deslindar cuatro grandes fases, aunque tanto la definición de cada una de ellas
como las fronteras entre unas y otras distan de ser nítidas:
1. Reducción de la contaminación en la industria tradicional.
2. Renovación tecnológico-ambiental de los procesos industriales.
3. Globalización industrial en el marco del desarrollo sostenible.
4. Reinserción de la producción en su base ecológica local.
Sobre tecnologías más limpias, lo más destacable, es la reducción de los
desechos no biodegradables y la autosostenibilidad ambiental, es decir, la
reposición del gasto ecológico causado por la actividad manufacturera y tienen
como desventaja que generalmente producen aumentos considerables en los
costos de producción y fabricación, lo cual no es factible para las utilidades de
las empresas.
La producción limpia es un estadío inicial en el camino hacia el ecodiseño, ya
que centra sus mejoras en una de las etapas del ciclo de vida del producto. Para
determinados productos industriales, esta etapa es la más importante de su ciclo
de vida, pero no lo es para la mayoría de los productos de consumo (Rieradevall
y Vinyets, 1999).
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Para cumplir con programas de desarrollo sostenible, objetivo final de la gestión
ambiental, las empresas deben disponer de información ambiental consistente
para definir estrategias como la implementación de P+L (UNEP, 2000; Zaror,
2000).
De forma general la implementación de la práctica de P+L a cualquier proceso
industrial se lleva de forma cíclica según se representa en la Figura 1.1.
Figura 1.1 Representación cíclica de las P+L
En la primera etapa se realiza una revisión técnica para identificar las
oportunidades y formular recomendaciones que permitan mejorar la
productividad y eficiencia en cada operación unitaria. Seguidamente las
recomendaciones son dadas según las prioridades e intereses de la empresa y
se forma un equipo de proyecto para implementar las recomendaciones
seleccionadas según el cronograma establecido y el presupuesto asignado. Por
último los resultados son medidos a través de indicadores como la reducción en
la cantidad de desechos o de contaminación generada; la reducción en el
consumo específico de materias primas, energía y agua; la reducción de costos
de producción y el incremento de las utilidades. Una vez medido el éxito, se
debe volver al paso uno para iniciar un nuevo ciclo.
1.2.1 Herramientas de Producciones más Limpias. Una herramienta es una técnica concreta para acceder y combinar información
que permita tomar decisiones sobre cambios en la operación de una institución.
9
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
10
Para el caso de las herramientas de P+L que apoyan las estrategias y sistemas
ambientales de las empresas, una herramienta es un instrumento que permite
definir el estado ambiental de un proceso o producto
(Velasco y col., 2000; Chambouleyron y col., 2003).
Sólo mediante instrumentos capaces de proporcionar una información fiable y
una retroalimentación rápida sobre las acciones tomadas será posible que las
decisiones medioambientales se integren en la rutina de gestión de las
organizaciones. Hoy en día, se dispone de un gran número de herramientas que
facilitan el análisis y la gestión ambiental de productos, procesos y/o actividades,
lo que obliga a seguir algún criterio para su clasificación. Dependiendo de su
función (herramientas de planeación, implementación y control); de la unidad de
análisis (la empresa, su entorno, los procesos o los productos); del enfoque del
análisis (técnico, ambiental, económico o social) y del tipo de información que
genera (cualitativa o cuantitativa). Entre las herramientas cualitativas se
destacan las listas de verificación y las matrices; entre las cuantitativas se
encuentran el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y los Eco-indicadores (Velasco y
col., 2000; Chambouleyron y col., 2003; Fernández y col., 2003).
Otro criterio de clasificación incluye conceptos como Prevención de la
Contaminación, Eco-balances, Eco-eficiencia, Eco-diseño, Herramientas
Analíticas (ACV, Análisis Costo-Beneficio, Evaluación del Riesgo Ambiental),
Herramientas Procedimentales (Auditoría Ambiental, Estudio de Impacto
Ambiental, Sistemas de Manejo Ambiental) y Elementos Técnicos (Modelos de
Dispersión de Contaminantes, Análisis de Sensibilidad) (Sáenz y Zufía, 1999;
Velasco y col., 2000; AGA, 2001).
Ambos tipos de herramientas realizan evaluaciones de diferentes niveles de
profundidad. Para una rápida orientación del sentido ambiental del producto
pueden emplearse herramientas cualitativas y cuantitativas simplificadas que
resultan de ágil operatividad. No obstante, para un conocimiento real del impacto
ambiental del producto debe hacerse un análisis más profundo, posibilidad que
solo brindan las herramientas cuantitativas, pudiendo ser superadas mediante la
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
11
combinación adecuada de estas con las cualitativas (Chambouleyron y col.,
2003).
Las herramientas de análisis cualitativo son en su mayoría empleadas para
reemplazar el análisis de los cálculos, típico de las herramientas cuantitativas.
En este sentido el análisis cualitativo presenta algunas debilidades. Es evidente
la necesidad de utilizar el potencial de las herramientas cualitativas como
complemento de las herramientas cuantitativas en la medición de aspectos que
estas no contemplan en lugar de querer remplazarlas, puesto que las
cuantitativas permiten realizar comparaciones objetivas de impacto entre
diferentes sistemas, considerando todos los flujos de materia y energía
consumidos y emitidos durante todo el ciclo de vida.
Una vez que se implementan estrategias de P+L, los ahorros empiezan a
reflejarse en los costos de producción, hasta que los nuevos costos son
inferiores a los existentes antes. En este momento la empresa se encuentra en
una ventaja competitiva frente a las que siguen utilizando sistemas tradicionales
de producción. Por lo que la P+L es muy llamativa desde el punto de vista
económico (Rigola, 1998; CCPI, 2000; UNEP, 2000).
La estrategia de implantación de P+L requiere la identificación de los problemas
ambientales, así como la evaluación ambiental de las modificaciones propuestas
mediante la aplicación de otras herramientas como el ACV, que es una de las
herramientas más útiles para aplicar los conceptos de prevención de la
contaminación.
Diferentes investigadores plantean que la evaluación de la sostenibilidad de
tecnologías requiere considerar el ciclo de vida completo del producto, enfatizan
que actualmente el ACV puede considerarse una de las mejores herramientas a
emplear en esta dirección, por considerar todos los efectos del proceso en el
ecosistema y la población que puedan poner en peligro las presentes y futuras
generaciones (UNCED, 1992; Zaror, 2000; Dewulf et. al., 2000; Dewulf and Van
Langnhove, 2002).
Por otra parte, Burgess y Brennan (2001) plantean que el análisis tradicional de
la ingeniería de procesos que se extiende para incluir la evaluación de las
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
12
consecuencias para el medio ambiente usando ACV, puede maximizar su
eficacia como herramienta en este sentido.
Por ser el ACV una de las herramientas más útiles y desarrolladas para aplicar
los conceptos de prevención de la contaminación, que se destaca por realizar
una valoración ambiental objetiva y cuantitativa, se abordará con mayor
profundidad en el epígrafe siguiente.
1.3 Análisis de Ciclo de Vida Los primeros estudios de análisis de ciclo de vida datan de los años ‘60 y ‘70.
Inicialmente, se limitó a simples balances de materiales y energía a lo largo del
proceso. Dada la relación entre el consumo energético, de recursos materiales y
las emisiones de residuos, no fue difícil evolucionar hacia el ACV actual. El primer
ACV fue comisionado por la Coca Cola en 1969, para evaluar diferentes tipos de
envases desde el punto de vista del consumo de recursos y generación de
residuos. La implementación de esta herramienta fue madurando en el mundo
industrializado, hasta hoy (INNOVA, 1997; Zaror, 2000).
De aquí que, el ACV es una técnica relativamente nueva; tiene los primeros
desarrollos metodológicos en los años 60, pero ha tomado auge a partir de los
años 90. Se basa en una estructura donde el impacto ambiental del producto lo
determina la sumatoria de todos los impactos durante el ciclo de vida. Su
importancia está dada porque relaciona los impactos con los problemas
ambientales y permite establecer prioridades para definir estrategias preventivas
de mejoramiento del desempeño ambiental. Además, permite que antes de
iniciar un programa de mejora ambiental, se tenga toda la información para
poder cuantificar la magnitud de los problemas y definir las soluciones con mayor
seguridad. Por otra parte, evita desplazar los problemas de una etapa del ciclo
de vida a otra o de un medio a otro y favorece la adopción de patrones de
consumo y de producción sostenibles, por lo que es una de las herramientas de
gestión ambiental a las que se les predice una mayor expansión futura
(PNUMA, 2003; NC ISO 14 040, 2005).
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
13
1.3.1 Definición y metodología del ACV Las metodologías del ACV se basan en estándares desarrollados por la
Sociedad de Toxicología y Química Ambiental (SETAC, 1991) y la Organización
Internacional para la Normalización (ISO), conocidas como serie ISO 14 040, en
el marco de las normas para la gestión ambiental ISO 14 000. Fuentes como la
norma española UNE 150-040-96 (1998); SETAC (1998); Sáenz y Zufia (2006);
Rieradevall (1999), ofrecen definiciones de ACV similares a la de la NC ISO 14
040 (2005) que plantea, que el ACV es una técnica para determinar los aspectos
ambientales e impactos potenciales asociados a un producto mediante la
compilación de un inventario de entradas y salidas del sistema, evaluación de
impactos ambientales asociados a las mismas e interpretación de los resultados
de las fases de inventario y evaluación de impactos con relación a los objetivos
del estudio. La técnica utilizada en ACV es la creación de modelos. Se elabora
un modelo del complejo sistema utilizado para producir, transportar, usar y
eliminar un producto, resultando en un árbol de procesos con todos los aspectos
relevantes. Se recopilan todas las entradas y salidas, obteniéndose una larga
lista de entradas y salidas, que en muchos casos es difícil de interpretar. Durante
la evaluación del impacto, se usa otro modelo para describir la relevancia de
entradas y salidas (modelo de mecanismo ambiental).
Las aplicaciones más importantes del ACV son: análisis de la contribución de
estados de ciclos de vida a la carga ambiental general, con el objetivo de tratar
preferentemente los puntos débiles; mejora del producto o proceso, comparación
de productos con similar función, comparación de opciones de procesos
tecnológicos o manejo de residuos, evaluación de nuevos productos, planeación
y evaluaciones estratégicas (Goedkoop and Oele, 2004; Gaudreault et. al.,
2006).
Un estudio de ACV se puede hacer para diferentes niveles de profundidad, la
tendencia actual es a realizar estudios simplificados. Diferentes autores, Fullana
(1997); Rieradevall (1999, 2000); Sáenz y Zufía (2006); Randa Group S_A
(2002); Rodríguez (2002a); NC ISO 14 040 (2005) analizan las etapas de un
ACV, como se muestra en la Figura 1.2.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
14
Definición del objetivo y alcance del estudio
Análisis de Inventario
Evaluación de impactos
Interpretación del estudio
Figura 1.2 Fases de un ACV de un producto en general.
En correspondencia con estas fases, hay cuatro estándares ISO especialmente
designados para la aplicación del ACV, que en Cuba se corresponden con las
NC ISO 14 040- NC ISO 14 043.
La definición del objetivo y alcance permite definir el propósito y extensión del
estudio, y contiene una descripción del sistema estudiado. Resultan importantes
la unidad funcional del producto o servicio entregado y la distribución. ISO
recomienda evitar distribuciones, de no ser posible, distribuir el perjuicio
ambiental en base a una causalidad física o una base socioeconómica (NC ISO
14 041, 2000; Vink, 2003; Goedkoop and Oele, 2004).
La recolección de datos es la tarea más exigente en cuanto a la ejecución del
ACV. En general, se requiere dibujar un diagrama de flujo del sistema, colectar
datos de uso de recursos y emisiones de todos los procesos, utilizando distintas
fuentes de datos (Bases de datos de ACV, reportes, artículos científicos,
investigaciones en el lugar, conocimientos de expertos), construir un modelo del
sistema y calcular el uso de recursos y emisiones del producto estudiado (NC
ISO 14 041, 2000; Llanes y col, 2005a; Bjorklund, 2006).
Los resultados del inventario constituyen una lista de emisiones y materias
primas que en muchos casos cubre cientos de sustancias, lo que lo hace muy
difícil de interpretar, pero tiene la ventaja de ser un resultado detallado y no está
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
15
afectado por incertidumbres introducidas en la determinación del impacto
(Goedkoop and Oele, 2004). Esto permite combinar el método con otros más
precisos como el análisis termodinámico. La posibilidad de agregar aspectos
económicos a la metodología ACV ha sido discutida, sin embargo, estos debates
son confusos y no muy productivos. El acercamiento más productivo plantea
expresar temas sociales y ambientales por medio de obligaciones y costos
intangibles (Vink, 2003), por lo que hasta el momento es mas factible la
utilización del ACV como un complemento imprescindible del Análisis Técnico-
Económico de forma que se pueda hablar de un Análisis Técnico- Económico y
Ambiental de Alternativas.
La evaluación de los impactos es el proceso técnico para caracterizar y evaluar
los efectos ambientales de las entradas y salidas identificadas en el análisis de
inventario, con el fin de determinar la importancia relativa de cada uno de los
elementos del inventario y agregarlos a un sistema pequeño de indicadores, o a
un indicador (Vink, 2003).
Existen múltiples metodologías para la evaluación de impactos ambientales y
aún no existe un consenso generalizado sobre cuál es la mejor. La NC ISO 14
042 (2001), en los métodos de evaluación de impacto distingue elementos
obligatorios, como clasificación y caracterización y elementos opcionales como
agrupación y ponderación; el resultado final de estas últimas etapas o
valoración, debe ser un número que indica la bondad ambiental del producto.
La valoración es el paso más difícil y controvertido de un ACV, ya que la
ponderación relativa de las categorías presenta cierto grado de subjetividad y es
la menos desarrollada actualmente. Esta se refiere a la evaluación cuantitativa/cualitativa de la importancia relativa de las distintas categorías de
impacto. El objetivo de la valoración es la agregación de los datos del análisis de
impactos, se obtiene un perfil ambiental ponderado que conduce a un único
índice ambiental global para el sistema (Rieradevall, 1999; Vink, 2003; LLanes y
col, 2005a). La selección del método y categorías de impacto se basa en el nivel
deseado de agregación de los resultados.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
16
En la fase de interpretación de los resultados se combinan los resultados del
análisis de inventario con la evaluación de impacto, para derivar las conclusiones
y/o recomendaciones, se analizan los resultados de los análisis de sensibilidad e
incertidumbre. Además, se requiere información sobre aspectos como economía,
comportamiento del producto y opinión pública. Optativamente, se realiza un
análisis de mejoras.
La revisión crítica verifica que los métodos utilizados son consistentes con las
normas vigentes, científica y técnicamente válidos; los datos son apropiados y
razonables; las interpretaciones reflejan las limitaciones planteadas y el objetivo
e informe del estudio son consistentes. Se utilizan procedimientos como el
Análisis de Incertidumbre, el Análisis de Sensibilidad y el Análisis de
Contribución, para entender la incertidumbre de los resultados, y qué procesos
son significativos en los mismos (NC ISO 14 043, 2001; Vink, 2003; Goedkoop
and Oele, 2004; Sáenz y Zufia, 2006).
1.3.2 Eco-Indicadores del ACV
En el mundo y en especial en Europa, se han desarrollado diferentes
indicadores que miden cuantitativamente el impacto ambiental para diferentes
productos, respaldados por bases de datos como la de la Oficina Federal Suiza
del Medio Ambiente, Bosques y Paisajes (Bundesamt für Umwelt, Wald und
Landschaft (BUWAL)), Ecoinvent y otras. (Ecoinvent Centre, 2003; Fernández y
col., 2003; Intxaurraga, 2003) En la Tabla 1.2 (ANEXO 1) se relacionan
indicadores disponibles para estudios de ACV; entre los más empleados y sus
limitaciones fundamentales se pueden mencionar: CML 1992 (no incluye ruido,
metales pesados, combustibles fósiles, emisión de partículas finas, uso de tierra
y agua); Eco-indicador 95 (no incluye ruido, combustibles fósiles, el uso de tierra
y agua), Eco-indicador 99 (no incluye ruido y uso del agua). (Rauberger y
Wagner, 1999; Aranda, 2008).
El Eco-indicador 99 incluye más aspectos y por tanto es más complejo que CML
1992, Eco-indicador 95 y otros usados en la práctica. Es un método de ACV
desarrollado por PRé Consultans en 1999, que ha demostrado ser una poderosa
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
17
herramienta para los diseñadores a la hora de interpretar los resultados de los
ACV mediante una base de datos validada por expertos europeos. El mismo
considera 11 categorías de impacto agrupadas en tres categorías de daños
(Salud Humana, Calidad del Ecosistema y Recursos). Este indicador refleja el
estado actual de la metodología del ACV y de su aplicación. Esto no significa,
desde luego, que se hayan solucionado todos los problemas. La ciencia
ambiental, la tecnología de los materiales y la metodología del ACV se seguirán
desarrollando y deben producir mejoras futuras del Eco-indicador (Goedkoop y
col, 1999; Rieradevall y Vinyets, 1999; Goedkoop and Spriensma, 2001a,b; PRé
Consultants, 2001a,b; Vivancos, 2002; Goedkoop and Oele, 2004).
En el Eco-indicador 99, el sistema de medidas entre los diferentes aspectos
ambientales está dado por la aproximación en función de los daños, es decir, la
relación entre el impacto y el daño a la salud humana, al ecosistema y a los
recursos. Aunque este incluye los impactos más relevantes para cada categoría
de daño, existen otros que no han sido incluidos, por lo que el método no es
100% completo. Pero este mejora la metodología de cálculo del Eco-indicador
95 y amplía la lista de impactos al considerar la disminución de los recursos, el
uso del suelo y radiación de iones, además, el modelo de daños se basa en
métodos más científicos y fiables. Se incluye una base científica mejorada y se
incluyen otras importantes mejoras.
En los daños a la salud humana se incluye el número y duración de
enfermedades y años de vida perdidos por causas ambientales. Los principales
daños aquí incluidos están dados por: enfermedades infecciosas,
cardiovasculares y respiratorias debidas a cambios climáticos; cáncer por
radiaciones iónicas, sustancias cancerígenas y agotamiento de la capa de
ozono; enfermedades respiratorias debido a químicos tóxicos (orgánicos e
inorgánicos) y daños a los ojos debido al agotamiento de la capa de ozono. Para
agregar los diferentes tipos de daños en esta categoría se utiliza la unidad DALY
(Invalidez Ajustada a Años de Vida), como una herramienta para el peso
comparativo de invalideces diferentes en una escala entre 0 y 1 (0 significa
completamente saludable y uno la muerte).
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
18
La diversidad de las especies, especialmente de plantas vasculares y
organismos sencillos, se usa como un indicador para la calidad del ecosistema.
El daño viene expresado como un porcentaje de especies que se amenazan o
desaparecen en un área dada durante un cierto tiempo. Los efectos vienen
dados por: ecotoxicidad (Fracción Potencialmente Afectada (PAF) de especies
expuestas a tensión tóxica), acidificación/eutrofización (se considera que el daño
es causado por un mecanismo bioquímico diferente y complejo) y uso y
transformación del suelo (Fracción Potencialmente Desaparecida (PDF)).
En daños a los Recursos, solo se modelan los recursos minerales y
combustibles fósiles, se incluye la necesidad extra de energía para extraer
mineral de baja calidad y recursos fósiles en el futuro. El uso de los recursos
agrícolas se considera que es cubierto adecuadamente en uso del suelo. Los
recursos bióticos que se extraen directamente de la naturaleza, como los peces
y las plantas de reserva o salvajes, no son hasta ahora modelados. No se
considera la cantidad de recursos como tal, sino la estructura cualitativa de
estos. Se tiene en cuenta como elemento principal de calidad del recurso, la
concentración del mismo. En lugar de modelar el aumento de la concentración
de contaminantes se modela la disminución de la concentración de recursos
minerales. La unidad de esta categoría de daño es la energía requerida para
extraer el material en MJ/kg de material extraído.
El Eco-indicador 99 no incluye algunos impactos, que pueden ser relevantes
para la Salud Humana (ruidos, trastornos endocrinos, otros efectos no
carcinogénicos y no respiratorios de algunas sustancias); para la Calidad del
Ecosistema (efecto invernadero, disminución de la capa de ozono {ambos
incluidos en Salud Humana} y el efecto de los fosfatos) y para los Recursos (uso
del agua) (PRé Consultants, 2001a, b).
La medida de las categorías de daño, se realiza por modelos de daños
complejos que relacionan los datos de inventario con el impacto que provocan y
este con los daños por medio de análisis de destino, exposiciones, efectos y
análisis de daños. De la ponderación de estas categorías de daño se obtiene el
Eco-indicador, expresado en “punto Eco-indicador” (Pt), cuyo valor no es muy
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
19
relevante, su principal objetivo es de comparación (1 Pt equivale a la centésima
parte de la carga ambiental anual de un ciudadano europeo medio) (Goedkoop
and Spriensma 2001a, b.
1.3.3 Herramientas informáticas para el ACV de un producto, proceso o servicio. Basados en la metodología del ACV se han desarrollado numerosos programas
para facilitar su cálculo como los que se relacionan en la Tabla 1.3 (ANEXO 2).
La mayoría de estos programas incluyen bases de datos que pueden variar en
extensión y calidad de dichos datos. En ellos se introducen los datos que
configuran el inventario para posteriormente realizar los cálculos propios de la
fase de la Evaluación de Impacto, obteniéndose los resultados para las
diferentes categorías de impacto elegidas. Algunos de estos programas realizan
análisis de sensibilidad e incertidumbre. Entre las herramientas informáticas que
soportan el procedimiento del ACV, se destacan: el Eco-it, el Boustead, GaBi 4 y
el SimaPro (Pré Consultants, 2001a, b; BCL, 2004; GaBi 4, 2006).
El SimaPro constituye una herramienta poderosa que contiene distintos métodos
de evaluación de impactos y diferentes bases de datos de inventario propias y
bibliográficas, las cuales pueden ser editadas y ampliadas sin limitaciones, lo
que facilita el análisis, así como la representación gráfica de ciclos de vida
complejos en una forma sistemática y transparente, acorde a las normas de la
serie ISO 14 000, por lo que se puede adaptar a las condiciones de otros países
y comparar productos (PRé Consultants, 2006a, b; Randa Group S.A, 2006).
Entre las bases de datos utilizadas se destaca Ecoinvent, con gran variedad de
datos bien documentados, aplicación constante de límites de sistema y
distribución. Es un recurso muy amplio que satisface casi todas las necesidades
por datos de fondo (Rieradevall y col., 2000; Ecoinvent Centre, 2003; Aranda,
2008).
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
20
1.3.4 Casos de aplicación del ACV Muchos estudios demuestran la utilidad y el nivel alcanzado por las
metodologías de ACV, así como su potencialidad para la comparación de
alternativas: Wadhwa (2006) destaca este análisis como una herramienta muy
eficiente para la evaluación de tecnologías y expresa la posibilidad de extender
el análisis “cradle to grave” a “cradle to cradle” mediante la recuperación de
materiales de rellenos sanitarios o cenizas volantes por ejemplo, como fuente de
materiales primarios. Se destacan trabajos aplicados a la comparación, tanto de
productos con similar función, como opciones de procesos tecnológicos o de
manejo de residuos (Acosta and Rieradevall, 2005; Wittgren and Elmquist, 2004;
Muñoz et. al., 2004; Rivela et. al., 2006; Mitchell y Arena, 2000). Bernesson
(2004, 2006), aplica el ACV a la comparación de producciones a pequeña,
mediana y gran escala, demostrando que los resultados dependen del método
de asignación de la carga ambiental usado.
Los sistemas agrícolas consisten en complejos e interrelacionados componentes
y mayormente las investigaciones se dirigen a áreas o componentes específicos,
con poca frecuencia se considera el impacto del sistema completo en el
ambiente y la salud humana, lo cual requiere cálculos complejos, por lo que se
imponen estudios como el ACV que propicien acercamientos reales a estos
análisis (Phipps, 2006). Recientemente, se han realizado contribuciones en este
sentido al usarse el ACV para definir y comparar la carga ambiental asociada a
actividades agroindustriales. La metodología del ACV en este sector se ha
desarrollado en la última década y se han mostrado avances en términos
metodológicos y de disponibilidad de datos en las diferentes conferencias de
ACV de alimentos celebradas. Se destaca la comparación de alternativas
enfocadas a la producción y consumo sostenibles (Braschkat, 2004; Rosing,
2004; Wittgren, 2004; Basset-Mens, 2004; Erzinger, 2004). En la agroindustria
azucarera se han realizado algunas contribuciones, aunque mayormente en la
industria de azúcar de remolacha y fundamentalmente centrados en el aspecto
energético. Renouf (2002) presenta un ACV preliminar de la electricidad
generada de la combustión del bagazo de caña de azúcar en Queensland.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
21
Identificó la necesidad de metodologías para comparar alternativas con
argumentos ambientales.
Von Blottnitz et.al. (2006) muestran la importancia del ACV para la producción de
etanol a partir de biomasa, mediante el análisis de comparaciones del bioetanol
con combustibles fósiles, pero la mayoría dirigidas a balances de energía y
emisiones de gases de efecto invernadero, algunas evalúan determinado rango
de categorías de impacto y sólo siete realizan ACV completos, referidos a la
remolacha, uno al bagazo y los restantes a otras biomasas (Kaltschmitt et.
al.,1997; Kadam, 2002; Puppan, 2002; Reinhardt and Uihlein, 2002; Hu et. al.,
2004; Sheehan et. al, 2004; Tan. and Culuba, 2002). Estudios de Pimentel
(2003); Niven (2005); Quirin et. al. (2004); Patzek (2006); Berthiaume (2001)
muestran resultados no favorables en la evaluación de la sostenibilidad del
bioetanol y otros reportan ventajas en la reducción del uso de recursos y
calentamiento global, pero desventajas respecto a la acidificación y toxicidad,
fundamentalmente durante el cultivo y procesamiento de la biomasa. No
obstante, de las fuentes de bioetanol, el cultivo de la caña de azúcar en regiones
tropicales resulta el más eficiente con respecto al uso de la tierra y reemplazo de
combustibles fósiles (Von Blottnitz et.al., 2006).
Ramjeawon (2004) demuestra que el ACV es una herramienta útil para evaluar
el impacto ambiental de la producción de azúcar de caña y decidir opciones de
mejora del desempeño ambiental de esta industria, evaluando siete categorías
de impacto, para las cuales, el cultivo y cosecha de la caña aportan el mayor
impacto ambiental.
En Cuba se han realizado algunas contribuciones al desarrollo de esta
herramienta (Llanes, E. y col, 2005a, b), este estudio sólo se ha enfocado al
aspecto energético y considerando tres categorías de impacto (Calentamiento
Global, Acidificación, Formación de partículas en suspensión). Rodríguez
(2002b) aplica el ACV para obtener una estrategia de mejoras ambientales,
usando el Eco-indicador 95.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
22
Contreras (2009) realiza un estudio comparativo del uso de los subproductos de
la cana de azúcar en Cuba, demostrando la ventaja ambiental de la valorización
de residuos y subproductos de esta industria.
Pérez (2009), realiza la evaluación de impacto mediante análisis de ciclo de vida
en la empresa azucarera Panchito Gómez Toro de la provincia Villa Clara, donde
se evidencian los beneficios ambientales por la alta eficiencia energética en esta
empresa.
No obstante, en este sector se requiere continuar trabajando para lograr obtener
la evaluación en las restantes empresas del país.
Capítulo I: Revisión bibliográfica
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
23
Conclusiones Parciales: 1. El ACV constituye una de las mejores herramientas que se utilizan para
evaluar la sostenibilidad de los procesos tecnológicos, ya que relaciona los
impactos ambientales y da la posibilidad de establecer las prioridades para
definir estrategias preventivas para el mejoramiento del medio ambiente.
2. El software, Sima Pro 6.0 constituye una poderosa herramienta para el ACV,
el cual tiene varias ventajas para el análisis del desempeño ambiental de
procesos, productos y servicios.
3. Los diferentes estudios de ACV realizados a diversos productos demuestran
la utilidad y el nivel alcanzado por este en la actualidad, así como los
resultados obtenidos para la industria azucarera que evidencian la necesidad
de continuar desarrollando estos estudios, sobre todo en nuestro país.
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador. Inventario de ciclo de vida.
2. Aplicación de la metodología a la producción de azúcar crudo.
En este capítulo, la metodología del Análisis de Ciclo de Vida (ACV), desarrollada por
Contreras (2007) para la industria azucarera, se aplica al proceso de obtención de
azúcar crudo en la Empresa Azucarera "Ecuador", teniendo en cuenta las
particularidades del proceso en estudio, lo que permite complementar, desde el punto
de vista ambiental, los análisis técnico-económicos que se han venido realizando en
esta fábrica y contribuir a la toma de decisiones encaminadas a lograr P+L.
2.1. Definición del objetivo y alcance del ACV (NC ISO 14041, 2000).
2.1.1. Objetivo.
El estudio tiene como objetivo identificar y cuantificar los impactos ambientales que
tienen lugar durante todo el ciclo de vida del producto, lo que permite establecer las
mejoras necesarias para alcanzar un comportamiento ambiental acorde a las
exigencias actuales.
2.1.2. Alcance del estudio.
2.1.2.1. Función y descripción del sistema en estudio.
La función principal del proceso es la obtención de azúcar crudo a partir de la caña de
azúcar. En esta etapa es necesario conocer detalladamente el proceso, las operaciones
unitarias que la conforman y las conexiones de materiales y energía existentes entre
ellas.
El sistema está en correspondencia al ciclo de vida del proceso de obtención de azúcar
crudo que se divide en tres etapas: Agrícola, Industrial, Distribución y Consumo.
(Contreras, 2007; Pérez, 2004). En la Figura 2.1 se representa el modelo del ciclo de
vida del proceso en estudio especificando las corrientes de entradas y salidas al
24
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
sistema, referidas al consumo de materias primas, insumos, agua y energía, obtención
de productos, subproductos y las emisiones al medio ambiente.
``
`
`
Recursos Energéticos
Recursos Materiales
Recurso Agua
Recurso Suelo
CAÑA DE AZÚCAR
Producción de Fertilizantes
Producción de Herbicidas
Producción de Pesticidas
Producción de Diesel
ETAPA AGRÍCOLA
Emisiones al Aire
Energía Eléctrica Cenizas
Producción de HCl
Producción de Ca(OH)2
Producción de NaOH
Producción de Floculantes
Miel B Cachaza
ETAPA INDUSTRIAL
Emisiones al Agua
Emisiones al Suelo
ETAPA DISTRIBUCIÓN Y CONSUMO
Figura 2.1 Modelo del ciclo de vida de la producción de azúcar crudo en la Industria Azucarera.
En la Etapa Agrícola se realiza el cultivo de la caña de forma convencional, incluye
diferentes operaciones como se observa en la Figura 2.2 (Anexo 3), las cuales se
pueden resumir en: preparación de la tierra, atenciones culturales requeridas por la
planta en su proceso evolutivo, cosecha y finalmente la transportación hacia el ingenio.
25
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Es importante destacar que en esta etapa se requieren diferentes productos como
fertilizantes químicos u orgánicos, pesticidas, herbecidas, agua para regadío,
combustibles fósiles para todas las actividades agrícolas, lo cual contribuye a elevar los
impactos ambientales que tienen lugar en la misma.
La Etapa Industrial considera todo el proceso, desde la entrada de la caña al central
hasta la obtención del azúcar crudo donde se destacan como etapas fundamentales: la
extracción del jugo, purificación, concentración, cristalización y centrifugación. En la
Figura 2.3 se detallan las operaciones de esta etapa con la identificación de sus
respectivas corrientes de entradas y salidas.
Figura 2.3. Esquema de producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.
26
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
La caña de azúcar arriba al central en camiones o vagones de ferrocarril, proveniente
de los centros de acopio, esta es descargada en el patio y según las necesidades en el
basculador. Desde aquí es elevada por esteras transportadoras de caña hasta los
rompe bultos, los que acondicionan el colchón de la caña para pasar a los gallegos o
niveladores, facilitándole el trabajo a las cuchillas, equipo encargado de fragmentar la
caña. Esta operación tiene como objetivo fundamental romper la corteza exterior y
llegar hasta las celdas donde se encuentra contenida la sacarosa para facilitar su
extracción, pasando seguidamente a los molinos.
Este ingenio cuenta con seis molinos, cada uno tiene cuatro masas: alimentadora,
cañera, bagacera y superior. El primer molino es la desmenuzadora donde se extrae de
un 50-60% del jugo de la caña (jugo primario), luego a medida que se va moliendo, el
jugo de los últimos molinos se recircula a los primeros y se añade además agua de
imbibición para facilitar el proceso de extracción. El agua utilizada no es más que los
condensados contaminados provenientes de los últimos vasos del múltiple efecto y de
los tachos que son previamente recolectados. Toda el agua a consumir es añadida en
los últimos molinos a una temperatura alrededor de los 70 0C para impedir el desarrollo
de microorganismos patógenos, así como una mayor destrucción de los azúcares.
El bagazo generado en los molinos es transportado mediante los conductores de
bagazo a la estación de generación de vapor. De acuerdo a las necesidades se tamiza
bagazo y con la ayuda de un ventilador es conducido este bagacillo a la estación de
filtración para ser utilizado en la misma como se explica más adelante.
El jugo extraído es filtrado en un colador rotatorio situado a continuación del tren de
molinos con el objetivo de separar los sólidos groseros que contenga este (bagacillo,
paja, etc). A este jugo se le incorpora el jugo que se obtiene en la filtración de la torta,
operación que será abordada posteriormente, por lo que esta corriente se conoce como
jugo mezclado.
El jugo mezclado es bombeado a los calentadores por medio de bombas centrífugas
modelo Allis Chalmers, con las que se ha logrado, después de su instalación, una
disminución considerable del tiempo de retención del guarapo en el tándem. El
27
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
calentamiento del jugo es el primer paso dentro de la etapa de purificación del mismo.
Las fábrica cuenta con una batería de calentadores onolulos (cuatros bancos, cada uno
con cuatro calentadores) donde operan normalmente tres y uno se mantiene de
limpieza. Todos trabajan con el vapor de extracción de los pre-evaporadores y los
calentadores rectificadores de jugo claro (línea de 8-10 lbf/plg2). Los condensados son
recuperados como no contaminados y se utilizan como agua de alimentación a
calderas. En esta etapa se eleva la temperatura del jugo entre 102-105 ºC para pasar a
la alcalización del mismo. Se necesita homogeneizar la temperatura del jugo y eliminar
las burbujas de aire presentes en el seno del mismo, lo cual se logra mediante el
flasheo hacia la atmósfera.
En esta fábrica la alcalización del jugo, mediante la adición de lechada de cal, se lleva a
cabo de forma fraccionada, es decir, se alcaliza en frío, seguidamente de la etapa de
extracción y luego se rectifica en caliente. La lechada de cal utilizada se prepara con cal
viva en la planta de cal que existe en el ingenio, la cual debe tener un contenido de
óxido de calcio mayor de 85%.
La alcalización en caliente se lleva a cabo en los tanques flash con el objetivo de
neutralizar la acidez natural del jugo y favorecer el arrastre y sedimentación de las
macropartículas presentes en el mismo mediante el fosfato de calcio [(Ca3(PO4)2],
formado en la reacción entre el hidróxido de calcio y el ácido fosfórico presente en el
jugo. El jugo alcalizado tiene como control fundamental el pH, el cual debe estar entre
7,7 y 8,1.
Es necesario mantener los valores indicados de temperatura y pH en el jugo para evitar
efectos indeseados como la inversión de la sacarosa, destrucción de los reductores,
limitaciones en la precipitación de los fosfatos y otros compuestos orgánicos, lo cual
contribuye a aumentar el color del jugo, su viscosidad y disminución del rendimiento en
sacarosa. Cualquier alteración de este tipo contribuye a ineficiencias en la etapa de
clarificación que le precede e influye en la calidad del producto terminado con las
pérdidas correspondientes para la fábrica.
28
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
El jugo alcalizado pasa a los clarificadores de bajo tiempo de retención (BTR), los
cuales tienen menor volumen y tiempo de retención del jugo en esta etapa en
comparación a los que se empleaban anteriormente en la industria azucarera. La
fábrica cuenta con dos clarificadores de este tipo en los cuales ocurre el proceso de
sedimentación, obteniéndose un lodo y un jugo clarificado (jugo verde más claro y
brillante). Por lo general se añaden floculantes para facilitar la operación.
Los lodos obtenidos en los clarificadores pasan al área de filtración con el fin de extraer
el jugo residual retenido en la misma. Se les adiciona bagacillo para darle consistencia
a la torta y formar así una mezcla filtrante que permita trabajar en los filtros rotatorios al
vacío Oliver Cambell. La cachaza se debe obtener con un Pol aproximadamente igual a
2.7% y una humedad entre 70 y 76%. El agua de lavado utilizada proviene de los
últimos tres vasos del quíntuple efecto y debe tener una temperatura entre 60 y 70 ºC.
El jugo clarificado es sometido a una rectificación de la temperatura con el fin de elevar
esta debido a pérdidas de calor que se producen en las etapas anteriores y lograr
mayor eficiencia en la etapa de evaporación que le precede.
El agua contenida en el jugo clarificado es extraída por evaporación, obteniéndose un
jugo concentrado o meladura de color oscuro, mucho más densa y viscosa que la
corriente de entrada, alrededor de 63 ºBx y pureza entre 82 y 86%. Esta etapa cuenta
con dos pre-evaporadores y un quíntuple efecto. Una parte de las extracciones de los
pre-evaporadores y de los dos primeros vasos son destinadas a la etapa de
cristalización y el resto se condensa para ser usada como agua de reposición en las
calderas. Los condensados de los vasos restantes son empleados en la etapa de
filtración, como se abordó con anterioridad, como agua de lavado en las centrífugas y
para alimentar a los molinos.
La cocción es la etapa que le sigue a la evaporación, donde se obtienen las diferentes
masas cocidas. En este central solo se obtiene Masa Cocida A (MCA) y Masa Cocida B
(MCB) para lo cual se cuenta con nueve tachos de crudo; seis tachos para elaborar la
MCA y tres para la MCB. Todos trabajan con el vapor de extracción de los pre-
29
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
evaporadores y de los dos primeros vasos mencionado anteriormente (línea de 8-10
lbf/plg2).
Las masas cocidas son descargadas en los cristalizadores y cristalizan por
enfriamiento, formándose de esta forma los cristales de azúcar. Las masas cocidas
ricas en cristales de tamaño adecuado, son centrifugadas con el objetivo de separar los
cristales de sacarosa de las mieles. De la MCA se obtiene azúcar de primera (A) y
como co- producto de la operación Miel A (MA) que sirve como base para la obtención
de MCB. Al centrifugar la MCB se obtiene semilla B, la cual se usa como pie de templa
para producir la MCA y Miel B (MB) que es comercializada por el central unida al azúcar
de primera o comercial.
En esta área es fundamental controlar el Brix y la pureza tanto de las masas cocidas
como de las mieles. En este central se alcanza MCA con 93 0Bx aproximadamente y
valores de pureza entre 90 y 93%. La MCB alcanza valores de Brix entre 94 y 95 con
pureza variable entre 74 y 78%. Para valores superiores de Brix en las masas cocidas
las centrífugas no cargan parejo provocando deficiencias en la purga; si el Brix es bajo
puede ocurrir la reproducción de las masas cocidas. Si la pureza de las masas cocidas
es baja se producen dificultades en la purga trayendo como consecuencia el aumento
de color y la disminución de su Pol. Se debe tratar de que no ocurran reproducciones
de las masas cocidas para lograr uniformidad en el tamaño del grano.
También es importante controlar el agua de lavado para lograr obtener el azúcar
comercial con los parámetros establecidos y no se produzcan pérdidas de sacarosa por
dilución. El agua utilizada son los condensados contaminados provenientes de los tres
últimos vasos del múltiple efecto como se señaló anteriormente y de los tachos.
Para lograr un desarrollo adecuado de cada una de las etapas del proceso es necesario
diferentes sistemas auxiliares que complementen necesidades del proceso como:
tratamiento de agua para calderas, vapor, electricidad y preparación de la Lechada de
Cal, las cuales se abordan a continuación.
30
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Tratamiento de agua para calderas
El agua alimentada a calderas proviene de los condensados no contaminados de los
calentadores de jugo mezclado y de agua cruda proveniente de pozos. Se necesita
usar agua de una fuente externa pues no se suplen las necesidades con los
condensados debido a inestabilidad en la molida por lo que es necesario un tratamiento
de la misma para mejorar sus características físico-químicas antes de ser alimentada a
las calderas.
Preparación de la Lechada de Cal.
La planta de preparación de la Lechada de Cal es otro sistema auxiliar presente en esta
fábrica, en ella se disponen de tres tanques mezcladores de apagado, dos de 28,31 m3
de capacidad y uno de 41,31 m3.
Generación de vapor.
El vapor usado en el proceso es generado en la propia fábrica usando como
combustible exclusivamente bagazo que es un co-producto de la etapa de extracción
del propio proceso. El sistema de generación de vapor está compuesto por cinco
generadores de vapor cuyas características se reportan en la Tabla 2.1 Anexo 4.
Generación de energía eléctrica.
En este sistema se genera toda la energía eléctrica necesaria en la fabricación y el
excedente lo exporta al Sistema Electroenergético Nacional (SEN). El mismo cuenta
con tres turbogeneradores que utilizan el vapor de alta presión producido en los
generadores de vapor. El vapor sale de estos a una presión de 20 lbf/plg2 para ser
reutilizado en equipos tecnológicos (pre- evaporadores y calentadores rectificadores de
jugo claro). Las características de los turbogeneradores se resumen en la Tabla 2.2
Anexo 5
2.1.2.2. Selección de la unidad funcional
La unidad funcional se define en función del objetivo del estudio y se le refieren todas
las entradas (materias primas, energía, insumos, recursos) y salidas (productos,
31
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
subproductos, emisiones) del sistema en estudio. Debe ser medible y representativa de
todos los flujos del proceso.
Para el proceso en estudio la producción de azúcar crudo es la unidad más
representativa de todas las entradas y salidas; por lo que se toma como unidad
funcional la producción diaria: 771 toneladas de azúcar crudo.
2.1.2.3. Establecimiento de los límites del sistema
Los límites del sistema se condicionan al objetivo específico que se persigue en el
estudio donde se señalan las etapas o subsistemas a tener en cuenta en el ACV,
enmarcando lo que es objeto de estudio y lo que queda fuera de este. La región externa
a los límites se denomina el entorno del sistema, el cual actúa como fuente para las
entradas y como sumidero para las salidas.
Los límites del sistema, para el caso en estudio, están en correspondencia con los
mostrados en la Figura 2.1 por líneas de trazos discontinuos; no se considera la etapa
de distribución y consumo pues se requieren varias consideraciones lo que dificultaría el
análisis, por tanto no se enmarca como objeto de estudio.
La etapa agrícola es considerada como un sistema de producción y se incluyen los
procesos productivos de fertilizantes y pesticidas. También se incluyen los procesos de
producción de insumos empleados en la etapa industrial.
2.1.2.4 Establecimiento de las reglas de asignación de cargas ambientales.
No se aplica distribución de cargas ambientales. Se considera el azúcar como producto
principal, los diferentes subproductos como productos evitados y se extienden los
límites del sistema a la producción de los mismos (Contreras, 2007; Contreras y col,
2009).
2.1.2.5 Tipos de impacto a evaluar. Metodología.
La evaluación de los impactos ambientales generados durante el ciclo de vida del
azúcar crudo se realiza con el software SimaPro 7.1 usando la metodología del Eco-
indicador 99.
32
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Se escoge el Eco-indicador 99 por ser una metodología de ACV desarrollado por PRé
Consultans, que ha demostrado ser una poderosa herramienta para los diseñadores a
la hora de interpretar los resultados de los ACV mediante una base de datos validada
por expertos europeos. (Goedkoop y col, 1999; Goedkoop and Spriensma, 2001a, b;
Goedkoop and Oele, 2004; PRé Consultants, 2001a,b; Rieradevall y Vinyets, 1999;
Vivancos, 2002)
Se evalúan las 11 categorías de impacto consideradas en el Eco-indicador 99 con
ponderación basada en la perspectiva cultural jerárquica (Eco-indicador 99 (H) V2.1 /
Europa EI 99 H/A).
2.1.2.6 Suposiciones y limitaciones.
En esta fase del estudio se deben especificar las suposiciones o consideraciones que
se han asumido a lo largo del estudio (pues en algunos casos no se dispone de datos o
se desprecian los que no se consideran significativos). Así mismo, es necesario indicar
las limitaciones que se han introducido en el ACV como consecuencia de ello, ya que
puede influir en la interpretación de los resultados.
Las suposiciones realizadas durante el estudio se relacionan a continuación:
La unidad funcional se establece en correspondencia a la producción diaria
promedio en la zafra 2007 de la Empresa Azucarera Ecuador.
En la etapa agrícola se mantienen las mismas consideraciones que las reportadas
en estudios precedentes (Pérez, 2004, 2009; Pérez, y col. 2006; Contreras, 2007).
Los balances de materiales y energía se realizan en función de las características
propias del proceso en estudio.
No se cuantifican las emisiones de residuales líquidos en la etapa industrial pues no
son significativas en relación con las demás corrientes involucradas en el proceso
(Pérez, 2004; Contreras, 2007).
Se consideran los Residuos Agrícolas Cañeros (RAC) y las mieles como productos
evitados pues evitan el consumo de cantidades equivalentes de otros alimentos para
animales, como el maíz, por ser uno de los productos cuyo proceso aparece
explícitamente desarrollado en la base de datos de Ecoinvent, además se reporta en
33
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
la literatura que estos productos tienen un comportamiento comparable desde el
punto de vista nutritivo (Valdés, 1997; Contreras, 2007).
Se consideran las cenizas y la cachaza como productos evitados pues son
empleados como fertilizantes, disminuyendo el consumo de fertilizantes químicos
que comúnmente se emplean en la agricultura cubana y los cuales proceden de
procesos similares a los contenidos en la base de datos del Ecoinvent. (Ponce y
Balmaceda, 2000; Contreras, 2007)
No se considera el empleo de sistema de depuración de los gases de combustión.
El cálculo de los productos gaseosos de la combustión se realiza según la
metodología expuesta en CNE (2008). Las emisiones de nitrógeno se consideran
como emisiones de NOx y se asume combustión completa, es decir, no considera
emisiones de CO por constituir el CO2 el producto principal de la combustión del
carbono.
No se consideran emisiones a la ecosfera en la etapa de generación de energía
eléctrica.
Se genera energía eléctrica para satisfacer las necesidades del proceso y exportar
al SEN.
Se considera la energía eléctrica generada como un producto evitado pues evita el
consumo de combustibles fósiles por este concepto.
2.1.2.7 Requisitos de calidad de los datos. Es importante que los datos a manejar cumplan con los indicadores de calidad
necesarios para una interpretación adecuada de los resultados del ACV. En
correspondencia a estos el perfil de los datos se define de la siguiente forma:
Vigencia de los datos (temporalidad): En el caso de estudio, se obtienen los datos a
partir de los informes históricos de la Empresa Azucarera Ecuador correspondientes
a las tres últimas zafras, los cuales son analizados estadísticamente y se
seleccionan los más representativos para el proceso de evaluación de impactos.
Además, se complementan con los resultados de los balances de materiales y
34
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
energía, valores e índices reportados en la literatura, estudios similares de ACV,
estándares industriales, publicaciones periódicas o digitales referenciadas.
Cobertura geográfica: los datos se corresponden a la Empresa Azucarera Ecuador,
ubicada en el Municipio Baraguá de la Provincia de Ciego de Ávila.
Precisión: cuando los datos responden a un rango de valores, se trabaja con el valor
extremo que contribuya al mayor impacto ambiental. Se trabajó con el valor
promedio de azúcar producida durante la zafra 2007 y los valores asociados a esta
para las restantes variables.
Representatividad: se usan datos reales específicos del proceso base, de bases de
datos y de la literatura referenciada. El estado de la tecnología en su conjunto es
atrasado en comparación con lo que se reporta actualmente en la literatura.
2.2. Análisis de Inventario del Ciclo de Vida (AICV) (NC ISO 14041, 2000).
En el AICV se cuantifican todas las entradas y salidas que se dan a lo largo del ciclo de
vida del producto, en cada uno de los subsistemas que se consideran. El nivel de
detalle que se alcance en el inventario depende de la disponibilidad de los datos y del
grado de complejidad con que se obtengan. En correspondencia a lo manejado en el
SimaPro las categorías para el inventario de los datos son:
Entradas desde la Ecosfera (recursos naturales).
Entradas desde la Tecnosfera (recursos producto de la actividad del hombre).
Salidas a la Tecnosfera (productos, subproductos).
Emisiones a la Ecosfera (emisiones).
En la Tabla 2.3 se representan estas categorías desglosadas para cada una de las
etapas del ciclo de vida del proceso en estudio:
35
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Tabla 2.3. Categorías de inventario de datos por etapas.
Categoría de Inventario Recursos y Procesos
ETAPA AGRÍCOLA
Entradas desde la
Ecosfera
Uso del suelo, energía solar, agua.
Entradas desde la
Tecnosfera
Combustible, fertilizantes, pesticidas, caña de semilla,
operaciones agrícolas (siembra, cultivo, fertilización,
irrigación y cosecha), transporte.
Salidas a la Tecnosfera Caña de azúcar, RAC.
Emisiones a la Ecosfera Emisiones de nitrógeno y pesticidas al agua, emisiones
de pesticidas al suelo, emisiones de óxido nitroso al
aire.
ETAPA INDUSTRIAL
Entradas desde la
Ecosfera
Agua, Aire.
Entradas desde la
Tecnosfera
Caña de azúcar, CaO, Na(OH), HCl, transporte, energía
eléctrica.
Salidas a la Tecnosfera Azúcar comercial, Miel B, Energía eléctrica, cenizas y
cachaza.
Emisiones a la Ecosfera Emisiones de residuales líquidos al agua.
Emisiones de los productos gaseosos de la combustión
al aire, material particulado
Se coleccionan los datos semanales durante las zafras 2007 y 2009. Los resultados
correspondientes al año 2007 aparecen en la tabla 2.4 del Anexo 6 y los del año 2009
en la Tabla 2.5 del Anexo 9. De los análisis estadísticos de dichos resultados se
observa una gran dispersión de los datos, obteniéndose valores muy altos de varianza y
Desviación Standard para todas las corrientes significativas en el proceso,
36
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
fundamentalmente para la caña molida, consumos de agua y otros insumos, así como
para las producciones de azúcar, miel y cachaza. Además, se obtiene valores
igualmente altos para el rango de variación de dichas variables, lo que evidencia, la
gran inestabilidad en la operación de dicha fábrica. Este comportamiento es
característico de la industria azucarera cubana, la cual constituye un típico proceso
estocástico o aleatorio por la variabilidad de la materia prima por diferentes razones,
inestabilidad en la operación y otros factores propios de esta industria.
En el Anexo 8 aparecen los resultados de los Balances de Materiales y Energía,
desarrollado mediante Excel. Se observa que el comportamiento real del proceso se
aleja de los resultados del Balance de Materiales, fundamentalmente, los valores de
azúcar producida, mieles, insumos muestran las mayores diferencias, lo que evidencia
la gran incertidumbre en el proceso de dicho complejo agroindustrial.
Para la Evaluación de Impacto mediante el Software Sima Pro se seleccionaron los
datos de la zafra 2007 por contar con mayor número de datos, ser los más completos y
donde se muestra un funcionamiento más estable de la empresa.
En las Tablas 2.6 y 2.7 aparecen los resultados promedios de la etapa agrícola e
industrial que se utilizan para el proceso de Evaluación de Impactos, los que
constituyen el inventario primario para dichas etapas.
Tablas 2.6 Resultados de Inventario primario para la Etapa Agrícola
Corrientes de Entrada desde la Ecosfera
Corriente Unidad Valor
Energía Solar GJ/d 9.53E+06
Ocupación del terreno m2/d 9.89E+04
Agua m3/d 4.55E+04
Corrientes de Entrada desde la Tecnosfera
Diesel kg/d 3.53E+07
Semilla de caña kg/d 1.96E+04
37
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Pesticidas
Diuron kg/d 58.84 Glifosfato m 3/d 0.07044 Gesapox 80 Kg/d 51.15 MSMA 72 m 3/d 0.08032 Esterisoctílico 48 m 3/d 0.11080 Asulfox F m 3/d 0.06922 Finale 15 m 3/d 0.04016 Merlin 75 kg/d 4.34 Cometa m 3/d 0.03926 Fertilizantes
Urea Kg/d 19780 Superfosfato Triple Kg/d 9890 Cloruro de Potasio Kg/d 15820 Corrientes de Salida a la Tecnosfera
Caña de azúcar kg/d 7.06E+06 RAC kg/d 1.52E+06 Emisiones a la Ecosfera
Emisiones al aire
De N2O kg/d 1.75E+01 Emisiones al agua
De pesticidas kg/d 4.61E-03
De Nitrógeno total kg/d 1.23E+00 Emisiones al suelo
De pesticidas kg/d 9.21E-02
.
38
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Tabla 2.7. Resultados de inventario primario para la Etapa Industrial.
Corrientes de Entrada desde la Ecosfera
Agua kg/d 2015124.23 Aire m3/d 8.65E+06
Corrientes de Entrada desde la Tecnosfera Caña de azúcar kg/d 7.06E+06 Cal Consumida kg/d 1.45E+04
Energía eléctrica kW-h/d 1.77E+05
Ácido clorhídrico kg/d 26.38
Alcohol Absoluto kg/d 2.87
Floculantes kg/d 2.09
Corrientes de Salida a la Tecnosfera Azúcar Comercial kg/d 7.71E+05
Miel B kg/d 1.07E+05
Energía eléctrica kW-h/d 10E+03 Cenizas kg/d 1360
Cachaza kg/d 2.99E+05
Emisiones a la Ecosfera Material Particulado kg/d 2580
Dióxido de carbono m3/d 9.52E+05
Dióxido de azufre m3/d 6.07E+02
Nitrógeno m3/d 3.80E+06
Vapor de agua m3/d 5.95E+06
39
Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Conclusiones Parciales:
1. En la fase de definición de objetivo y alcance se consideró incluir dentro de los límites
del sistema la etapa agrícola, etapa industrial y producción de insumos de ambas
etapas, tomando como unidad funcional la producción diaria de azúcar.
2. La utilización de los subproductos del proceso en la empresa objeto de estudio permitió
evitar la asignación de cargas ambientales, extendiendo los límites del sistema a la
producción de los productos evitados por el uso de dichos subproductos con diferentes
fines.
3. El análisis de inventario primario constituyen una amplia base de datos para la
evaluación del impacto ambiental en la empresa azucarera Ecuador y el análisis
estadístico de los resultados muestra una gran dispersión de los datos coleccionados,
evidenciando la inestabilidad de la operación en el mismo.
40
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
41
3.1 Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso. A partir de los resultados del inventario del Ciclo de Vida, se realiza la evaluación de los
impactos del proceso de obtención de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador
mediante el software SimaPro 7.1, utilizando la metodología del Eco-indicador 99. Como
primer resultado se obtiene el árbol del proceso. En la figura 3.1 se representa una sección
de dicho árbol.
En la figura se observa que del impacto total del proceso (1,75E7 Puntos), la mayor
proporción corresponde a la etapa industrial (1,06E7 Puntos) mientras el impacto
correspondiente a la etapa agrícola es de 6,94E6 Puntos. Esta información se complementa
con la de la Tabla 3.1, donde se presentan los resultados de contribución del sistema por
puntuación única, donde se observa explícitamente en orden decreciente el impacto de cada
uno de los procesos que intervienen en el mismo.
En la etapa agrícola se destaca el efecto del consumo de diesel seguido del consumo de
recursos naturales, de Urea y fosfato triple como fertilizantes. Además, se presentan
elevados valores de impacto debido a las actividades agrícolas de irrigación, cosecha,
transporte de la caña, siembra y obtención de la semilla. Por otra parte, se destaca el
impacto negativo (beneficioso) por concepto del uso de los RAC para la alimentación animal
(producto evitado).
El impacto de la etapa industrial esta dado fundamentalmente por el proceso de
cogeneración con bagazo, que en esta industria presenta valores muy elevados en relación
con las restantes etapas, seguido del consumo de cal, mientras se aprecia un elevado
impacto negativo por la valorización de la miel como producto evitado (alimento animal), la
generación de energía eléctrica a partir de bagazo y el uso de la cachaza para la
fertilización.
El impacto de la etapa industrial esta dado fundamentalmente por el proceso de
cogeneración con bagazo, que en esta industria presenta valores muy elevados en relación
con las restantes etapas, seguido del consumo de cal, mientras se aprecia un elevado
impacto negativo por la valorización de la miel como producto evitado (alimento animal), la
generación de energía eléctrica a partir de bagazo y el uso de la cachaza para la
fertilización.
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
42
1 pCAI Ecuador 2007
1.75E7
7.06E6 kgCaña de azucarEcuador 2007
6.94E6
3.53E7 kgDiesel, at
refinery/RER S
6.84E6
1.9E4 kgUrea, as N, at
regionalstorehouse/RER S5.54E3
1.96E4 kgSemilla de Caña de
azucar Ecuador
2.82E4
1.44E5 kgDiesel, at
refinery/RER S
2.78E4
9.9E5 m2Irrigating/CH S
Cuba
3.15E3
7.06E4 tkmTransport, lorry
16t/RER S
2.27E3
1.52E6 kgUse of RAC
Ecuador
-2.88E4
-1.54E5 kg
7.71E5 kgazucar Ecuador
2007
1.06E7
Grain maize IP, atfarm/CH S
-2.91E4
6.37E5 MJCogeneracion withbagasse Ecuador
20071.06E7
-1.93E4 kg 2.99E5 kgGrain maize IP, at use of cachaza
farm/CH S Ecuador 2007
-3.65E3 -4.38E3
-1.2E4 kgUrea, as N, at
regionalstorehouse/RER S-3.5E3
Figura 3.1.Árbol del Proceso en estudio.
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
43
Tabla 3.1 Contribución del proceso. Puntuación única
Empresa Azucarera Ecuador Metodo Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A
Indicador: Puntuación única
Proceso Unidad Total Caña de azúcar Azúcar
Total of all processes Pt 17509989 6939069.6 10570919Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 Pt 10577449 x 10577449Diesel, at refinery/RER S Pt 6864221.4 6864221.4 x Caña de azucar Ecuador 2007 Pt 88748.948 88748.948 x Irrigating/CH S Cuba Pt 3163.9017 3163.9017 x Transport, lorry 16t/RER S Pt 2273.7886 2273.7886 x Urea, as N, at regional storehouse/RER S Pt 2065.5659 5567.7071 - 3502.1412Combine harvesting/CH S Pt 1942.2939 1942.2939 x Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Pt 1894.1371 x 1894.1371Planting/CH S Pt 1267.1079 1267.1079 x Transport, tractor and trailer/CH S Pt 424.16773 304.36221 119.80552Semilla de Caña de azucar Ecuador Pt 360.76646 360.76646 x Fertilising, by broadcaster/CH S Pt 317.4712 317.4712 x Diuron, at regional storehouse/RER S Pt 49.312358 49.312358 x Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER S Pt 43.190097 43.190097 x Water, completely softened, at plant/RER S Pt 2.6536689 x 2.6536689Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Pt 1.6201038 x 1.6201038Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Pt 1.2916417 x 1.2916417Glyphosate, at regional storehouse/RER S Pt 0.09225834 0.092258342 x Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Pt -205.35478 3.6655382 -209.02031
Electricity, at refinery/RER S Pt -381.17865 x -381.17865Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Pt -791.07346 18.028472 -809.10193
Grain maize IP, at farm/CH S Pt -32859.911 -29212.382 -3647.5284
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
En la figura 3.2 se muestran los resultados de caracterización, se puede observar que
predomina el impacto de la etapa agrícola en la mayoría de las Categorías de Impacto, lo
cual se explica por el uso de combustibles fósiles (diesel), así como el uso de fertilizantes,
pesticidas y el uso de grandes extensiones de terreno para el cultivo de la caña. En la etapa
industrial se destaca el impacto por efectos respiratorios causados por compuestos
inorgánicos y acidificación- eutroficación debido a la emisión de material particulado y otros
gases como óxido de nitrógeno en el proceso de cogeneración.
Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Caña de azucar Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007
Carcinogens Resp. organics
Resp. inorganics
Climate change
Radiation Ozone layer Ecotoxicity Acidification/ Eutrophicati
Land use Minerals Fossil fuels
%
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Figura 3.2.Resultados de la Caracterización En la Tabla 3.1 se muestran los resultados ponderados, se aprecia que aún cuando el efecto
de la etapa agrícola predomina en la mayoría de las categorías de impacto, como se
mencionó anteriormente, y en la etapa industrial se presenta un impacto negativo para la
mayoría de las categorías, en las categorías efectos respiratorios de compuestos
inorgánicos y Acidificación – Eutrofización se obtienen valores de impacto significativamente
44
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
45
altos, solo comparables con el consumo de combustibles en la etapa agrícola, lo cual hace
que dicha etapa alcance el mayor impacto total.
Tabla 3.2. Resultados ponderados
Empresa Azucarera Ecuador Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A
Indicador: Ponderación por categoría de impacto
Categoría de impacto Unidad Total Caña de azúcar Azúcar Carcinogénesis Pt 3.21E+04 3.28E+04 -7.26E+02 Resp. orgánicos Pt 1.55E+03 1.55E+03 -7.26E-01 Resp. inorgánicos Pt 9.38E+06 5.09E+05 8.87E+06
Cambio Climático Pt 8.91E+04 8.93E+04 -1.37E+02 Radiación Pt 1.34E+03 1.35E+03 -6.01E+00 Capa de Ozone Pt 4.46E+02 4.46E+02 -1.82E-01
Ecotoxicidad Pt 2.85E+04 2.87E+04 -2.74E+02 Acidificacion/ Eutrofización Pt 1.75E+06 4.04E+04 1.71E+06 Uso del Suelo Pt 1.63E+05 1.66E+05 -2.60E+03 Minerales Pt 3.41E+03 3.46E+03 -4.78E+01
Comb. Fósiles Pt 6.06E+06 6.07E+06 -2.91E+03
Total Pt 1.75E+07 6.94E+06 1.06E+07 En la figura 3.3 se corrobora de forma ponderada el efecto del proceso sobre las categorías
de daños, donde la etapa agrícola produce el mayor impacto sobre los recursos por los
combustibles fósiles fundamentalmente y la etapa industrial sobre el ecosistema y la salud
humana por las razonas antes expuestas (respiración de compuestos inorgánicos y
Acidificación Eutroficación.
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / evaluación del daño
Caña de azucar Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007
Human Health Ecosystem Quality Resources
%120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
Figura 3.3.Evaluación de daños. En la figura 3.4 se corrobora que el mayor efecto sobre la categoría de efectos respiratorios
por compuestos inorgánicos lo produce la etapa de cogeneración con bagazo, en la etapa
industrial, lo cual se explica por las emisiones de material particulado y otros gases de
combustión. Además, es apreciable el efecto del consumo de diesel sobre esta categoría de
impacto en la fase agrícola.
46
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 Diesel, at refinery/RER SLime, hydrated, packed, at plant/CH S Irrigating/CH S CubaCombine harvesting/CH S Transport, lorry 16t/RER SUrea, as N, at regional storehouse/RER S Planting/CH STransport, tractor and trailer/CH S Fertilising, by broadcaster/CH SCaña de azucar Ecuador 2007 Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER SDiuron, at regional storehouse/RER S Water, completely softened, at plant/RER SSodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER SSemilla de Caña de azucar Ecuador Glyphosate, at regional storehouse/RER SPotassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER S
Total
DA
LY
340320300280260240220200180160140120100806040200
Figura 3.4. Contribución del proceso a la categoría de efectos respiratorios de compuestos inorgánicos. Seguidamente en la figura 3.5 observaremos que en la acidificación- eutrificación se
destacan los mismos procesos, cogeneración con bagazo y consumo de diesel por las
razones antes expuestas.
47
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 Diesel, at refinery/RER SCombine harvesting/CH S Transport, lorry 16t/RER SIrrigating/CH S Cuba Urea, as N, at regional storehouse/RER SPlanting/CH S Fertilising, by broadcaster/CH STransport, tractor and trailer/CH S Caña de azucar Ecuador 2007Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER SDiuron, at regional storehouse/RER S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER SWater, completely softened, at plant/RER S Semilla de Caña de azucar EcuadorHydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Glyphosate, at regional storehouse/RER SPotassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER S
Total
PDF*
m2y
r
20000000
18000000
16000000
14000000
12000000
10000000
8000000
6000000
4000000
2000000
0
Figura 3.5. Contribución del proceso a la categoría de Acidificación Eutroficación. En la categoría de uso del suelo, el principal efecto se produce por la etapa agrícola, en la
figura 3.6, se observa que se destaca el efecto de la producción, consumo de diesel, y el
cultivo de la caña, lo cual es lógico, pues la producción de diesel requiere la ocupación de
terreno con este fin y de igual forma el cultivo de la caña tiene éste como requisito
fundamental. Además, se destaca de forma satisfactoria el efecto que produce la sustitución
de maíz por el uso de los RAC para la alimentación animal (producto evitado).
48
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 kg (Caña de azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Diesel, at refinery/RER S Caña de azucar Ecuador 2007Semilla de Caña de azucar Ecuador Irrigating/CH S CubaUrea, as N, at regional storehouse/RER S Transport, lorry 16t/RER SPlanting/CH S Combine harvesting/CH STransport, tractor and trailer/CH S Fertilising, by broadcaster/CH SDiuron, at regional storehouse/RER S Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER STriple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER SGlyphosate, at regional storehouse/RER S Grain maize IP, at farm/CH SUse of RAC Ecuador
Total
PDF*
m2y
r
0.16
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
-0.02
Figura 3.6. Contribución a la categoría de uso del suelo Los principales efectos sobre los minerales están dados por el consumo de diesel, la
irrigación, el uso de urea y otros. No obstante en la etapa industrial se produce una gran
contribución a la disminución de este indicador por concepto de productos evitados. En la
figura 3.7 se observa como varias categorías de impacto como consumo de urea, maíz,
electricidad y otros fertilizantes aportan valores negativos por este concepto
49
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 kg (azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Transport, tractor and trailer/CH S Lime, hydrated, packed, at plant/CH SWater, completely softened, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER SSodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Electricity, at refinery/RER SPotassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER SGrain maize IP, at farm/CH S Urea, as N, at regional storehouse/RER Suse of coal ash Ecuador 2007 use of cachaza Ecuador 2007Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007
Total
MJ
surp
lus
1e-40e+0-1e-4-2e-4-3e-4-4e-4-5e-4-6e-4-7e-4-8e-4-9e-4-1e-3
-1.1e-3-1.2e-3-1.3e-3-1.4e-3-1.5e-3-1.6e-3-1.7e-3
Figura 3.7. Efecto sobre los minerales.
El efecto sobre los combustibles fósiles se aprecia fundamentalmente en el diesel, en la
etapa industrial, como se aprecia en la figura 3.8 los principales efectos se producen por la
Cal Hidratada, mientras la urea, la electricidad, y la miel aportan un impacto negativo por
concepto de producto evitado.
50
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 kg (azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización
Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Transport, tractor and trailer/CH SSodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER SWater, completely softened, at plant/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER STriple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER SGrain maize IP, at farm/CH S Urea, as N, at regional storehouse/RER Suse of coal ash Ecuador 2007 use of cachaza Ecuador 2007Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007
Total
MJ
surp
lus
0
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
-0.05
-0.06
-0.07
-0.08
-0.09
-0.1
-0.11
-0.12
Figura 3.8. Contribución del proceso a la categoría combustibles fósiles
La figura 3.9 muestra los resultados de ponderación donde se destaca los mayores efectos a
la salud humana por la etapa industrial, a los recursos por la etapa agrícola y seguida el
efecto al ecosistema por la etapa industrial.
51
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
Analizando 1 p (CAI Ecuador); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / ponderación
Caña de azucar Ecuador azucar Ecuador
Human Health Ecosystem Quality Resources
MPt
9
8.5
8
7.5
7
6.5
6
5.5
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
Figura 3.9. Resultados de la ponderación.
3.2 Interpretación de los resultados.
Del análisis de los resultados de la evaluación de impacto se corrobora que la empresa
azucarera Ecuador no presenta un buen desempeño ambiental. El valor de impacto total del
proceso es superior al obtenido en otras empresas azucareras evaluadas en el país
(Contreras, 2007, Pérez, 2009). Se observa un comportamiento atípico al que generalmente
se presenta en esta industria, la etapa industrial aporta un impacto mayor que la etapa
agrícola, aún cuando se logran significativas disminuciones del impacto en diferentes
categorías como resultado de la valorización de los subproductos del proceso. El impacto
está dado fundamentalmente por el proceso de cogeneración de electricidad con bagazo, lo
cual evidencia una pobre gestión energética en dicha empresa, lo cual no permite elevados
52
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
53
niveles de entrega de energía al Sistema Energético Nacional y se generan altas emisiones
gaseosas.
Esta situación esta dada fundamentalmente por el estado técnico de los generadores y
equipamiento en general y por la inestabilidad en la operación del proceso.
Además, existen altos consumos de diferentes productos como la cal, sosa y diesel en la
etapa agrícola.
Por esta razón se recomienda implementar un plan de medidas encaminadas disminuir el
impacto ambiental negativo del proceso. Entre las medidas se deben estudiar alternativas
para mejorar la gestión energética de la empresa:
Utilizar los RAC en función de este objetivo.
Analizar la posibilidad de instalar equipos separadores de partículas en el proceso de
combustión.
Mejorar el estado técnico de las calderas generadoras de vapor.
Por otra parte, se deben realizar acciones para minimizar el gasto de insumos en el proceso
y el consumo de combustibles en la etapa agrícola.
Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.
Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador
54
Conclusiones Parciales: 1. La evaluación de impacto del proceso, mediante la metodología del Ecoindicador 99,
usando el software SimaPro 7.1, aporta el perfil ambiental por categorías de impacto y
categorías de daño, así como los perfiles ambientales ponderados, representativos de
la contribución total de impacto del ciclo de vida para el proceso de producción de
azúcar en la Empresa Azucarera Ecuador.
2. En la Empresa Azucarera Ecuador se genera un elevado impacto ambiental total.
3. La mayor contribución al impacto total está dada por la etapa industrial y en ésta, por
la cogeneración de electricidad con bagazo y el consumo de cal. En la etapa agrícola
la mayor contribución es aportada por el consumo de diesel.
4. Las categorías que mayor impacto presentan son los efectos respiratorios por
compuestos inorgánicos y Acidificación Eutroficación en la etapa industrial y
combustibles fósiles en la etapa agrícola.
5. Los resultados de la evaluación de impacto en la Empresa Azucarera Ecuador
evidencian la necesidad de mejorar la gestión energética y consumo de recursos en
dicha empresa.
Conclusiones
55
Conclusiones
1- El ACV constituye una de las mejores herramientas que se utilizan para evaluar la
sostenibilidad de los procesos tecnológicos, ya que relaciona los impactos ambientales
y da la posibilidad de establecer las prioridades para definir estrategias preventivas
para el mejoramiento del medio ambiente y los resultados obtenidos para la industria
azucarera evidencian la necesidad de continuar desarrollando estos estudios en Cuba
y America Latina.
2- El ACV realizado aporta el Inventario de Ciclo de Vida, que constituye una amplia base
de datos para la evaluación del impacto ambiental, y el perfil ambiental para el proceso
de producción de azúcar en la Empresa Azucarera "Ecuador" de acuerdo a las
categorías de impacto y daño del Ecoindicador 99, mediante el uso del software
SimaPro 7.1.
3- Los resultados estadísticos muestran la variabilidad de los datos para todas las
variables estudiadas y por tanto, la incertidumbre en las condiciones de operación de
esta industria.
4- En el CAI Ecuador se genera un elevado impacto ambiental total, donde la mayor
contribución al impacto total está dada por la etapa industrial y en ésta, por la
cogeneración de electricidad con bagazo. En la etapa agrícola la mayor contribución
es aportada por el consumo de diesel.
5- Las categorías que mayor impacto presentan son los efectos respiratorios por
compuestos inorgánicos y Acidificación Eutroficación en la etapa industrial y
combustibles fósiles en la etapa agrícola.
6- Los resultados de la evaluación de impacto en el CAI Ecuador evidencian la necesidad
de mejorar la gestión energética y consumo de recursos en dicha empresa.
7- La metodología utilizada constituye una herramienta útil para la cuantificación de los
impactos ambientales de la producción de azúcar de caña en Cuba, que puede ser
generalizada en las diferentes fábricas de azúcar en el país.
Recomendaciones
Recomendaciones:
1- Proponer la discusión de los resultados de este trabajo con el personal técnico y dirigentes
de la Empresa Azucarera “Ecuador”.
2- Que en la Empresa Azucarera “Ecuador” se implemente un plan de acciones para
mejorar el desempeño ambiental de la misma.
3- Continuar desarrollando la Evaluación de Impacto Ambiental en la próxima zafra para
identificar otros impactos que puedan existir a partir del completamiento y validación de
los datos, lo que a la vez contribuye al desarrollo de la base de datos para la industria
azucarera cubana.
Bibliografía
Bibliografía:
1. (1991.). SETAC (Society for Environmental Toxicology and Chemistry). “A
Technical Framework for Life Cycle Assessments”. . Washington, D.C.
2. (1997). "INOVA (Centro para el Desarrollo Sostenible). “Análisis del Ciclo de
Vida”."
3. (1998.). "SETAC (Society for Environmental Toxocology and Chemistry)”. Código
de Procedimiento.
4. (2000). "CCPI (Center for Cleaner Production Initiatives). Regional activity Center
for cleaner production (CP/RAC)."
5. (2000). "NC ISO 14041. “Environmental management. LCA. Goal and scope
definition and inventory analysis”. National Office of Normalization. Havana
City. Cuba."
6. (2001). "CPTS (Centro de Promoción de Tecnologías Sostenibles). “Estudio de
Caso: Ingenio Azucarero Roberto Barber y Paz”."
7. (2001). "NC ISO 14042. “Environmental management. Life Cycle Assessment.
Assessment of Life Cycle Impact”. National Office of Normalization. Havana
City. Cuba."
8. (2001). "NC ISO 14043. Environmental management. Life Cycle Assessment. Life
Cycle Interpretation”. National Office of Normalization. Havana City."
9. (2003). "PNUMA (Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente). “Life
Cycle Iniciative."
10. (2004). "BCL (Boustead Consulting Limited). “Boustead Model Demonstration."
11. (2004). "NC ISO 14001. “Sistemas de Gestión Ambiental. Requisitos con
orientación para su uso”. Oficina Nacional de Normalización. Ciudad de La
Habana. Cuba."
12. (2005). "NC ISO 14040. Environmental management. Life Cycle Assessment.
Principles and framework”. National Office of Normalization. Havana City.
Cuba."
Bibliografía 13. (Junio, 1998.). "CITMA (Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente).
Elementos metodológicos para la introducción de prácticas de producción más
limpia. Alternativas para el aprovechamiento económico de residuales."
14. (June, 1992). UNCED (United Nations Conference on Environment and
Development). “Rio Declaration on Environment and Development. Brazil.
15. (Marzo, 2000). "CCE (Comisión de las Comunidades Europeas). Green paper on
greenhouse gas emissions trading within the EU."
16. (December, 2003.). "Ecoinvent Centre. The Life Cycle Inventory Data Version 1.01.
(Ecionvent data V1.01)”. © Swiss Centre for Life Cycle Inventories."
17. (Enero, 2006a). PRé Consultants. “Life cycle tools to improve environmental
performance and sustainability”.".
18. (Enero, 2006b). PRé Consultants. “SimaPro 6.0. LCA software: the powerful life
cycle solution."
19. (June, 1997). "EPA (U. S. Environmental Protection Agency). Emission Factor
Documentation for AP-42, Section 9.10.1.1, Sugarcane Processing, Final
Report."
20. (Junio, 2001a). PRé Consultants. “User Manual ECO-it 1.1”."
21. (Junio, 2001b). PRé Consultants. “ECO-edit 1.1. Manual"
22. (Marzo, 2000). UNEP (United Nations Environment Program). “Cleaner Production
and Eco-efficiency. Complementary Approaches to Sustainable Development."
23. (Marzo, 2000). UNEP (United Nations Environment Program). “Cleaner Production
and Eco-efficiency. Complementary Approaches to Sustainable Development”
24. (Mayo, 2006). SAIC (Scientific Applications International Corporation). “Life Cycle
Assessment: principles and practice”. National Risk Management Research
Laboratory Office of Research and Development U.S. Environmental Protection
Agency Cincinnati, Ohio."
25. (Octubre 2001). CCE (Comisión de las Comunidades Europeas). “Propuesta de
Directiva sobre régimen para el comercio de derechos de emisión de gases de
efecto invernadero."
Bibliografía 26. (Octubre, 2002.). CITMA (Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente).
“Situación Ambiental en Villa Clara”.
27. (Septiembre, 2008). CNE (Comisión Nacional de Energía). “Sistemas de
Generación y Distribución de Vapor. Cálculos Rápidos (I)”. Villa Clara.
28. G. (2006.). "Gabi 4 Software System and Databases.”
29. ACOSTA, X. and J. RIERADEVALL (2005). "Environmental analysis of the energy
use of hemp - analysis of the comparative life cycle: diesel oil vs. hemp-diesel.
Int. J. Agricultural Resources Governance and Ecology." Vol. 4, No. 2.
30. Aranda, A. (Revisado en Febrero, 2008). “Ecodiseño y Análisis de Ciclo de Vida.
Metodología del Análisis de Ciclo de Vida”, Fundación CIRCE-Universidad de
Zaragoza.
31. Austin, R. (1992). "Producciones más Limpia en la Industria Azucarera."
32. BASSET-MENS, C. and H. M. G. VAN DER WERF (2004). "Environmental
assessment of contrasting pig farming systems in France, Proceedings from the
4th Int.".
33. BERNESSON, S. and col. (2006). "ACV limitado para la comparación de la
producción de etanol para motores pesados a gran y pequeña escala para las
condiciones Suecas.” Biomass and Bioenergy Vol. 30: 46-57.
34. BERNESSON, S. and col. (June 2004). "ACV limitado para la comparación de la
producción de RME a gran y pequeña escala para las condiciones Suecas."
Biomass and Bioenergy Vol. 26.
35. BERTHIAUME, R., C. BOUCHARD, et al. (2001). " Exergetic evaluation of the
renewability of a biofuel." Exergy International Journal, 1(4): 256-268.
36. Björklund, A. and G. Finnveden (Abril, 2006). “Welcome to a course in Life Cycle
Assessment, Center for Environmental Strategies research”.
37. BRASCHKAT, J., PATYK, A, M. QUIRIN, et al. (2004). "LCA of bread production -
a comparison of eight different scenarios , Proceedings from the 4th Int.
Conference."
38. Brown, A. D. (1998). " Waste applications for the sugarcane production." Louisiana
Agricultural Experimental Station.
Bibliografía 39. Bueno, J. L. (1997). . “Contaminación e ingeniería ambiental”. Dirección científica y
coordinación, Universidad de Oviedo.
40. Burgess, A. A. and D. J. Brennan (2001). "Application of life cycle assessment to
chemical processes." Chemical Engineering Science.
41. Cabello, A. (1988). "Hacia una estrategia del uso de la caña para alimentación
animal”. Subproductos y Derivados de la Agroindustria Azucarera.
42. Casanova, E. (1982.). "Eficiencia agroindustrial azucarera." Ediciones Científico-
Técnica.
43. Chamboulewyron, M. (2003.). “Análisis comparativo de metodologías cuantitativas
y cualitativas de Ecodiseño. Un aporte para el Desarrollo Sustentable de
productos”.
44. Conesa, V. (1995.). “Guía metodológica para evaluación de impacto ambiental”.
España.
45. Contreras A, M., E. Rosa, et al. (2009). "Comparative Life Cycle Assessment of
four alternatives for using by-products of cane sugar productions."
46. Contreras, A. M. (2007). “Metodología para el análisis del ciclo de vida combinado
con el análisis energético en la industria azucarera cubana”. Cuba, Universidad
Central “Marta Abreu” de Las Villas.
47. Contreras, A. M. and col. (2003c). "Metodología para el ACV en la producción de
azúcar ecológica en Cuba." Memorias del Evento MAS XXI. ISBN: 959-250-
108-4.
48. Contreras, A. M. and col. (2004). “Metodología para el ACV del azúcar de caña”.
Memorias del V Congreso Internacional de Química e Ingeniería Química.
Revista Cubana de Química.
49. Contreras, A. M. and col. (Enero-Marzo. 2003a). "Contaminación Ambiental en la
industria azucarera de Villa Clara”. Revista Centro Azúcar.
50. Contreras, A. M. and col. (Julio-Septiembre. 2003b). "Organización de un Sistema
de Gestión Ambiental en una instalación de la industria azucarera”. Revista
Centro Azúcar.
Bibliografía 51. Cruz, O. (2001). “Disminución del Impacto Ambiental mediante la limpieza de
gases de combustión en la planta de azúcar orgánica de la UCLV”.
52. Deepchand, K. (Octubre, 2005). "Case study on bagasse energy cogeneration in
Mauritius”. Paper Presented to the Parliamentarian Forum on Energy
Legislation and Sustainable Development, Cape Town."
53. Dewulf, J. and H. Van Langenhove (2002). "Assessment of the Sustainability of
Technology by Means of a Thermodynamically Based Life Cycle Analysis”.
54. ERZINGER, S., D. DUX, et al. (2004). "LCA of Animal Products from Different
Housing Systems in Switzerland: Relevance of Feedstuffs, Infrastructure and
Energy Use Proceedings from the 4th Int.”.
55. Espinosa, R. and col. (1990.). “Sistemas de utilización del calor en la industria
azucarera”. La Habana.
56. Fernández, J. M. and col. (.Junio, 2003.). "Ecodiseño: Introducción de criterios
ambientales en el diseño industrial”.
57. Fullana, P. (2002.). “Análisis del Ciclo de Vida”. España.
58. Gaudreault, C. (2006). "LCA Applications in the Pulp and Paper Industry”.
Conference Proceedings. 17th International Congress of Chemical and Process
Engineering.
59. Goedkoop, M. and col. (1999). "Método para evaluar el impacto ambiental a lo
largo del ciclo de vida”. Anexo: Eco-indicador 99.
60. Goedkoop, M. and M. Oele (Septiembre, 2004.). "Introduction to LCA (Life Cycle
Assessment) with SimaPro”. PRé Consultants.
61. Goedkoop, M. and R. Spriensma (Junio, 2001a). "The eco-indicator '99. A damage
oriented method for Life Cycle Impact Assessment. Methodology Report”.
62. Grozdits, G. A. (1997). “Biological treatment and storage method for wet bagasse
for yea -round suplí". International Cane Energy News.
63. Heijungs, R. (1992). "Environmental Life Cycle assessment of products, Center of
Environmental Science".
64. Herrera, C. (2007). "Generalidades de la producción más limpia."
Bibliografía 65. HU, Z., et al (2004). Economics, environment, and energy life cycle assessment of
automobiles fueled by bio-ethanol blends in China.
66. Hugot, E. (1980.). “Manual para ingenieros azucareros”.
67. Intxaurraga, S. (Noviembre, 2003). “Indicadores Ambientales del País Vasco”.
Serie de Programas en el Marco Ambiental. № 28. España.
68. KADAM, K. L. (2002). "Environ. benefits on a life cycle basis of using bagasse-
derived ethanol as a gasoline oxygenate in India." 358-362.
69. KALTSCHMITT, M., G. A. REINHARDT, et al. (1997). "Life cycle analysis of
biofuels under different environmental aspects. " Biomass and Bioenergy: 121-
134.
70. Llanes, E. and col. (Mayo, 2005). "Propuesta de aplicación de herramienta de
gestión ambiental. Análisis de Ciclo de Vida a la actividad agrícola”. Revista
Ciencias.com <http://www.revistaciencias.com/>.
71. MITCHELL, J. and A. P. ARENA (2000). "Evaluación ambiental comparativa de
materiales mampuestos aplicados en muros de viviendas en regiones áridas
andinas." Rev. Averma Vol. 4.
72. Morrell, I. (1984). "Tecnología Azucarera".
73. MUÑOZ, I., J. RIERADEVAL, et al. (2004). "LCA Application to Integrated Waste
Management Planning in Gipuzkoa (Spain)." International Journal of LCA.
74. NIVEN, R. K. (2005). "Ethanol in gasoline: environmental impacts and sustainability
review article." Renewable and Sustainable Energy Reviews: 535-555.
75. Odien, J. (Marzo, 1990.). "“Cogenertaion applications of biomasa gasifier. Gas
Turbina Tecnologies in the Cane Sugar and Alcohol Industries”."
76. PATZEK, T. W. (Febrero 2006). "Thermodynamics of the corn-ethanol biofuel
cycle, Critical Review in Plant Sciences." 519-567
77. Pérez, M. (2004). “Evaluación del Análisis del Ciclo de Vida del Azúcar de Caña”.
Santa Clara, UCLV.
78. Pérez, M. and col. (Octubre-Noviembre 2006). "Metodología para el estudio de la
etapa agrícola en el análisis del ciclo de vida del azúcar de caña”
Bibliografía 79. PHIPPS, R. and col. (Abril 2006.). "Life Cycle Assessment: a methodology to help
evaluate GM crops.."
80. PUPPAN, D. (2002). "Environmental evaluation of biofuels. Periodica Polytechnica
Ser. ." Soc. Man. Sci 2002: 95-116.
81. QUIRIN, M. and e. al. (2004). "CO2 mitigation through biofuels in the transport
sector - status and perspectives, main report. 2004."
82. RAMJEAWON, T. (2004). "Life Cycle Assessment of Cane-Sugar on the Island of
Mauritius."
83. Rauberger, R. and B. Wagner (1999). "Guía de Indicadores Medioambientales para
la Empresa."
84. Reg, V. and T. Sawyer (Junio, 2003). "The Environmental Impact of Cogeneration
in the Australian Sugar Industry."
85. RENOUF, M. (2002). "Preliminary LCA of electricity generation from sugarcane
bagasse in Proceedings of Australian Sugar Cane Technologists".
86. Rieradevall, J. and col. (Octubre, 2000). "Ecodiseño de envases. El Sector de la
Comida Rápida”.
87. Rieradevall, J. and J. Vinyets (Diciembre, 1999). "Ecodiseño y ecoproductos”.
88. Rigola, M. (1998.). "Producción limpia”.
89. RIVELA, B., M. T. MOREIRA, et al. (2006). "LCA of wood wastes: A case study of
ephemeral architecture." Science of the Total Environment 357 (2006) 1 -11.
90. Rodríguez, J. (1997). Manual de cálculo rápido para la industria azucarera.
91. Rodríguez, J. (2002). “La Ingeniería Ambiental entre el reto y la oportunidad”. .
Madrid.
92. Sáenz, M. and J. Zufía (1999). “Análisis de Ciclo de Vida para la reducción de
impactos medioambientales generados por el sector agroalimentario Vasco". .
93. Sánchez, O. J. and col. (Abril-Junio, 2007.). “Análisis de ciclo de vida y su
aplicación a la producción de bioetanol: Una aproximación cualitativa”.
Bibliografía 94. Schwaiger, H. and G. Jungmeier (September, 2007). “Overview of CHP plants in
Europe and Life Cycle Assessment (LCA) of GHG emissions for Biomass and
Fossil Fuel CHP Systems”.
95. Seijas, M. (2001). "Generalidades de la azúcar crudo”.
96. SHEEHAN, J. (2004). "Energy and environmental aspects of using corn stover for
fuel ethanol. Journal of Industrial Ecology."
97. Spitzer, J. (1992.). “Consequences of an enhanced use of biomass fuel on the CO2
concentration in the atmosphere”.
98. TAN, R. R. and A. B. CULUBA (2002). "A life cycle assessment of conventional and
alternative fuels for road vehicles, in In J LCA."
99. Tortasa, I. (2007). "Alternativa para la prevencion de la contaminación."
100. VALDÉS, A. (diciembre 1997). "Azúcar de caña, una producción
ecológicamente sostenible."
101. Velasco, N. and col. (Julio, 2000). “Introducción en Producción más Limpia”.
Bogotá D.C.
102. Vink, E. and col. (2003). "Applications of life cycle assessment to Nature Works
TM polylactide (PLA) production, Polymer Degradation and Stability”.
103. VIVANCOS, J. L. (2002). "Análisis del Ciclo de Vida: una técnica cuantitativa al
servicio del diseño respetuoso con el medio ambiente”."
104. VON BLOTTNITZ, H. (March 2006). "A review of assessments conducted on
bio-ethanol as a transportation fuel from a net energy, greenhouse gas, and
environmental life-cycle. Accepted for Publication in the Journal of Cleaner
Production."
105. WITTGREN, H. B. and H. ELMQUIST (2004). "Slaughter offal to feed or to fuel,
a comparison of systems in terms of energy balances, land use and emissions."
106. Zaror, C. A. (Diciembre, 2000). “Introducción a la Ingeniería Ambiental para la
industria de procesos”. Chile, Universidad de Concepción.
Anexos
ANEXO I Tabla 1.2. Eco-indicadores del ACV
Indicador
Compañía
desarrolladora
Fuentes de
datos
Comentarios
Eco-indicador-95
PRéconsultants,
Philips Consumer
Electronics,
NedCar(Volvo/Mit
shubishi),
OcéCopiers,
Schuurink, CML
Leiden, TU-Delft,
IVAM-ER
(Ámsterdam) y CE
Delft.
Los factores de
normalización
se basan en
datos europeos
de 1990.
Considera 10 categorías
de impacto: efecto
invernadero, capa de
ozono, acidificación,
eutrofización, metales
pesados, sustancias
cancerígenas, polución,
pesticidas, recursos
energéticos y residuos
sólidos.
Eco-indicador-99
PRéconsultants,
Philips Consumer
Electronics,
NedCar(Volvo/Mit
shubishi),
OcéCopiers,
Schuurink, CML
Leiden, TU-Delft,
IVAM-ER
(Ámsterdam) y CE
Delft.
Los factores de
normalización
se basan en
datos europeos
de 1999.
Es una actualización del
Eco-indicador-95.
Considera 11 categorías
de impacto: cancerígenos,
orgánicos e inorgánicos
respirados, cambio
climático, radiación, capa
de ozono, ecotoxicidad,
acidificación-
eutrofización, uso del
terreno, minerales,
combustibles fósiles.
CML 1992
Centro de Estudios
Medioambientales
Existen
diversos
Considera 9 categorías de
impacto: efecto
Anexos
(CML) de la
Universidad de
Leiden (Holanda).
conjuntos de
normalización:
Países Bajos
(1993/94),
Oeste de
Europa (1990)
y Mundial
(1993).
invernadero, capa de
ozono, ecotoxicidad y
toxicidad humana,
eutrofización,
acidificación, polución,
recursos energéticos y
residuos sólidos.
CML
baseline2000
Centro de Estudios
Medioambientales
(CML) de la
Universidad de
Leiden (Holanda).
Incluye
diversos
conjuntos de
normalización:
Países Bajos
(1997), Oeste
de Europa
(1995),
Mundial (1990
ó1995).
Es una actualización del
método CML 92. Las
categorías de impacto
consideradas son:
recursos abióticos,
calentamiento global,
disminución de la capa de
ozono, toxicidad (para
personas, ecosistemas
acuáticos y terrestres),
oxidación fotoquímica,
acidificación y
eutrofización.
Ecopuntos97
Ministerio Suizo
de Medioambiente.
Existen 3 versiones del método que
difieren en los factores de
normalización a aplicar.
Incluye un buen número
de categorías de impacto,
entre las que cabe
destacar los niveles de
NOx, SOx, CO2, Pb, Cd,
Zn y Hg en el aire, los
niveles de Cr, Zn, Cu, Cd,
Hg, Pb y Ni en el agua,
Anexos
pesticidas, residuos, etc.
Edip/UMIP 96
Centro de Diseño
Medioambiental de
Productos
Industriales (EDIP)
de Holanda.
Posee algunas
similitudes con
el método
CML92 e
implica una
actualización y
mejora en
diversos
aspectos.
Las categorías de impacto
consideradas son:
calentamiento global,
disminución capa de
ozono, toxicidad para las
personas, ecosistemas
acuáticos y terrestres,
acidificación,
eutrofización, smog
fotoquímico, polución,
residuos peligrosos,
residuos radioactivos, y
recursos.
EPS 2000
Resulta un
método
especialmente
indicado como
herramienta
para el proceso
de desarrollo
de un producto
en una
empresa.
Las numerosas categorías
de impacto consideradas
se agrupan en cuatro
categorías de daño: salud
humana, capacidad de
regeneración del
ecosistema, stock de
recursos, biodiversidad.
Anexos
ANEXO 2 Tabla 1.3. Principales Herramientas utilizadas en la elaboración de ACV.
Anexos
ANEXO 3 Figura 2.2 Esquema de producción de Azúcar Convencional.
Anexos
ANEXO 4
Tabla 2.1. Características principales de los Generadores de Vapor
instalados en el CAI Ecuador.
El estado técnico de los Generadores de Vapor: Es regular por problemas de hermeticidad, falta de sopladores de hollín, canales de aire y gases en mal estado, y el mal estado de refractarios.
Parámetros Unidad Valor Producción deVapor
(total)
Ton vapor/horas
150 ton. Vapor/hora Presión de Vapor Kgf/cm2 17,5
Efic. Térmica Bruta % 65 Temperatura del Vapor ºC 320
Temp. en los Hornos ºC 850 Temp. Sali. de los Gases ºC 216,17
Consumos Propios KW-h Ton Vap. /Ton. Bagazo. 1,9
Consumo de Bagazo Ton/horas 100 Temp. del Agua aliment. ºC 110 Temp. del Petróleo alim. ºC 120
Tipo de Calderas Acuotubulares 2 Calderas Retal 30
3 Alemanas Producción de Vapor
Ton.vap./horas 30
Anexos
ANEXO 5
Tabla 2.2. Características principales de los Turbogeneradores instalados en el CAI Ecuador.
Turbo N01 Alemán.
Turbo N02 Alemán.
Tipo DGK 1538-2 Unidad Año de Const. 1980 Cat. Aislam. 45 B
Cat. protección IP 44/10 Estator 12,6 t Capacidad 6150 KVA (4 MW) Velocidad 3600 r.p.m. Rotor 11/4,36 t
6300 V Excitatrid 100 V 563 A 400 A 60 Hz Temp. admis. Agua refrig.
35
0C
Admis. Presión de servicio
0,44
MPa Sobrepr.
Caudal de Agua refrig.
670
L/min
Caudal de Aire 9 m3/s
Tipo DGK 4583-2 Unidad Año de Const. 1989 Cat. Aislam. B
Cat. protección IP 44 Estator 12,6 t Capacidad 6150 KVA (4 MW) Velocidad 3600 r.p.m. Rotor 4,36 t
6300 V Excitatrid 100 V 563 A 390 A 60 Hz Temp. admis. Agua refrig.
35
0C
Admis. Presión de servicio
0,44
MPa Sobrepr.
Caudal de Agua refrig.
40
m3/h
Caudal de Aire 9 m3/s
Anexos Turbo N03 Inglés.
Tipo GEC Machines Rugby Inglaterra
Unidad
Capacidad 4000 KW Velocidad 1800 r.p.m. Polos 4 Norma BS 2613: 1970 Aislamiento B/F Altitud 1000 m Regimén S.C. Hm 075 Exitación Excitador C.A. IP 44 Año de Const 1975 Ambiente Máx. 40 0C Enfriador de Agua 57 L/s Conexiones 6 T estrellas
Anexos
ANEXO 6 Tabla 2.4. Resultados correspondientes de la Etapa Industrial con su
análisis estadístico Zafra 2007.
Etapa Industrial FEBRERO MARZO Semanas 12 al 18 19-25 26-02 3 al 11 12 al 18 19 al 25 Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 3.82 5.14 4.94 5.00 5.15 3.42Días de zafra 7.00 7.00 7.00 6.96 7.00 7.00Caña molida 27142.87 36706.94 35209.85 35613.14 36741.44 24270.68Caña por día de zafra 3877.33 5243.85 3029.98 5116.06 5248.78 3467.24 Caña día efectivo (t/d) 7098.49 7136.22 7129.91 7180.35 7137.73 7095.83 % Quemada 4.27 12.18 9.38 2.54 7.80 11.89 % Cortada con Máquina 0.32 100.00 99.97 99.95 99.66 99.25 % Pol 12.31 12.87 13.07 13.66 13.36 13.01 % Fibra 14.84 15.12 15.24 15.28 16.52 16.23"Agua" Total de agua (ton/semana) 6506.96 9227.75 9103.15 11134.45 12141.21 7271.98Total de agua/d efectivo 1701.61 1793.89 1843.49 2229.12 2358.43 2126.31Total % Caña 23.97 25.14 25.85 31.27 33.05 29.96Imbibición % caña 20.61 21.36 20.34 22.38 26.21 26.06Imbibición % fibra 138.83 141.29 133.53 146.48 158.63 160.52Jugo Mezclado (neto) 24813.03 33679.96 32170.34 34506.40 35653.41 22966.28Jugo Mezclado% caña 91.42 92.30 91.37 96.89 97.58 94.63Jugo Absoluto Extraido 23114.33 31158.69 29845.28 30172.52 30671.76 20331.06Extracción Pol 95.82 95.91 95.61 95.91 95.93 95.62 "Bagazo" % Pol 1.96 2.00 2.09 2.05 2.13 2.19 % Humedad 51.52 51.20 52.84 52.59 50.42 51.09 % Fibra 45.60 46.03 44.18 44.45 46.58 45.91 % Caña 32.35 32.84 34.47 34.37 35.46 35.36 % Brix 2.66 2.77 2.98 2.97 2.99 3.01 "Cachaza" Cachaza producida (t/d efectivo) 293.88 355.38 74.15 297.35 326.67 282.97Cachaza % Caña 4.14 4.98 1.04 4.14 4.58 3.99 "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 370.49 489.69 408.64 647.93 534.06 263.38 Miel B (t/d efectivo) 96.88 95.20 82.75 129.71 103.74 77.01 "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) 2608.93 3381.56 3247.70 3085.01 3731.27 2312.39Total producida(física) (t/d efect) 682.25 657.38 657.70 617.62 724.80 676.14Azúcar 96 hecha 2739.69 3485.66 3343.01 3173.86 3850.06 2379.60"Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) 59817.49 80726.62 79859.32 54158.35 66577.58 57129.50 Cal Consumida (kg/d efectivo) 15642.65 15693.35 16172.40 10842.51 12932.71 16704.53 CaO en Cal consumida (kg/sem) 1044.60 1341.22 1383.22 927.44 1105.10 1435.52 CaO en Cal consumida (kg/d 273.17 260.73 280.12 185.67 214.67 419.74
Anexos
efectivo) HCl (kg/sem) 64.47 9.54 49.86 41.16 51.03 142.15 HCl (kg/d efectivo) 16.86 1.85 10.10 8.24 9.91 41.56 Sosa Caústica (kg/sem) 191.58 54.49 136.33 112.32 108.87 90.53 Sosa Caústica (kg/d efectivo) 50.10 10.59 27.61 22.49 21.15 26.47 Floculantes (kg/sem) 6.44 6.13 4.97 4.91 6.80 6.18 Floculantes (kg/d efectivo) 1.69 1.19 1.01 0.98 1.32 1.81 Alcohol Absoluto (kg/sem) 9.36 6.13 4.37 13.48 7.70 5.97 Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) 2.45 1.19 0.89 2.70 1.50 1.75 "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) 194.73 Petróleo (kg/d efectivo) 50.92 Bagazo (kg/sem) 8030.29 13484.22 1227.34 12597.67 13697.34 7980.23 Bagazo (kg/d efectivo) 2099.97 2621.35 248.55 2522.06 2660.71 2333.40
Etapa Industrial ABRIL MAYO Semanas 26 al 02 03 al 10 11 al 18 18 al 25 25 al 01 02 al 09 10 al 17 18 al 25 Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 5.56 4.44 4.06 4.23 4.45 3.30 3.11 0.52Días de zafra 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 5.00Caña molida 37404.77 31539.35 29759.59 30115.99 31858.73 23544.41 21725.22 3700.31Caña por día de zafra 5640.60 4505.62 4252.81 4002.43 4551.25 3303.41 3103.50 740.06 Caña día efectivo (t/d) 7227.88 7101.45 7339.96 7114.05 7131.22 7130.15 5901.85 7133.13 % Quemada 2.30 6.96 16.93 7.01 10.42 11.91 5.86 17.50 % Cortada con Máquina 99.63 90.06 99.52 99.13 99.93 100.00 100.00 100.00 % Pol 13.68 13.56 13.56 13.20 13.33 14.24 12.49 11.89 % Fibra 16.21 16.27 15.54 15.84 15.71 15.55 17.05 17.56"Agua" Total de agua (ton/semana) 11761.93 10048.44 7134.56 9125.45 7821.96 7730.34 5286.18 853.88Total de agua/d efectivo 2115.45 2262.14 1759.01 2156.30 1757.74 2341.11 1698.64 1645.25Total % Caña 31.45 31.86 23.97 30.30 24.55 32.83 24.33 23.08Imbibición % caña 24.87 26.70 32.02 24.51 23.46 22.35 21.95 20.62Imbibición % fibra 153.47 164.10 206.12 154.75 149.34 143.68 128.71 117.41Jugo Mezclado (neto) 37742.78 30557.22 28511.95 28300.84 27856.34 22404.00 10507.36 3054.55Jugo Mezclado% caña 96.27 96.29 95.11 93.97 97.44 95.16 95.19 92.82Jugo Absoluto Extraído 31343.33 26407.27 25136.44 25346.22 26854.68 19882.78 18020.20 3050.46Extracción Pol 95.11 95.65 95.89 95.74 95.20 95.24 94.57 94.23 "Bagazo" % Pol 2.20 2.20 2.17 2.10 2.41 2.50 2.45 2.54 % Humedad 51.41 51.62 50.48 51.23 51.74 52.44 52.94 52.61 % Fibra 45.50 45.32 45.33 45.53 44.35 43.93 43.56 43.63 % Caña 35.32 35.68 35.91 35.93 37.43 37.58 39.14 40.26 % Brix 3.00 3.06 3.19 3.17 3.41 3.53 3.50 3.69 "Cachaza"
Anexos
Etapa Industrial Análisis estadístico
Semanas Count Promedio Varianza Desviación Standard Mínimo Máximo Range
Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 14.00 4.08 1.62 1.27 0.52 5.56 5.04Días de zafra 14.00 6.85 0.28 0.53 5.00 7.00 2.00Caña molida 14.00 28952.38 7.97884 E7 8932.44 3700.31 37404.80 33704.50Caña por día de zafra 14.00 4005.92 1.60174 E6 1265.60 740.06 5640.60 4900.54 Caña día efectivo (t/d) 14.00 7061.30 115524.00 339.89 5901.85 7339.96 1438.11 % Quemada 14.00 9.07 22.51 4.74 2.30 17.50 15.21 % Cortada con Máquina 14.00 91.96 702.49 26.50 0.32 100.00 99.69 % Pol 14.00 13.16 0.38 0.62 11.89 14.24 2.35 % Fibra 14.00 15.92 0.59 0.77 14.84 17.56 2.72"Agua" Total de agua (ton/semana) 14.00 8224.87 8.51153 E6 2917.45 853.88 12141.20 11287.30
Cachaza producida (t/d efectivo) 333.24 351.30 324.93 325.82 299.51 315.87 265.58 342.39Cachaza % Caña 4.61 4.95 4.43 4.58 4.20 4.43 4.50 4.80 "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 680.47 541.13 491.78 405.11 353.59 491.09 330.79 67.39 Miel B (t/d efectivo) 122.39 121.82 121.25 95.73 79.46 148.73 106.29 129.85 "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) 6126.62 6292.74 2598.87 2872.25 3488.31 1937.85 1873.90 475.69Total producida(física) (t/d efect) 1101.91 1416.65 640.75 678.70 783.89 586.87 602.15 916.54Azúcar 96 hecha 6462.43 6695.07 2781.09 2950.51 3599.14 1994.78 1927.35 487.79"Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) 61842.87 82824.12 57951.07 58555.57 63880.24 51591.78 43445.10 7342.34 Cal Consumida (kg/d efectivo) 11122.82 18645.68 14287.74 13836.38 14355.11 15624.40 13960.51 14147.08 CaO en Cal consumida (kg/sem) 1008.31 1601.53 1187.59 1185.77 1222.84 1336.36 1219.57 1210.11
CaO en Cal consumida (kg/d efectivo) 181.35 360.54 292.80 280.19 274.79 404.71 391.89 2331.63
HCl (kg/sem) 62.30 153.78 163.58 48.98 60.00 75.39 65.71 65.20 HCl (kg/d efectivo) 11.21 34.62 40.33 11.57 13.48 22.83 21.12 125.63 Sosa Caústica (kg/sem) 81.04 126.83 85.27 55.41 52.78 84.34 78.62 78.01 Sosa Caústica (kg/d efectivo) 14.58 28.55 21.02 13.09 11.86 25.54 25.26 150.32 Floculantes (kg/sem) 6.77 7.25 5.88 5.81 7.05 4.25 5.71 5.66 Floculantes (kg/d efectivo) 1.22 1.63 1.45 1.37 1.58 1.29 1.83 10.91 Alcohol Absoluto (kg/sem) 8.75 7.29 17.05 5.84 6.00 8.88 7.54 7.50 Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) 1.57 1.64 4.20 1.38 1.35 2.69 2.42 14.44 "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) Petróleo (kg/d efectivo) Bagazo (kg/sem) 14377.62 1150.93 8676.36 11311.62 11633.71 7960.61 7832.87 1407.35 Bagazo (kg/d efectivo) 2585.90 259.10 2139.14 2672.88 2614.32 2410.84 2516.99 2711.66
Anexos
Total de agua/d efectivo 14.00 2015.12 69692.40 263.99 1645.25 2358.43 Total % Caña 14.00 27.97 14.63 3.82 23.08 33.05 9.97Imbibición % caña 14.00 23.82 10.34 3.22 20.34 32.02 11.68Imbibición % fibra 14.00 149.78 431.20 20.77 117.41 206.12 88.70Jugo Mezclado (neto) 14.00 26623.18 9.3918 E7 9691.14 3054.55 37742.80 34688.20Jugo Mezclado% caña 14.00 94.75 4.67 2.16 91.37 97.58 6.22Jugo Absoluto Extraido 14.00 24381.07 5.71388 E7 7559.02 3050.46 31343.30 28292.90Extracción Pol 14.00 95.46 0.28 0.53 94.23 95.93 1.70 "Bagazo" % Pol 14.00 2.21 0.05 0.19 1.96 2.54 0.58 % Humedad 14.00 51.72 0.70 0.84 50.42 52.94 2.51 % Fibra 14.00 44.99 0.50 0.71 44.06 46.58 2.53 % Caña 14.00 35.86 4.76 2.18 32.35 40.26 7.91 % Brix 14.00 3.14 0.09 0.30 2.66 3.69 1.03 "Cachaza" Cachaza producida (t/d efectivo) 14.00 299.22 54131.33 69.82 74.15 355.38 67.08Cachaza % Caña 14.00 4.24 0.94 0.05 0.06 0.25 0.18 "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 14.00 433.97 24911.20 157.83 67.39 680.47 613.08 Miel B (t/d efectivo) 14.00 107.91 465.56 21.58 77.01 148.73 71.71 "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) 14.00 3145.22 2375500.00 1541.26 475.69 6292.74 5817.06Total producida(física) (t/d efect) 14.00 770.59 54131.33 232.66 586.87 1416.65 Azúcar 96 hecha 14.00 3276.43 2.69329 E6 1641.13 487.79 6695.07 6207.28"Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) 14.00 58978.71 350639638.56 18725.37 7342.34 82824.10 75481.80 Cal Consumida (kg/d efectivo) 14.00 14569.13 4379361.44 2092.69 10842.51 18645.68 7803.17 CaO en Cal consumida (kg/sem) 14.00 1229.23 32491.80 180.26 927.44 1601.53 674.09 CaO en Cal consumida (kg/d efectivo) 14.00 439.43 302378.23 549.89 181.35 2331.63 2150.28
HCl (kg/sem) 14.00 75.22 2042.65 45.20 9.54 163.58 154.05 HCl (kg/d efectivo) 14.00 26.38 965.89 31.08 1.85 125.63 123.77 Sosa Caústica (kg/sem) 14.00 95.46 2613.68 37.73 41.16 191.58 150.42 Sosa Caústica (kg/d efectivo) 14.00 32.05 1256.06 35.44 10.59 150.32 139.72 Floculantes (kg/sem) 14.00 5.99 0.75 0.86 4.25 7.25 3.01 Floculantes (kg/d efectivo) 14.00 2.09 6.51 2.55 0.98 10.91 9.93 Alcohol Absoluto (kg/sem) 14.00 8.28 11.12 3.33 4.37 17.05 12.68 Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) 14.00 2.87 11.83 3.44 0.89 14.44 13.56 "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) Petróleo (kg/d efectivo) Bagazo (kg/sem) 14.00 8669.15 21400000.00 4632.25 1152.93 14377.60 13224.7 Bagazo (kg/d efectivo) 14.00 2171.21 695351.67 833.88 248.55 2711.66 2463.10
Anexos
ANEXO 7
Tabla 2.5. Resultados correspondientes de la Etapa Industrial con su análisis estadístico Zafra 2009.
MARZO Semanas 2 al 8 9 al 15 16-22 23 al 29 Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 5.00 1.51 0.78 5.59Días de zafra 7.00 7.00 7.00 7.00Caña molida/semana 35345.61 25724.89 5534.61 39282.70Caña por día de zafra 5049.37 3674.98 790.66 5611.81 Caña día efectivo (t/d) 7067.71 17002.57 7132.23 7025.05 % Quemada 65.48 9.72 3.62 0.00 % Cortada con Máquina 100.00 100.00 97.42 0.00 % Pol 12.68 12.60 11.29 12.72 % Fibra 15.57 15.38 16.32 15.66"Agua" Total de agua (ton/semana) 7501.04 5021.00 779.45 9196.36Total de agua (ton/d efectivo) 1499.91 3318.57 1004.44 1644.62Total % Caña 21.22 19.52 14.08 23.41Imbibición % caña 19.57 18.12 14.38 0.00Imbibición % fibra 125.64 117.82 88.13 0.00Jugo Mezclado (neto) 30451.11 21909.30 4374.89 34757.70Jugo Mezclado% caña 96.15 95.17 79.05 88.48Jugo Absoluto Extraido 29641.41 21769.39 4631.41 31198.91Extracción Pol 94.05 93.47 93.52 94.17 "Bagazo" % Pol 2.15 2.40 2.09 2.12 % Humedad 52.63 51.00 50.36 52.09 % Fibra 44.06 44.76 46.58 44.84 % Caña 35.07 34.35 35.04 34.93 % Brix 2.96 3.36 3.06 3.08 "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) 292.60 846.73 74.18 290.92Cachaza % Caña 4.14 4.98 1.04 4.14 "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 2030.82 1619.03 534.64 2141.00 Miel B (t/d efectivo) 406.08 1070.08 688.96 382.88 "Azúcar" Total producida(física) (t/semana) 3020.83 1850.84 486.78 3681.91Total producida(física) (t/d efect) 604.05 1223.29 627.30 658.45Azúcar 96 hecha 3066.22 1895.45 576.44 3792.60"Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida 50432.00 40283.00 320.67 49582.00 CaO en Cal consumida 56.44 53.20 4.28 53.18 HCl 3000.00 2500.00 0.00 5120.00
Anexos Sosa Caústica 2800.00 4400.00 0.00 2400.00 Floculantes 180.00 120.00 4.14 300.00 Alcohol Absoluto 290.00 300.00 0.00 306.00 "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo 12395.62 8837.30 1939.13 13721.25
ABRIL MAYO Semanas 30 al 5 6 al 12 13 al 19 20 al 26 27 al 3 4 al 7 Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 5.24 4.73 5.06 4.58 3.37 2.05Días de zafra 7.00 7.00 7.00 7.00 7.00 3.48Caña molida/semana 35352.09 30020.50 30509.41 30831.41 22913.50 6774.28Caña por día de zafra 5050.30 4288.64 4358.49 4404.49 3273.36 1947.10 Caña día efectivo (t/d) 6745.29 6340.53 6029.89 6737.04 6792.00 3299.70 % Quemada 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 % Cortada con Máquina 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 % Pol 13.71 12.54 12.85 13.44 12.80 11.73 % Fibra 15.90 15.66 16.32 16.60 15.72 16.98"Agua" Total de agua (ton/semana) 10145.72 7799.52 9700.20 10030.48 6823.02 1379.52Total de agua (ton/d efectivo) 1935.84 1647.31 1917.15 2191.78 2022.47 671.95Total % Caña 28.70 25.98 31.79 32.53 29.78 20.36Imbibición % caña 26.53 30.24 28.25 24.39 22.29 23.57Imbibición % fibra 166.79 193.15 173.11 146.93 141.75 138.77Jugo Mezclado (neto) 32900.20 27372.31 29261.50 29449.88 21832.91 5565.50Jugo Mezclado% caña 93.06 91.18 95.91 95.52 95.28 82.16Jugo Absoluto Extraido 27981.07 23800.04 23950.77 24139.33 18196.76 5169.93Extracción Pol 94.12 94.00 93.81 93.88 94.23 91.93 "Bagazo" % Pol 2.26 2.16 2.22 2.22 2.14 2.48 % Humedad 52.09 51.90 51.43 51.98 51.37 52.08 % Fibra 44.64 44.99 45.48 44.85 45.58 44.45 % Caña 35.63 34.80 35.88 37.01 34.49 38.21 % Brix 3.27 3.11 3.09 3.18 3.04 3.47 "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) 308.71 252.85 278.01 333.27 300.68 47.85
Cachaza % Caña 4.58 3.99 4.61 4.95 4.43 1.45 "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 2079.00 1759.00 1863.00 1940.00 1560.00 630.03 Miel B (t/d efectivo) 396.68 371.51 368.20 423.91 462.41 306.88 "Azúcar" Total producida(física) (t/semana) 3247.64 2712.26 2673.17 3032.95 1750.87 603.54
Anexos Total producida(física) (t/d efect) 619.66 572.85 528.33 662.74 518.99 293.98Azúcar 96 hecha 3345.75 2783.53 2739.11 3119.61 1795.61 613.87"Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida 50568.00 49813.00 33761.00 41615.00 39843.00 355.65 CaO en Cal consumida 57.22 66.32 47.62 57.00 51.17 5.25 HCl 1476.00 2806.00 0.00 3590.00 1945.00 0.00 Sosa Caústica 4400.00 1400.00 3400.00 1000.00 3000.00 0.00 Floculantes 150.00 175.00 175.00 225.00 175.00 5.01 Alcohol Absoluto 425.00 291.00 358.00 284.00 303.00 0.00 "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo 12597.59 10447.61 10948.20 11411.90 7903.61 2588.39
Análisis estadístico
Semanas Cantidad Promedio Varianza Desviación Standard Mínimo Máximo Rango
Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo 10.00 3.79 3.04 1.74 0.78 5.59 4.82Días de zafra 10.00 6.65 1.24 1.11 3.48 7.00 3.52Caña molida/semana 10.00 26228.90 1.3429 E8 11588.40 5535.00 39283.00 33748.00Caña por día de zafra 10.00 3844.92 2.23168 E6 1493.88 790.66 5611.81 4821.15 Caña día efectivo (t/d) 10.00 7417.20 1.26199 E7 3552.45 3299.70 17002.60 13702.90 % Quemada 3.00 26.28 419.38 20.48 0.00 65.48 65.48 % Cortada con Máquina 3.00 99.14 2293.81 47.89 0.00 100.00 100.00 % Pol 10.00 12.64 0.50 0.71 11.29 13.71 2.42 % Fibra 10.00 16.01 0.27 0.52 15.38 16.98 1.61"Agua" Total de agua (ton/semana) 10.00 6837.63 1.17838 E7 3432.75 779.45 10145.70 9366.27Total de agua (ton/d efectivo) 10.00 1785.40 509111.86 713.52 671.95 3318.57 2646.62Total % Caña 10.00 24.74 36.35 6.03 14.08 32.53 18.45Imbibición % caña 10.00 20.73 75.86 8.71 0.00 30.24 30.24Imbibición % fibra 10.00 129.21 2946.47 54.28 0.00 193.15 193.15Jugo Mezclado (neto) 10.00 23787.53 1.15434 E8 10744.00 4374.89 34757.70 30382.80Jugo Mezclado% caña 10.00 91.20 37.57 6.13 79.05 96.15 17.11Jugo Absoluto Extraido 10.00 21047.90 8.67532 E7 9314.14 4631.41 31198.90 26567.50Extracción Pol 10.00 93.72 0.46 0.68 91.93 94.23 2.30 "Bagazo" % Pol 10.00 2.22 0.02 0.12 2.09 2.48 0.39 % Humedad 10.00 51.69 0.43 0.66 50.36 52.63 2.27 % Fibra 10.00 45.02 0.92 0.96 43.56 46.58 3.03 % Caña 10.00 35.54 1.48 1.22 34.35 38.21 3.86 % Brix 10.00 3.16 0.03 0.16 2.96 3.47 0.51 "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) 10.00 302.58 351618.00 592.97 57.59 1626.75 1569.16
Cachaza % Caña 10.00 3.83 1.97 1.40 1.04 4.98 3.94
Anexos
"Miel (ton.)" Miel B (t/sem) 10.00 1615.65 332570.00 576.69 534.64 21410.00 1606.37 Miel B (t/d efectivo) 10.00 487.76 52309.64 228.71 306.88 306.88 1070.08 "Azúcar" Total producida(física) (t/semana) 10.00 2306.08 1204710.00 1097.59 486.78 3681.91 3195.13
Total producida(física) (t/d efect) 10.00 630.96 54832.04 234.16 293.98 1223.29 929.31Azúcar 96 hecha 10.00 2372.82 1.23414 E6 1110.92 576.44 3792.60 3216.16"Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida 10.00 35657.33 378640000.00 19458.80 320.67 50568.00 50247.30 CaO en Cal consumida 10.00 45.17 477.34 21.85 4.28 66.32 62.04 HCl 7.00 2919.57 2.93567 E6 1713.37 0.00 5120.00 5120.00 Sosa Caústica 8.00 2850.00 2650000.00 1628.09 0.00 4400.00 4400.00 Floculantes 10.00 150.91 8232.16 90.73 4.14 300.00 295.86 Alcohol Absoluto 8.00 319.63 19982.90 141.36 0.00 425.00 425.00 "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo 10.00 9279.06 16600000.00 4080.93 1939.13 13721.30 11782.10
Anexos
ANEXO 8 Resultados de los Balances de materiales y de Energía desarrollado mediante Excel.
Balances de Materiales en el Proceso de Obtención de Azúcar Crudo.
Área I Área II Área III Área IV
Nomenc Ind Reg Valores CAI Ec. Molinos Tanque de JM Calent
Tanque Flash Clarific Filtro Evaporador Tachos,C,Cent
CA 621374.56 294220.85 7061.30 7061.30 AI (25-30)% 0.28 0.20 1406.47 B (21-30)% 0.26 2434.48 JM 7182.48 FC (11-16)% 0.15 0.15 FB (45-50)% 0.45 0.45 T(AI) (75-85)°C 80.00 70.00 Bx(B) (3-4)% 0.03 Bx(JM) (12-15)% 0.16 PB (2-4)% 0.02 HB (47-50)% 0.49 RL1 RG1 RS1 JF (12-20)% 0.16 1149.20 1149.20 JC 7182.48 TE(JM) 35.00
TS(JC) (102-
106)°C 105.00 105.00 X 1.04 λV 2283.30 Cp (JM) 3.81
Anexos
VC 873.32 m(CaO) (400-600) 500.00 3530650.25 V(Le) 36.00 0.03 98073.62 ρ(Le) 1.03 Le 100.92 JA 7283.40 JCl 6206.92 L 1076.49
A (100-
150)% 1.25 1.25 363.56 C 0.04 0.04 0.04 290.85 Bx(JCL) 18.86 Bx(M) 62.64 n 5.00 M 1868.81 E 4338.10 VME 913.28 Bx (MB) 88.00 Bx (AC) 99.50 H(AC) 0.50 IPA 7.00 MB 189.67 AC 1008.76 AT 670.38 VT 52959.75 VT 1271.03
Anexos
ANEXO 9 Nomenclatura de las corrientes involucradas en los balances de
materiales y energía del proceso.
Simbología Descripción
CA Caña de Azúcar
AI Agua de Imbibición
JM Jugo Mezclado
B Bagazo
JF Jugo Filtrado
JC Jugo Calentado
VC Consumo de Vapor en calentadores
Le Lechada de cal
m(CaO) Masa de Óxido de calcio
JCl Jugo Clarificado
JA Jugo Alcalizado
L Lodo del clarificador
A Agua de lavado en la torta
C Cachaza
M Meladura
EME Agua a evaporar en el jugo clarificado en el múltiple efecto
VME Consumo de vapor en el múltiple efecto
VT Consumo de vapor en el tacho
IPAC Índice de producción de Azúcar Comercial
AC Azúcar comercial
MB Miel B
VT Consumo total de vapor en los tachos
AT Agua total a evaporar en los tachos
Anexos
ANEXO 10 Simbología de las principales variables y/o parámetros utilizados en los
balances de materiales y energía del proceso.
SIMBOLOGÍA
VARIABLES Y/O PARÁMETROS
TV Temperatura del vapor de baja presión
Cp Calor específico del jugo
λv Calor latente del vapor de baja presión
TE(JM) Temperatura de entrada del Jugo Mezclado a los calentadores
onolulos
TS(JC) Temperatura del Jugo Calentado que sale de los calentadores
onolulos
ρ(Le) Densidad de la lechada de cal
V(Le) Volumen de la lechada de cal
m(CaO) Masa del óxido de calcio
T(AI) Temperatura del Agua de Imbibición
Tg Temperatura de gases de salida de la chimenea
Ta Temperatura del agua de alimentación a calderas
hv Entalpía del vapor producido en la caldera
ha Entalpía del agua de alimentación a calderas
Tw Temperatura a la presión de trabajo en la caldera de bagazo
Pw Presión de trabajo en la caldera de bagazo
% C Por ciento de cachaza con relación a la caña molida
% JF Por ciento de jugo filtrado con relación al jugo mezclado
% AI Por ciento de agua de imbibición con relación a la caña molida
FB Por ciento de fibra en bagazo
FC Por ciento de fibra en caña
Anexos
HB Humedad del bagazo
Bx(B) Brix del Bagazo
Bx(JM) Brix del Jugo Mezclado
Bx(JCl) Brix del Jugo Clarificado
Bx (M) Brix de la Meladura
X Factor de pérdida en el múltiple efecto y en calentadores (debido a
condiciones técnicas del equipo)
n Número de efectos
Bx(MB) Brix de la Miel B
Bx(AC) Brix del Azúcar Comercial
H(AC) Humedad del Azúcar Comercial
Anexos