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” Autor: Daniel Companioni Rojas Tutores: Dra. Ana Margarita Contreras Moya Mr. Maylier Pérez Gil Consultantes: Ing. Onelia Tabrabue Bacos

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 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) 1.2.1- Herramientas de la Producciones más Limpia…………………………….. 1.3- Análisis del Ciclo de Vida

7 9 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

19

servicio…………………………………………………………………………………. 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

Indice 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

47

de compuestos orgánicos……………………………………………………………….. Figura 3.5 Contribución del proceso a la Categoría de Acidificación

48

Eutroficación………………………………………………………………………………. 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

                                                                                                    Introducción

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.

1

                                                                                                    Introducción 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

2

                                                                                                    Introducción 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.

3

                                                                                                    Introducción 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.

4

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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:

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

5

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

6

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

7

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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).

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

8

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

9

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

10

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

11

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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).

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

12

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

13

Capítulo I: Revisión bibliográfica 

Definición del objetivo y alcance del estudio

Análisis de Inventario

Interpretación del estudio

Evaluación de impactos

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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

14

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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 TécnicoEconómico 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

15

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

16

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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).

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

17

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

18

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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).

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

19

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

20

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

21

Capítulo I: Revisión bibliográfica  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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

22

Capítulo I: Revisión bibliográfica 

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

23

Capítulo II: Aplicación de la metodología de ACV a la producción de azúcar crudo en la Empresa Azucarera Ecuador.Inventario de ciclo de vida 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 sistema, referidas al consumo de materias primas, insumos, agua y energía, obtención de productos, subproductos y las emisiones al medio ambiente.

Recurso Suelo ``

Emisiones al Suelo

Producción de Fertilizantes Producción de Herbicidas

Recurso Agua Producción de Pesticidas

ETAPA AGRÍCOLA

Producción de Diesel

`

Emisiones al Agua

Recursos Energéticos

CAÑA DE AZÚCAR `

Producción de HCl Producción de Ca(OH)2

Recursos Materiales Producción de NaOH

ETAPA INDUSTRIAL

Emisiones al Aire

Producción de Floculantes

Miel B Cachaza

Cenizas

Energía Eléctrica

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI 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 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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-

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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,

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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 Ecoindicador 99.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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:

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 Tabla 2.3. Categorías de inventario de datos por etapas. Categoría de Inventario

Recursos y Procesos

ETAPA AGRÍCOLA Entradas

desde

la

Uso del suelo, energía solar, agua.

desde

la

Combustible, fertilizantes, pesticidas, caña de semilla,

Ecosfera Entradas Tecnosfera

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

Agua, Aire.

desde

la

Caña de azúcar, CaO, Na(OH), HCl, transporte, energía

Ecosfera Entradas Tecnosfera

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,

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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

Diesel

kg/d

3.53E+07

Semilla de caña

kg/d

1.96E+04

Corrientes de Entrada desde la Tecnosfera

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 Pesticidas Diuron

kg/d

Glifosfato

m /d

Gesapox 80

Kg/d

MSMA 72

0.07044 51.15

3

m /d

0.08032

3

Esterisoctílico 48

m /d

Asulfox F

m 3/d

Finale 15

3

m /d

Merlin 75

kg/d

Cometa

58.84

3

0.11080 0.06922 0.04016 4.34

3

m /d

0.03926

Fertilizantes Urea

Kg/d

Superfosfato Triple

Kg/d

Cloruro de Potasio

Kg/d

19780 9890 15820

Corrientes de Salida a la Tecnosfera Caña de azúcar

kg/d

RAC

kg/d

7.06E+06 1.52E+06

Emisiones a la Ecosfera Emisiones al aire De N2O

kg/d

1.75E+01

Emisiones al agua De pesticidas

kg/d

De Nitrógeno total

kg/d

4.61E-03 1.23E+00

Emisiones al suelo De pesticidas

kg/d

9.21E-02

.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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 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

Azúcar Comercial

kg/d

7.71E+05

Miel B

kg/d

1.07E+05

kW-h/d

10E+03

Cenizas

kg/d

1360

Cachaza

kg/d

2.99E+05

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

Corrientes de Salida a la Tecnosfera

Energía eléctrica

Emisiones a la Ecosfera

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

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

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

40

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso. 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

41

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

1p CAI Ecuador 2007

1.75E7

7.06E6 kg Caña de azucar Ecuador 2007

7.71E5 kg azucar Ecuador 2007

6.94E6

3.53E7 kg Diesel, at refinery/RER S 6.84E6

1.9E4 kg Urea, as N, at regional storehouse/RER S

1.96E4 kg Semilla de Caña de azucar Ecuador

5.54E3

2.82E4

1.06E7

9.9E5 m2 Irrigating/CH S Cuba 3.15E3

1.44E5 kg Diesel, at refinery/RER S 2.78E4

7.06E4 tkm Transport, lorry 16t/RER S 2.27E3

1.52E6 kg Use of RAC Ecuador -2.88E4

6.37E5 MJ Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007

-1.93E4 kg Grain maize IP, at farm/CH S

1.06E7

-3.65E3

2.99E5 kg use of cachaza Ecuador 2007 -4.38E3

-1.54E5 kg Grain maize IP, at farm/CH S

-1.2E4 kg Urea, as N, at regional storehouse/RER S

-2.91E4

-3.5E3

Figura 3.1.Árbol del Proceso en estudio.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

42

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso. 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 Total

Caña de azúcar

Proceso

Unidad

Azúcar

Total of all processes Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007

Pt

17509989

Pt

10577449

Diesel, at refinery/RER S Caña de azucar Ecuador 2007

Pt Pt

6864221.4 88748.948

6864221.4 x 88748.948 x

Irrigating/CH S Cuba

Pt

3163.9017

3163.9017 x

Transport, lorry 16t/RER S Urea, as N, at regional storehouse/RER S Combine harvesting/CH S Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Planting/CH S

Pt

2273.7886

2273.7886 x

Pt Pt

2065.5659 1942.2939

5567.7071 - 3502.1412 1942.2939 x

Pt Pt

1894.1371 1267.1079

Transport, tractor and trailer/CH S Semilla de Caña de azucar Ecuador Fertilising, by broadcaster/CH S Diuron, at regional storehouse/RER S Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER S Water, completely softened, at plant/RER S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Glyphosate, at regional storehouse/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S

Pt

424.16773

304.36221

Pt Pt

360.76646 317.4712

360.76646 x 317.4712 x

Pt

49.312358

49.312358 x

Pt

43.190097

43.190097 x

Pt

2.6536689

x

2.6536689

Pt

1.6201038

x

1.6201038

Pt

1.2916417

x

1.2916417

Pt

0.09225834 0.092258342 x

Pt

-205.35478

6939069.6 x

10570919 10577449

x

1894.1371 1267.1079 x

3.6655382 x

119.80552

-209.02031

Electricity, at refinery/RER S Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S

Pt

-381.17865

-381.17865

Pt

-791.07346

18.028472

-809.10193

Grain maize IP, at farm/CH S

Pt

-32859.911

-29212.382

-3647.5284

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

43

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

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.

120 110 100 90 80 70

%

60 50 40 30 20 10 0 -10 Carcinogens

Resp. organic s

Resp. inorga nics

Climate change

Radiation

Ozone layer

Caña de azucar Ecuador 2007

Ecotoxicity

Acidification / Eutrophicati

Land use

Minerals

Fossil fuels

azucar Ecuador 2007

Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

44

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso. 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 Resp. orgánicos Resp. inorgánicos

Pt Pt Pt

3.21E+04 1.55E+03 9.38E+06

3.28E+04 1.55E+03 5.09E+05

-7.26E+02 -7.26E-01 8.87E+06

Cambio Climático Radiación Capa de Ozone

Pt Pt Pt

8.91E+04 1.34E+03 4.46E+02

8.93E+04 1.35E+03 4.46E+02

-1.37E+02 -6.01E+00 -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 Minerales

Pt Pt

1.63E+05 3.41E+03

1.66E+05 3.46E+03

-2.60E+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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

45

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

120 110 100 90 80 70

%

60 50 40 30 20 10 0 -10 Human Health

Ecosystem Quality Caña de azucar Ecuador 2007

Resources azucar Ecuador 2007

Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / evaluación del daño

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

46

DA L Y

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Total Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Combine harvesting/CH S Urea, as N, at regional storehouse/RER S Transport, tractor and trailer/CH S Caña de azucar Ecuador 2007 Diuron, at regional storehouse/RER S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Semilla de Caña de azucar Ecuador Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S

Diesel, at refinery/RER S Irrigating/CH S Cuba Transport, lorry 16t/RER S Planting/CH S Fertilising, by broadcaster/CH S Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER S Water, completely softened, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Glyphosate, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER S

Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

47

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

20000000 18000000 16000000 PDF*m 2y r

14000000 12000000 10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0

Total Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007 Combine harvesting/CH S Irrigating/CH S Cuba Planting/CH S Transport, tractor and trailer/CH S Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Diuron, at regional storehouse/RER S Water, completely softened, at plant/RER S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S

Diesel, at refinery/RER S Transport, lorry 16t/RER S Urea, as N, at regional storehouse/RER S Fertilising, by broadcaster/CH S Caña de azucar Ecuador 2007 Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Semilla de Caña de azucar Ecuador Glyphosate, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER S

Analizando 1 p (CAI Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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).

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

48

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

0.16 0.14 0.12

P DF * m 2 y r

0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -0.02 Total Diesel, at refinery/RER S Semilla de Caña de azucar Ecuador Urea, as N, at regional storehouse/RER S Planting/CH S Transport, tractor and trailer/CH S Diuron, at regional storehouse/RER S Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Glyphosate, at regional storehouse/RER S Use of RAC Ecuador

Caña de azucar Ecuador 2007 Irrigating/CH S Cuba Transport, lorry 16t/RER S Combine harvesting/CH S Fertilising, by broadcaster/CH S Pesticide unspecified, at regional storehouse/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Grain maize IP, at farm/CH S

Analizando 1 kg (Caña de azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

49

M J surplus

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

1e-4 0e+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 Total Transport, tractor and trailer/CH S Water, completely softened, at plant/RER S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Grain maize IP, at farm/CH S use of coal ash Ecuador 2007 Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007

Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Electricity, at refinery/RER S Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Urea, as N, at regional storehouse/RER S use of cachaza Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007

Analizando 1 kg (azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

50

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

0 -0.01 -0.02 -0.03

M J su rp lu s

-0.04 -0.05 -0.06 -0.07 -0.08 -0.09 -0.1 -0.11 -0.12 Total Lime, hydrated, packed, at plant/CH S Sodium hydroxide, 50% in H2O, mercury cell, at plant/RER S Water, completely softened, at plant/RER S Triple superphosphate, as P2O5, at regional storehouse/RER S Grain maize IP, at farm/CH S use of coal ash Ecuador 2007 Cogeneracion with bagasse Ecuador 2007

Transport, tractor and trailer/CH S Hydrochloric acid, 30% in H2O, at plant/RER S Potassium chloride, as K2O, at regional storehouse/RER S Electricity, at refinery/RER S Urea, as N, at regional storehouse/RER S use of cachaza Ecuador 2007 azucar Ecuador 2007

Analizando 1 kg (azucar Ecuador 2007); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / Caracterización

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

51

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 M Pt

5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

Human Health

Ecosystem Quality Caña de azucar Ecuador

Resources azucar Ecuador

Analizando 1 p (CAI Ecuador); Método: Eco-indicator 99 (H) V2.1 / Europe EI 99 H/A / ponderación

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

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

52

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso. 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: ¾ Utilizar los RAC en función de este objetivo. ¾ Analizar la posibilidad de instalar equipos separadores de partículas en el proceso de combustión. ¾ 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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

53

Capítulo III Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida del proceso.

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.

Análisis del Ciclo de Vida a la producción de azúcar crudo en el CAI Ecuador

54

Conclusiones 

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.

55

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 CientíficoTécnica. 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: 959-250108-4. 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 bagassederived 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: 121134. 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 . 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

Eco-indicador-95

Compañía

Fuentes de

desarrolladora

datos

Comentarios

PRéconsultants,

Los factores de

Considera 10 categorías

Philips Consumer

normalización

de impacto: efecto

Electronics,

se basan en

invernadero, capa de

NedCar(Volvo/Mit

datos europeos

ozono, acidificación,

shubishi),

de 1990.

eutrofización, metales

OcéCopiers, Schuurink,

pesados, sustancias CML

cancerígenas, polución,

Leiden, TU-Delft,

pesticidas, recursos

IVAM-ER

energéticos y residuos

(Ámsterdam) y CE

sólidos.

Delft. Eco-indicador-99

PRéconsultants,

Los factores de

Es una actualización del

Philips Consumer

normalización

Eco-indicador-95.

Electronics,

se basan en

Considera 11 categorías

NedCar(Volvo/Mit

datos europeos

de impacto: cancerígenos,

shubishi),

de 1999.

orgánicos e inorgánicos

OcéCopiers, Schuurink,

respirados,

cambio

CML

climático, radiación, capa

Leiden, TU-Delft,

de ozono, ecotoxicidad,

IVAM-ER

acidificación-

(Ámsterdam) y CE

eutrofización,

uso

Delft.

terreno,

minerales,

del

combustibles fósiles. CML 1992

Centro de Estudios

Existen

Considera 9 categorías de

Medioambientales

diversos

impacto: efecto

Anexos  (CML) de la

conjuntos de

invernadero, capa de

Universidad de

normalización:

ozono, ecotoxicidad y

Leiden (Holanda).

Países Bajos

toxicidad humana,

(1993/94),

eutrofización,

Oeste de

acidificación, polución,

Europa (1990)

recursos energéticos y

y Mundial

residuos sólidos.

(1993).

CML

Centro de Estudios

Incluye

Es una actualización del

baseline2000

Medioambientales

diversos

método CML 92. Las

(CML)

la

conjuntos de

categorías

de

normalización:

consideradas

Países Bajos

recursos

(1997), Oeste

calentamiento

de Europa

disminución de la capa de

(1995),

ozono,

Mundial (1990

personas,

ó1995).

acuáticos

de

Universidad

Leiden (Holanda).

de

impacto son: abióticos, global,

toxicidad

(para

ecosistemas y

oxidación

terrestres), 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

Posee algunas

Las categorías de impacto

Medioambiental de

similitudes con

consideradas

Productos

el método

calentamiento

Industriales (EDIP)

CML92 e

disminución

de Holanda.

implica una

ozono, toxicidad para las

actualización y

personas,

mejora en

acuáticos

diversos

acidificación,

aspectos.

eutrofización,

son: global, capa

ecosistemas y

terrestres,

smog

fotoquímico, residuos

de

polución, peligrosos,

residuos radioactivos, y recursos. EPS 2000

Resulta un

Las numerosas categorías

método

de impacto consideradas

especialmente

se agrupan en cuatro

indicado como

categorías de daño: salud

herramienta

humana, capacidad de

para el proceso

regeneración del

de desarrollo

ecosistema, stock de

de un producto

recursos, biodiversidad.

en una empresa.

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 Parámetros Producción deVapor (total) Presión de Vapor Efic. Térmica Bruta Temperatura del Vapor Temp. en los Hornos Temp. Sali. de los Gases Consumos Propios Ton Vap. /Ton. Bagazo. Consumo de Bagazo Temp. del Agua aliment. Temp. del Petróleo alim. Tipo de Calderas 2 Calderas Retal 3 Alemanas

Unidad

Valor

Ton vapor/horas Kgf/cm2 % ºC ºC ºC KW-h

150 ton. Vapor/hora 17,5 65 320 850 216,17

Ton/horas ºC ºC

1,9 100 110 120

Acuotubulares Producción de Vapor Ton.vap./horas

30 30

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.

Anexos 

ANEXO 5 Tabla 2.2. Características principales de los Turbogeneradores instalados en el CAI Ecuador. Turbo N01 Alemán. Tipo Cat. Aislam. Cat. protección Capacidad Velocidad

DGK 1538-2 45 B IP 44/10 6150 3600 6300 563 60

Temp. admis. Agua refrig. Admis. Presión de servicio Caudal de Agua refrig. Caudal de Aire

Unidad KVA (4 MW) r.p.m. V A Hz

35

0

0,44

MPa Sobrepr.

670 9

L/min m3/s

DGK 4583-2 B IP 44 6150 3600 6300 563 60

Unidad

Año de Const.

1980

Estator

12,6 t

Rotor Excitatrid

11/4,36 t 100 V 400 A

Año de Const.

1989

Estator

12,6 t

Rotor Excitatrid

4,36 t 100 V 390 A

C

Turbo N02 Alemán. Tipo Cat. Aislam. Cat. protección Capacidad Velocidad

Temp. admis. Agua refrig. Admis. Presión de servicio Caudal de Agua refrig. Caudal de Aire

KVA (4 MW) r.p.m. V A Hz

35

0

0,44

MPa Sobrepr.

40 9

m3/h m3/s

C

Anexos 

Turbo N03 Inglés. Tipo Capacidad Velocidad Polos Norma Aislamiento Altitud Regimén S.C. Exitación Año de Const Ambiente Máx. Enfriador de Agua Conexiones

GEC Machines Rugby Inglaterra 4000 1800 4 BS 2613: 1970 B/F 1000 Hm 075 Excitador C.A. 1975 40 57 6 T estrellas

Unidad KW r.p.m.

m IP 44 0

C

L/s

Anexos  ANEXO 6 Tabla 2.4. Resultados correspondientes de la Etapa Industrial con su análisis estadístico Zafra 2007. Etapa Industrial Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana) Total de agua/d efectivo Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraido Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza" Cachaza producida (t/d efectivo) Cachaza % Caña "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) Cal Consumida (kg/d efectivo) CaO en Cal consumida (kg/sem) CaO en Cal consumida (kg/d

FEBRERO 12 al 18

MARZO 19-25

26-02

3 al 11

12 al 18

19 al 25

3.82 7.00 27142.87 3877.33 7098.49 4.27 0.32 12.31 14.84

5.14 7.00 36706.94 5243.85 7136.22 12.18 100.00 12.87 15.12

4.94 7.00 35209.85 3029.98 7129.91 9.38 99.97 13.07 15.24

5.00 6.96 35613.14 5116.06 7180.35 2.54 99.95 13.66 15.28

5.15 7.00 36741.44 5248.78 7137.73 7.80 99.66 13.36 16.52

3.42 7.00 24270.68 3467.24 7095.83 11.89 99.25 13.01 16.23

6506.96 1701.61 23.97 20.61 138.83 24813.03 91.42 23114.33 95.82

9227.75 1793.89 25.14 21.36 141.29 33679.96 92.30 31158.69 95.91

9103.15 1843.49 25.85 20.34 133.53 32170.34 91.37 29845.28 95.61

11134.45 2229.12 31.27 22.38 146.48 34506.40 96.89 30172.52 95.91

12141.21 2358.43 33.05 26.21 158.63 35653.41 97.58 30671.76 95.93

7271.98 2126.31 29.96 26.06 160.52 22966.28 94.63 20331.06 95.62

1.96 51.52 45.60 32.35 2.66

2.00 51.20 46.03 32.84 2.77

2.09 52.84 44.18 34.47 2.98

2.05 52.59 44.45 34.37 2.97

2.13 50.42 46.58 35.46 2.99

2.19 51.09 45.91 35.36 3.01

293.88 4.14

355.38 4.98

74.15 1.04

297.35 4.14

326.67 4.58

282.97 3.99

370.49 96.88

489.69 95.20

408.64 82.75

647.93 129.71

534.06 103.74

263.38 77.01

2608.93 682.25 2739.69

3381.56 657.38 3485.66

3247.70 657.70 3343.01

3085.01 617.62 3173.86

3731.27 724.80 3850.06

2312.39 676.14 2379.60

59817.49 15642.65 1044.60 273.17

80726.62 15693.35 1341.22 260.73

79859.32 16172.40 1383.22 280.12

54158.35 10842.51 927.44 185.67

66577.58 12932.71 1105.10 214.67

57129.50 16704.53 1435.52 419.74

Anexos  efectivo) HCl (kg/sem) HCl (kg/d efectivo) Sosa Caústica (kg/sem) Sosa Caústica (kg/d efectivo) Floculantes (kg/sem) Floculantes (kg/d efectivo) Alcohol Absoluto (kg/sem) Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) Petróleo (kg/d efectivo) Bagazo (kg/sem) Bagazo (kg/d efectivo)

Etapa Industrial Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana) Total de agua/d efectivo Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraído Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza"

64.47 16.86 191.58 50.10 6.44 1.69 9.36 2.45

9.54 1.85 54.49 10.59 6.13 1.19 6.13 1.19

49.86 10.10 136.33 27.61 4.97 1.01 4.37 0.89

41.16 8.24 112.32 22.49 4.91 0.98 13.48 2.70

51.03 9.91 108.87 21.15 6.80 1.32 7.70 1.50

142.15 41.56 90.53 26.47 6.18 1.81 5.97 1.75

194.73 50.92 8030.29 2099.97

13484.22 2621.35

1227.34 248.55

12597.67 2522.06

13697.34 2660.71

7980.23 2333.40

ABRIL 26 al 02

03 al 10

11 al 18

18 al 25

25 al 01

MAYO 02 al 09

10 al 17

18 al 25

5.56 7.00 37404.77 5640.60 7227.88 2.30 99.63 13.68 16.21

4.44 7.00 31539.35 4505.62 7101.45 6.96 90.06 13.56 16.27

4.06 7.00 29759.59 4252.81 7339.96 16.93 99.52 13.56 15.54

4.23 7.00 30115.99 4002.43 7114.05 7.01 99.13 13.20 15.84

4.45 7.00 31858.73 4551.25 7131.22 10.42 99.93 13.33 15.71

3.30 7.00 23544.41 3303.41 7130.15 11.91 100.00 14.24 15.55

3.11 7.00 21725.22 3103.50 5901.85 5.86 100.00 12.49 17.05

0.52 5.00 3700.31 740.06 7133.13 17.50 100.00 11.89 17.56

11761.93 2115.45 31.45 24.87 153.47 37742.78 96.27 31343.33 95.11

10048.44 2262.14 31.86 26.70 164.10 30557.22 96.29 26407.27 95.65

7134.56 1759.01 23.97 32.02 206.12 28511.95 95.11 25136.44 95.89

9125.45 2156.30 30.30 24.51 154.75 28300.84 93.97 25346.22 95.74

7821.96 1757.74 24.55 23.46 149.34 27856.34 97.44 26854.68 95.20

7730.34 2341.11 32.83 22.35 143.68 22404.00 95.16 19882.78 95.24

5286.18 1698.64 24.33 21.95 128.71 10507.36 95.19 18020.20 94.57

853.88 1645.25 23.08 20.62 117.41 3054.55 92.82 3050.46 94.23

2.20 51.41 45.50 35.32 3.00

2.20 51.62 45.32 35.68 3.06

2.17 50.48 45.33 35.91 3.19

2.10 51.23 45.53 35.93 3.17

2.41 51.74 44.35 37.43 3.41

2.50 52.44 43.93 37.58 3.53

2.45 52.94 43.56 39.14 3.50

2.54 52.61 43.63 40.26 3.69

Anexos  Cachaza producida (t/d efectivo) Cachaza % Caña "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) Cal Consumida (kg/d efectivo) CaO en Cal consumida (kg/sem) CaO en Cal consumida (kg/d efectivo) HCl (kg/sem) HCl (kg/d efectivo) Sosa Caústica (kg/sem) Sosa Caústica (kg/d efectivo) Floculantes (kg/sem) Floculantes (kg/d efectivo) Alcohol Absoluto (kg/sem) Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) Petróleo (kg/d efectivo) Bagazo (kg/sem) Bagazo (kg/d efectivo)

333.24 4.61

351.30 4.95

324.93 4.43

325.82 4.58

299.51 4.20

315.87 4.43

265.58 4.50

342.39 4.80

680.47 122.39

541.13 121.82

491.78 121.25

405.11 95.73

353.59 79.46

491.09 148.73

330.79 106.29

67.39 129.85

6126.62 1101.91 6462.43

6292.74 1416.65 6695.07

2598.87 640.75 2781.09

2872.25 678.70 2950.51

3488.31 783.89 3599.14

1937.85 586.87 1994.78

1873.90 602.15 1927.35

475.69 916.54 487.79

61842.87 11122.82

82824.12 18645.68

57951.07 14287.74

58555.57 13836.38

63880.24 14355.11

51591.78 15624.40

43445.10 13960.51

7342.34 14147.08

1008.31

1601.53

1187.59

1185.77

1222.84

1336.36

1219.57

1210.11

181.35

360.54

292.80

280.19

274.79

404.71

391.89

2331.63

62.30 11.21 81.04 14.58 6.77 1.22 8.75 1.57

153.78 34.62 126.83 28.55 7.25 1.63 7.29 1.64

163.58 40.33 85.27 21.02 5.88 1.45 17.05 4.20

48.98 11.57 55.41 13.09 5.81 1.37 5.84 1.38

60.00 13.48 52.78 11.86 7.05 1.58 6.00 1.35

75.39 22.83 84.34 25.54 4.25 1.29 8.88 2.69

65.71 21.12 78.62 25.26 5.71 1.83 7.54 2.42

65.20 125.63 78.01 150.32 5.66 10.91 7.50 14.44

14377.62 2585.90

1150.93 259.10

8676.36 2139.14

11311.62 2672.88

11633.71 2614.32

7960.61 2410.84

7832.87 2516.99

1407.35 2711.66

Análisis estadístico Etapa Industrial Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana)

Count Promedio

Varianza

Desviación Standard

Mínimo

Máximo

Range

14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00

4.08 6.85 28952.38 4005.92 7061.30 9.07 91.96 13.16 15.92

1.62 0.28 7.97884 E7 1.60174 E6 115524.00 22.51 702.49 0.38 0.59

1.27 0.53 8932.44 1265.60 339.89 4.74 26.50 0.62 0.77

0.52 5.00 3700.31 740.06 5901.85 2.30 0.32 11.89 14.84

5.56 7.00 37404.80 5640.60 7339.96 17.50 100.00 14.24 17.56

5.04 2.00 33704.50 4900.54 1438.11 15.21 99.69 2.35 2.72

14.00

8224.87

8.51153 E6

2917.45

853.88

12141.20

11287.30

Anexos  Total de agua/d efectivo Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraido Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza" Cachaza producida (t/d efectivo) Cachaza % Caña "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/sem) Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos" Cal Consumida (kg/sem) Cal Consumida (kg/d efectivo) CaO en Cal consumida (kg/sem) CaO en Cal consumida (kg/d efectivo) HCl (kg/sem) HCl (kg/d efectivo) Sosa Caústica (kg/sem) Sosa Caústica (kg/d efectivo) Floculantes (kg/sem) Floculantes (kg/d efectivo) Alcohol Absoluto (kg/sem) Alcohol Absoluto (kg/d efectivo) "Combustible" Leña (kg/sem) Petróleo (kg/sem) Petróleo (kg/d efectivo) Bagazo (kg/sem) Bagazo (kg/d efectivo)

14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00

2015.12 27.97 23.82 149.78 26623.18 94.75 24381.07 95.46

69692.40 14.63 10.34 431.20 9.3918 E7 4.67 5.71388 E7 0.28

263.99 3.82 3.22 20.77 9691.14 2.16 7559.02 0.53

1645.25 23.08 20.34 117.41 3054.55 91.37 3050.46 94.23

2358.43 33.05 32.02 206.12 37742.80 97.58 31343.30 95.93

9.97 11.68 88.70 34688.20 6.22 28292.90 1.70

14.00 14.00 14.00 14.00 14.00

2.21 51.72 44.99 35.86 3.14

0.05 0.70 0.50 4.76 0.09

0.19 0.84 0.71 2.18 0.30

1.96 50.42 44.06 32.35 2.66

2.54 52.94 46.58 40.26 3.69

0.58 2.51 2.53 7.91 1.03

14.00 14.00

299.22 4.24

54131.33 0.94

69.82 0.05

74.15 0.06

355.38 0.25

67.08 0.18

14.00 14.00

433.97 107.91

24911.20 465.56

157.83 21.58

67.39 77.01

680.47 148.73

613.08 71.71

14.00 14.00 14.00

3145.22 770.59 3276.43

2375500.00 54131.33 2.69329 E6

1541.26 232.66 1641.13

475.69 586.87 487.79

6292.74 1416.65 6695.07

5817.06

14.00 14.00 14.00

58978.71 14569.13 1229.23

350639638.56 4379361.44 32491.80

18725.37 2092.69 180.26

7342.34 10842.51 927.44

82824.10 18645.68 1601.53

75481.80 7803.17 674.09

14.00

439.43

302378.23

549.89

181.35

2331.63

2150.28

14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00

75.22 26.38 95.46 32.05 5.99 2.09 8.28 2.87

2042.65 965.89 2613.68 1256.06 0.75 6.51 11.12 11.83

45.20 31.08 37.73 35.44 0.86 2.55 3.33 3.44

9.54 1.85 41.16 10.59 4.25 0.98 4.37 0.89

163.58 125.63 191.58 150.32 7.25 10.91 17.05 14.44

154.05 123.77 150.42 139.72 3.01 9.93 12.68 13.56

14.00 14.00

8669.15 2171.21

21400000.00 695351.67

4632.25 833.88

1152.93 248.55

14377.60 2711.66

13224.7 2463.10

6207.28

Anexos  ANEXO 7 Tabla 2.5. Resultados correspondientes de la Etapa Industrial con su análisis estadístico Zafra 2009. MARZO Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida/semana Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana) Total de agua (ton/d efectivo) Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraido Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) Cachaza % Caña "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/semana) Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida CaO en Cal consumida HCl

2 al 8

9 al 15

16-22

23 al 29

5.00 7.00 35345.61 5049.37 7067.71 65.48 100.00 12.68 15.57

1.51 7.00 25724.89 3674.98 17002.57 9.72 100.00 12.60 15.38

0.78 7.00 5534.61 790.66 7132.23 3.62 97.42 11.29 16.32

5.59 7.00 39282.70 5611.81 7025.05 0.00 0.00 12.72 15.66

7501.04 1499.91 21.22 19.57 125.64 30451.11 96.15 29641.41 94.05

5021.00 3318.57 19.52 18.12 117.82 21909.30 95.17 21769.39 93.47

779.45 1004.44 14.08 14.38 88.13 4374.89 79.05 4631.41 93.52

9196.36 1644.62 23.41 0.00 0.00 34757.70 88.48 31198.91 94.17

2.15 52.63 44.06 35.07 2.96

2.40 51.00 44.76 34.35 3.36

2.09 50.36 46.58 35.04 3.06

2.12 52.09 44.84 34.93 3.08

292.60 4.14

846.73 4.98

74.18 1.04

290.92 4.14

2030.82 406.08

1619.03 1070.08

534.64 688.96

2141.00 382.88

3020.83 604.05 3066.22

1850.84 1223.29 1895.45

486.78 627.30 576.44

3681.91 658.45 3792.60

50432.00 56.44 3000.00

40283.00 53.20 2500.00

320.67 4.28 0.00

49582.00 53.18 5120.00

Anexos  Sosa Caústica Floculantes Alcohol Absoluto "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo

Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida/semana Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana) Total de agua (ton/d efectivo) Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraido Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) Cachaza % Caña "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/semana)

2800.00 180.00 290.00

4400.00 120.00 300.00

0.00 4.14 0.00

2400.00 300.00 306.00

12395.62

8837.30

1939.13

13721.25

ABRIL 30 al 5

6 al 12

13 al 19

20 al 26

MAYO 27 al 3

4 al 7

5.24 7.00 35352.09 5050.30 6745.29 0.00 0.00 13.71 15.90

4.73 7.00 30020.50 4288.64 6340.53 0.00 0.00 12.54 15.66

5.06 7.00 30509.41 4358.49 6029.89 0.00 0.00 12.85 16.32

4.58 7.00 30831.41 4404.49 6737.04 0.00 0.00 13.44 16.60

3.37 7.00 22913.50 3273.36 6792.00 0.00 0.00 12.80 15.72

2.05 3.48 6774.28 1947.10 3299.70 0.00 0.00 11.73 16.98

10145.72 1935.84 28.70 26.53 166.79 32900.20 93.06 27981.07 94.12

7799.52 1647.31 25.98 30.24 193.15 27372.31 91.18 23800.04 94.00

9700.20 1917.15 31.79 28.25 173.11 29261.50 95.91 23950.77 93.81

10030.48 2191.78 32.53 24.39 146.93 29449.88 95.52 24139.33 93.88

6823.02 2022.47 29.78 22.29 141.75 21832.91 95.28 18196.76 94.23

1379.52 671.95 20.36 23.57 138.77 5565.50 82.16 5169.93 91.93

2.26 52.09 44.64 35.63 3.27

2.16 51.90 44.99 34.80 3.11

2.22 51.43 45.48 35.88 3.09

2.22 51.98 44.85 37.01 3.18

2.14 51.37 45.58 34.49 3.04

2.48 52.08 44.45 38.21 3.47

308.71

252.85

278.01

333.27

300.68

47.85

4.58

3.99

4.61

4.95

4.43

1.45

2079.00 396.68

1759.00 371.51

1863.00 368.20

1940.00 423.91

1560.00 462.41

630.03 306.88

3247.64

2712.26

2673.17

3032.95

1750.87

603.54

Anexos  Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida CaO en Cal consumida HCl Sosa Caústica Floculantes Alcohol Absoluto "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo

Semanas Parámetros "Caña" (ton.) Días efect. Moliendo Días de zafra Caña molida/semana Caña por día de zafra Caña día efectivo (t/d) % Quemada % Cortada con Máquina % Pol % Fibra "Agua" Total de agua (ton/semana) Total de agua (ton/d efectivo) Total % Caña Imbibición % caña Imbibición % fibra Jugo Mezclado (neto) Jugo Mezclado% caña Jugo Absoluto Extraido Extracción Pol "Bagazo" % Pol % Humedad % Fibra % Caña % Brix "Cachaza" Cachaza producida (ton/d efectivo) Cachaza % Caña

619.66 3345.75

572.85 2783.53

528.33 2739.11

662.74 3119.61

518.99 1795.61

293.98 613.87

50568.00 57.22 1476.00 4400.00 150.00 425.00

49813.00 66.32 2806.00 1400.00 175.00 291.00

33761.00 47.62 0.00 3400.00 175.00 358.00

41615.00 57.00 3590.00 1000.00 225.00 284.00

39843.00 51.17 1945.00 3000.00 175.00 303.00

355.65 5.25 0.00 0.00 5.01 0.00

12597.59

10447.61

10948.20

11411.90

7903.61

2588.39

Cantidad

Promedio

Análisis estadístico Desviación Varianza Standard

10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 3.00 3.00 10.00 10.00

3.79 6.65 26228.90 3844.92 7417.20 26.28 99.14 12.64 16.01

3.04 1.24 1.3429 E8 2.23168 E6 1.26199 E7 419.38 2293.81 0.50 0.27

1.74 1.11 11588.40 1493.88 3552.45 20.48 47.89 0.71 0.52

0.78 3.48 5535.00 790.66 3299.70 0.00 0.00 11.29 15.38

5.59 7.00 39283.00 5611.81 17002.60 65.48 100.00 13.71 16.98

4.82 3.52 33748.00 4821.15 13702.90 65.48 100.00 2.42 1.61

10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00

6837.63 1785.40 24.74 20.73 129.21 23787.53 91.20 21047.90 93.72

1.17838 E7 509111.86 36.35 75.86 2946.47 1.15434 E8 37.57 8.67532 E7 0.46

3432.75 713.52 6.03 8.71 54.28 10744.00 6.13 9314.14 0.68

779.45 671.95 14.08 0.00 0.00 4374.89 79.05 4631.41 91.93

10145.70 3318.57 32.53 30.24 193.15 34757.70 96.15 31198.90 94.23

9366.27 2646.62 18.45 30.24 193.15 30382.80 17.11 26567.50 2.30

10.00 10.00 10.00 10.00 10.00

2.22 51.69 45.02 35.54 3.16

0.02 0.43 0.92 1.48 0.03

0.12 0.66 0.96 1.22 0.16

2.09 50.36 43.56 34.35 2.96

2.48 52.63 46.58 38.21 3.47

0.39 2.27 3.03 3.86 0.51

10.00

302.58

351618.00

592.97

57.59

1626.75

1569.16

10.00

3.83

1.97

1.40

1.04

4.98

3.94

Mínimo

Máximo

Rango

Anexos  "Miel (ton.)" Miel B (t/sem) Miel B (t/d efectivo) "Azúcar" Total producida(física) (t/semana) Total producida(física) (t/d efect) Azúcar 96 hecha "Productos Insumidos(Kg)" Cal Consumida CaO en Cal consumida HCl Sosa Caústica Floculantes Alcohol Absoluto "Combustible (ton.)" Leña Petróleo Bagazo

10.00 10.00

1615.65 487.76

332570.00 52309.64

576.69 228.71

534.64 306.88

21410.00 306.88

1606.37 1070.08

10.00

2306.08

1204710.00

1097.59

486.78

3681.91

3195.13

10.00 10.00

630.96 2372.82

54832.04 1.23414 E6

234.16 1110.92

293.98 576.44

1223.29 3792.60

929.31 3216.16

10.00 10.00 7.00 8.00 10.00 8.00

35657.33 45.17 2919.57 2850.00 150.91 319.63

378640000.00 477.34 2.93567 E6 2650000.00 8232.16 19982.90

19458.80 21.85 1713.37 1628.09 90.73 141.36

320.67 4.28 0.00 0.00 4.14 0.00

50568.00 66.32 5120.00 4400.00 300.00 425.00

50247.30 62.04 5120.00 4400.00 295.86 425.00

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 Nomenc

Ind Reg

Valores

CAI Ec.

Molinos

CA

621374.56

294220.85

7061.30

7061.30

AI

(25-30)%

0.28

0.20

1406.47

B

(21-30)%

0.26

Calent

Tanque Flash

Clarific

Filtro

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)

Área II Tanque de JM

(12-15)%

0.16

PB

(2-4)%

0.02

HB

(47-50)%

0.49

(12-20)%

0.16

RL1 RG1 RS1 JF

1149.20

JC

7182.48

TE(JM) TS(JC) X λV Cp (JM)

1149.20

35.00 (102106)°C

105.00

105.00 1.04 2283.30 3.81

Área III

Área IV

Evaporador

Tachos,C,Cent

Anexos 

VC m(CaO)

873.32 (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 L

6206.92 1076.49

A

(100150)%

1.25

1.25

363.56

C

0.04

0.04

0.04

290.85

Bx(JCL)

18.86

Bx(M) n M E VME Bx (MB) Bx (AC) H(AC) IPA MB

62.64 5.00

AC AT VT VT

1868.81 4338.10 913.28 88.00 99.50 0.50 7.00 189.67 1008.76 670.38 52959.75 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. SIMBOLO

VARIABLES Y/O PARÁMETROS

GÍA 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) T(AI)

Masa del óxido de calcio 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 Bx(B)

Humedad del bagazo 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