1. INFORME FINAL
Minimización de la contaminación ambiental en un Ingenio Azucarero
Roberto Esparza Silva - PRDE
María E. Campos Miranda - ASTC
Facultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas
Universidad Nacional Federico Villarreal
2006
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2. Resumen
El objetivo de la investigación fue hacer un estudio de minimización en un ingenio
azucarero para optimizar los procesos y la reducción de descargas residuales, liquidas
sólidas y emisiones gaseosas. Se hizo un estudio en todas las etapas del proceso
utilizándose como guía el DOP (diagrama de operaciones de procesos). (Fig 1)
Calculando los volúmenes de las emisiones. La empresa redujo el consumo de plomo/t
caña. El 100% de las muestras de caña y jugos se analizaron con un Espectrofotómetro.
Las muestras de mieles y jarabes, en un 60% fueron analizadas con un nuevo reactivo
que no contiene plomo; el restante 40% con de sales de plomo. Se disminuyeron las
pérdidas de jarabes, mieles y la descarga de DQO, (Demada Química de Oxígeno) a las
lagunas. Con el uso de agua del condensado vegetal del evaporador de imbición, se
logró que la temperatura del agua que entra al spray pond disminuya. Con el consumo
de 0.10 m de agua de pozo/t caña se redujo a 20,000 m3. Se mejoró el rendimiento de los
cultivos de caña a un 65 t caña/Ha, con un contenido de sacarosa en la caña de 11.65%.
Con la cachaza y la vinaza se produjo un fertilizante de suelos denominado compost o
bio-abono. El proceso se llevó a cabo al aire libre en un terreno de superficie de 4
hectáreas (Ha). La degradación para obtener compost tomó un tiempo aproximado de 3
meses, periodo durante el cual el material se removió constantemente y la humedad
requerida fue mantenida mediante irrigación con vinaza. Se comprobó un incremento
del 25% en la producción de caña por hectárea y el contenido de sacarosa en la caña
alcanzando un valor de 11.65%. Se mejoró el proceso de enfriamiento de agua en la
planta de alcohol. Con el consumo de 25m3 de agua/m de alcohol en la planta se redujo a
60,000m3 de agua. La minimización en la empresa de fabricación de azúcar contribuyó a
la preservación del medio ambiente al mejorar el control de sus procesos como al mejor
uso de sus desperdicios. Además de estos logros ambientales, se lograron ahorros
económicos que permitieron un retorno de las inversiones realizadas. Los resultados
están contenidos en las tablas 1. y 2
Palabras clave: Reducción, removido, reducido, produce, consumo, descarga,
desperdicios, disminuido, proveniente.
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3. Abstract
The objective of this study was to make a minimization study of a sugar industry to
optimize the processes and reduce the residual wastes, liquid discharges and gaseous
emissions. It was used a study in all the stages using a POD (processes operations
diagram)(f.1). as an important tool to calculate volumes of emissions. The consumption
of lead/t cane was reduced by the company. The 100% of the samples of cane and juice
were analyzed by spectrophotometric technique. The samples of honeys and syrups
were analyzed in a 60%; with a new reactive that does not contain lead, the rest 40%
with lead salts. It decreased the lost of ayrups, honeys and the COD load to the lakes.
With the water used from the vegetal imbicion condensed evaporator, it profits that the
temperature of the water that enters spray pond decrease. The water well/t cane
consumed of 0,10 m3 was reduced to 20.000 m3. The yield become better to 65 t
cane/Ha, with a cane saccharine content of 11,65%. With the sluggishness and vinaza a
ground fertilizer took place denominated compost or bio-fertilizer. The process took
place outdoors in a surface of 4 hectares (Ha). The Degradation to obtain compost was
taken in approximated 3 months, period which the material was removed constanly and
the required humidity was maintained by irrigation with vinaza. An increase of 25% in
the production of cane by hectare and the saccharine content in cane was demostarted
bein reached a value of 11,65%. The water cooling in the alcohol process plant was
improved to 60.000 m3 of water. Industrial minimization of sugar production contributes
to the environment preservation when improving the control of its processes as to the
best use and disposition of its wastes. In addition of these environmental profits,
economics savings were obtained that allowed a return of the made investments. The
results are showed in table 1 and 2
Key words: Reducing, removed, reduced, produces, consumption, unloading, wastes,
diminished, originating.
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4. Introducción
Toda actividad productiva genera residuos (sólidos, líquidos, gaseosos o una
combinación de estos) que deben ser tratados y dispuestos de manera que su impacto
negativo a la salud humana y al medio ambiente sea menor posible. Desde tiempos
remotos, se ha buscado soluciones a los problemas de contaminación causados por las
actividades del ser humano; empero, es a partir del inicio de la revolución industrial,
que el problema se tornó más complejo y fue abordado desde diversas ópticas. La
actividades industriales, a lo largo de su evolución, han generado diversos problemas
ambientales, por lo cual son seguidas muy cerca de la sociedad y las autoridades en su
desempeño frente al medio ambiente.
El estudio de minimización es la aplicación continua de una estrategia ambiental
preventiva e integrada, en los procesos productivos, los productos y los servicios, para
reducir los riesgos pertinentes a los seres humanos y al medio ambiente. (Gabaldón,
2001)
Por su carácter preventivo esta basado en el uso óptimo de las materias primas, agua,
energía y otros insumos, lo que permite, por una parte, producir más con la misma
cantidad de insumos y, por otra, reducir la cantidad de residuos en sus fuentes de origen.
Todo ello conlleva beneficios económicos tanto por la reducción de costos de
producción, como por la disminución de los requerimientos financieros y costos de
operación asociados al tratamiento final de cantidades menores de desechos; y
beneficios ambientales, tanto por disminuir la demanda de ciertos recursos naturales
(principalmente agua, materias primas y aquellos utilizados para generar energía), como
por la menor cantidad de desechos que se descargan al medio ambiente.(Letelier,2002)
En este contexto los estudios de minimización incrementan la competitividad
económica de las empresas y, al mismo tiempo, contribuye a la sostenibilidad
ambiental. Por lo tanto, debe ser adoptada como una estrategia empresarial, en la que se
priorice las prácticas de prevención de la contaminación, de eficiencia energética y la
del reciclaje, rehúso y recuperación de residuos, antes de considerar el tratamiento de
dichos residuos o su disposición final. (Morín, 2000)
La minimización constituye un conjunto ordenado de actividades que se ejecuta en la
empresa, empleando una metodología de análisis de las operaciones productivas, que
permitirá identificar y seleccionar opciones viables de minimización, las cuales se
implementarán con el propósito de prevenir la contaminación e incrementar la eficiencia
energética. (Manrique, 2004)
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5. La insuficiente atención y control de los problemas ambientales generados por la
actividad productiva ha sido identificada como una de las carencias más importantes del
quehacer ambiental en los últimos años. Del total de fuentes puntuales de
contaminación un buen porcentaje corresponden a instalaciones industriales y
agropecuarias, entre ella la industria azucarera y sus derivados, la actividad
agropecuaria y las industrias básicas y alimenticias como los sectores productivos de
mayor incidencia en el deterioro del saneamiento y de las condiciones ambientales en
los diferentes territorios.
En respuesta a esta realidad, se ha trazado la reducción gradual de las cargas
contaminantes que se vierten en las cuencas hidrográficas, tomadas como unidades
básicas para el trabajo de la gestión ambiental. (Morìn, 2000)
Aunque desde hace años se viene desarrollando en el sector productivo algunas
prácticas dirigidas a mitigar los efectos negativos sobre el medio ambiente,
principalmente en las industrias y actividades más contaminantes, su introducción ha
sido limitada por factores de diversa índole. Entre ellos, la carencia de recursos
materiales y financieros y las dificultades para acceder a tecnologías adecuadas, el
énfasis de las normativas y sistemas regulatorios sobre las emisiones y sistemas de
control de la contaminación a la salida del proceso, la inexistencia de normativas
tecnológicas y ambientales actualizadas y otros factores subjetivos como la falta de
conocimiento a todos los nivele de las organizaciones productivas sobre beneficios
económicos y ambientales de la introducción de prácticas de minimización y el
insuficiente nivel de exigencia por parte de las autoridades ambientales (Serrano. 2005).
Conforme a lo anteriormente expuesto resulta necesario diseñar un nuevo enfoque del
trabajo en la gestión ambiental, que permita introducir y aplicar los estudios de
minimización en forma integral, haciendo énfasis en la prevención de la contaminación ,
y el aprovechamiento económicos de los residuales, como principales opciones para
reducir las cargas contaminantes.
El objetivo de la investigación fue hacer un estudio de minimización en un ingenio
azucarero para optimizar los procesos y la reducción de descargas residuales, liquidas
sólidas y emisiones gaseosas.
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6. Método
Materiales.
La minimización se realizó en un Ingenio Azucarero en el norte del Perú durante los
meses de Enero a Diciembre del 2006
Para la recopilación de la información, se utilizo un cuestionario técnico, MindManager
(Anexo - figura 1A) Mindjett.Co.(2004)., que servirá para confeccionar el DOP
(Diagrama de Operaciones de Procesos).
Procedimientos: Se recopiló información, con la ayuda de un cuestionario, sobre los
procesos u operaciones (DOP. Fig 1) desarrollados en el ingenio, niveles de producción
o servicios, uso y costo de materias primas, agua, energía y otros insumos, tipo cantidad
y origen de residuos, desechos y pérdidas; costo anual de tratamiento y disposición de
desechos. Complementariamente, se realizó una inspección general del ingenio a fin de
poder verificar e interpretar toda la información recopilada. Luego de la evaluación de
todos los datos, se identificaron las operaciones unitarias críticas, asimismo, el enfoque
que siguió el diagnóstico del estudio de minimización. También se analizó
detalladamente las operaciones unitarias críticas de la empresa, se efectuó mediciones
que coadyuven la realización de balance de materia y energía, se trabajó en la
identificación de las causas que originaron las ineficiencias existentes y que generaron
las opciones del estudio de minimización para superar dichas ineficiencias. Una vez
generadas las opciones del estudio de minimización se estudió y se estableció la
factibilidad de cada una de éstas, tanto en términos técnicos (aspectos productivos y
ambientales) como económicos, a fin de que se seleccione aquellas viables y así se pudo
recomendar a la empresa. Finalmente, se elaboró un informe del resultado del
diagnóstico, especificando, principalmente las recomendaciones identificadas,
cuantificadas y evaluadas (técnica y económicamente) además del detalle de toda la
información de respaldo (mediciones, inspecciones, etc.)
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7. El Proceso se describe en el flujograma . DOP.( Fig. 1)
Caña de azucar
Cenizas
Energía
Recepción y análisis
de la caña
Caña Cortada Calderas
Agua de imbibición Bagazo
Molienda
Formal
Bactericida
Hidrolizacion
Jugo
Anhídrido Purificacion de
Sulfuroso extracto
Lechada de cal Alimentos para animales
Bagacillo
Jugo Mixto
Cochaza
Floculante Evaporación Filtración
(Tambor rotatorio)
Vapor Cristalización
(Intercambiador
de color)
Melado
Masa cocida Cocimiento
Cristales
Centrifugación Melaza Planta de
alcohol
Azúcar
Secado, Enfriado y
Envasado
Almacenamiento
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8. Resultados
Descripción del proceso – Impacto ambiental – Minimización.
1.- Fabricación de azúcar
La caña de azúcar se tritura con rodillos estriados o de cuchillas, "crusher" y/o
"shredder", y se maceran en rodillos consecutivos, o bien se someten a la extracción de
azúcar en un difusor, como las remolachas azucareras. Del residuo fibroso pobre en
sacarosa (bagazo) se origina una cantidad de 25 a 30 kg/100 kg de caña. El contenido de
fibra es de aproximadamente un 50 % del bagazo.
Purificación del extracto
Después de la fase de obtención del jugo, el proceso de elaboración es muy similar para
la remolacha y la caña de azúcar. La purificación del jugo se realiza por procedimientos
mecánicos y químicos. Primero se separan mecánicamente las partículas de fibras y
células vegetales. La purificación química del jugo tiene lugar por precipitación de una
parte de las sustancias no glucósidas disueltas y dispersas, con separación subsiguiente
del precipitado. En la producción del azúcar de remolacha se demuestra su eficacia la
carbonatación cálcica en varias fases, un procedimiento de purificación del jugo en el
que se añade al mismo tiempo simultáneamente cal y dióxido de carbono. Floculantes
sintéticos, especialmente polielectrolitos, que mejoran la aglomeración de las partículas
y acortan el tiempo de sedimentación en el decantador, pasando de los 40 y 60 minutos
normales a entre 15 y 20 minutos. En la producción del azúcar de caña, se aplica
usualmente el tratamiento simple con caliza (defecación), ya menos un tratamiento con
cal y dióxido sulfuroso (sulfodefecación) y raramente el tratamiento con cal y dióxido
de carbono como método de purificación del extracto. El decantado se somete a un
filtrado posterior fino y pasa directamente a la estación de evaporación. El sedimento o
concentrado (aproximadamente de 20 a 30 kg/100 kg de materia prima) se separa,
predominantemente en filtros de aspiración de tambor, en las componentes filtrado y
lodo/torta de filtro (aproximadamente de 3 a 6 kg/100 kg de materia prima). El filtrado
se reintegra al proceso, mientras el lodo de filtro se evacua.
 Evaporación y cristalización
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9. El jugo purificado (aproximadamente de un 12 a un 15 % de materia seca/contenido de
materia seca) se vaporiza en forma continua en una estación de evaporación de varias
etapas hasta conseguir un contenido de materia seca del 60 al 70 %; en este proceso, el
jugo atraviesa las distintas etapas y en cada etapa subsiguiente es calentado con los
vahos de la etapa anterior (estos vahos son aire saturado de vapor de agua, que escapa
durante la evaporación del jugo purificado). En la estación de cocción, el juego
espesado (concentrado) se somete a una nueva extracción de agua en aparatos de
cocción, sometido a un vacío de aproximadamente el 80 %. Gracias a la escasa presión
que impera en los aparatos, puede hervirse a una temperatura reducida, con lo que se
impide una coloración por caramelización. Una vez alcanzada una determinada relación
entre el azúcar y el agua (grado de sobresaturación), se forman cristales. Al seguir
añadiendo jugo concentrado y al progresar la evaporación del agua, se fomenta y regula
la formación de cristales hasta que estos alcanzan el tamaño y la cantidad deseados.
Entonces termina el proceso de cocción. La masa que se forma al final de la cocción es
la masa de relleno, que se pasa desde los aparatos de cocción a estrujadoras. Con un
enfriamiento constante de la masa se modifica la sobresaturación, con lo cual los
cristales de azúcar siguen creciendo. Desde las estrujadoras la masa de relleno fluye a
las centrifugadoras. En ellas se separa el producto cristalizado del jarabe quedando el
azúcar crudo o sin refinar, de color amarillo-marrón. El jarabe separado por
centrifugación se vuelve a hervir hasta conseguir de nuevo masa de relleno; el producto
cristalizado así obtenido se centrifuga. El jarabe que sale es la melaza. Si al centrifugar
la masa de relleno el producto cristalizado se limpia en la centrifugadora con una ducha
de agua y/o vapor, eliminando de él el jarabe residual (afinación), se obtiene así el
azúcar blanca de la remolacha o de la caña, en un proceso de trabajo inmediato. Durante
la refinación (inversión de la cristalización), una tecnología muy exigente en cuanto a
instalaciones, se disuelven el azúcar crudo y el azúcar blanca de calidad inferior, y se
decoloran y filtran por adición de carbón activado o de carbón de hueso, o bien
mediante intercambiadores iónicos. De la subsiguiente cristalización se obtiene azúcar
refinado, que satisface las máximas exigencias de la industria elaboradora del azúcar.
Dependiendo de la calidad tecnológica de la materia prima y del producto final
obtenido, la proporción de melaza se sitúa entre un 3 y un 6 % de la materia prima
utilizada inicialmente. El contenido de azúcar en la melaza final es de alrededor de un
50 %.
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10. Almacenamiento
El azúcar obtenido se enfría y seca antes de su almacenamiento o envasado. Puede
almacenarse a granel, empacado (bolsas de 1 kg) o ensacado (en sacos de 50kg).
Decisiva para un almacenamiento correcto es una humedad relativa del aire de
aproximadamente el 60 % en las bodegas. Aquí se sitúa aproximadamente el punto en el
que se establece un estado de equilibrio entre la absorción y la salida de humedad de los
cristales de azúcar.
5.- Impacto ambiental
Los efectos sobre el medio ambiente típicos de este ámbito que se originan durante la
fabricación del azúcar se deben a:
5.1 - Aguas residuales del lavado de las remolachas y de la caña, de la central de
calderas (agua para desenlodamiento de las calderas) y de la purificación del extracto en
las estaciones de evaporación y cocción (condensado sobrante y agua de limpieza), de la
refinación (agua de regeneración de los intercambiadores iónicos), de la producción de
alcohol, levadura, papel o tablero aglomerado (si la melaza y el bagazo se transforman
en la propia empresa), de la limpieza de los patios y de las precipitaciones;
5.2 - Emisiones al aire procedentes del sistema de calderas (gases de humo de los
procesos de combustión de materiales sólidos, líquidos y gaseosos) sustancias volátiles
(hollín y ceniza), de la preparación de la materia prima, de la extracción, de la
purificación del jugo y de su espesamiento (amoníaco) así como de reacciones
bioquímicas de los componentes orgánicos de las aguas residuales en los estanques
estratificados (amoniaco y ácido sulfúrico);
5.3 - Residuos sólidos procedentes de la preparación de la materia prima (tierra, restos
de plantas), de los generadores de vapor (ceniza) y de la purificación del extracto (lodo
de filtros).
5.4- Cultivo, cosecha, almacenamiento y purificación de la materia prima
Las exigencias propias del uso significan una fuerte solicitación de los suelos,
especialmente por monocultivos con una sola especie vegetal (caña de azúcar) a lo largo
de muchos años. Entre las cargas más importantes cuentan:
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11. 5.4.1 - El aporte de fertilizantes y plaguicidas,
5.4.2 - Efectos negativos sobre el ciclo de sustancias debido a compactación y
salinización del suelo, drenaje, estragos entre los microorganismos.
6.- Situación sin Minimización y con Minimización. (Resumen Tablas 1y 2)
6.1. Reducción de plomo.
6.1.1. Sin minimización. Consumo de 0.76g. de plomo/t caña para el análisis de
sacarosa.
Los análisis del contenido de sacarosa en caña, jugos, mieles y jarabes se realizaban
utilizando subacetato de plomo, para clarificar las muestras, además de otros reactivos y
materiales, demandando un tiempo excesivo en toda la operación. Los desechos líquidos
y sólidos contaminados con plomo y con los otros reactivos, provenientes de estos
análisis, eran descargados a las lagunas y al relleno sanitario, respectivamente.
6.1.2. Con minimización: Consumo 0.10g. de plomo/t caña, equivalentes a una
reducción de 400 Kg. de plomo, con un ahorro de S/ 30,000.
El 100% de las muestras de caña y jugos se analiza actualmente con un
Espectrofotómetro de infrarrojo. Inversión de S/ 80,000, que no requiere de muestras
clarificadas, reduciendo el uso de reactivos y materiales, así como el tiempo empleado
en el análisis. De las muestras de mieles y jarabes, un 60% son analizadas con un nuevo
reactivo que no contiene plomo; el restante 40% todavía requiere de sales de plomo.
Estos cambios en la forma de realizar los análisis de sacarosa han logrado reducir el
consumo y la descarga de plomo en un 86%.
6.2. Reducción del consumo de hidróxido de sodio (NaOH). Si bien una parte de las
aguas de lavado de los evaporadores.
6.2.1. Sin minimización: Consumo de 23L de agua/t caña y 60g de NaOH. Si bien una
parte de las aguas de lavado de los evaporadores era reciclada, el resto era enviada a las
lagunas.
6.2.2. Con minimización: Consumo de 12L de agua/t caña, equivalente a una reducción
de 5,000m3, y 30g de NaOH/t caña, equivalente a una reducción de 15 t/zafra, con un
ahorro total de S/900.
Se instalarán aspersores (hidrojets) en la parte superior de cada evaporados (inversión
de S/ 20,000) que permiten que las operaciones de lavado se realicen con un menor
caudal de agua a alta presión y en forma automática.
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12. El uso de los hidrojets ha permitido reducir en 47% el consumo de agua y en 50% de
hidróxido de sodio en el lavado de los evaporadores.
Como consecuencia se ha disminuido el volumen de agua y la carga de NaOH vertidos
a las lagunas.
6.3. Eliminar el uso del agua en la remoción de cenizas de las calderas y reducir la
descarga de cenizas a las lagunas y a la atmósfera.
6.3.1. Sin minimización: Consumo 27L de agua de condensado vegetal/t caña, con un
contenido 90 de DQO/L, en la limpieza de las calderas.
La remoción de cenizas de las calderas y el lavado de sus cajas se realizaba empleando
agua de condensado vegetal, proveniente de las ollas de cocimiento y de los
evaporadores, que se recirculaba entre un tanque de sedimentación y de las calderas.
Cuando esta agua contenía demasiada suciedad, era enviada del tanque de
sedimentación y de las calderas. Cuando esta agua contenía demasiada suciedad, era
enviada del tanque de sedimentación a las lagunas. Esto ocasionaba un incremento en la
carga de sólidos suspendidos y de DQO en las lagunas.
Por otro lado, gran parte de las cenizas generadas por calderas, eran emitidas a la
atmósfera debido a que el sistema de depuración de los gas de combustión, no
funcionaba eficientemente.
6.3.2. Con minimización: Eliminación del uso de agua de condensado vegetal en el
lavado de las calderas y eliminación de la descarga de DQO y sólidos suspendidos,
provenientes de esta operación a las lagunas. Disminución de la descarga de cenizas a la
atmósfera.
Se eliminó el uso de agua en la limpieza de las calderas (9,000 m3)y su carga de DQO
(3.7 DQO), mediante limpieza en seco. Parte del agua de condensado vegetal, antes
utiliza para el lavado, se emplea como agua de imbibición.
Por otro lado, el sistema húmedo de depuración de gases de combustión ha sido
sustituido por 2 separadores inerciales que reducen en seco las emisiones de cenizas y
polvo a la atmósfera. Las cenizas recuperadas son utilizadas para relleno y
compactación de caminos y para la preparación de bioabono.
6.4. Mejorar prácticas de mantenimiento y minimizar fugas y derrames.
6.4.1. Sin minimización: Pérdidas de jarabes y mieles equivalentes a 32 t/azúcar y
descarga de 46 t DQO, a las lagunas, en la operación de centrifugación.
Existían pérdidas por derrames y fugas de mieles y jarabes, que caían al piso. Estas
pérdidas, eran descargadas a las lagunas, durante las operaciones de limpieza.
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13. 6.4.2. Con minimización: Eliminación de las pérdidas de jarabes y mieles y de la
descarga de DQO, a las lagunas, con un ahorro de S/7,000.
Para recuperar estas pérdidas, mientras se procede a la reparación de puntos de fuga, se
ha instalado un colector, consistente en una batea metálica larga colocada debajo de
todas las válvulas de las bombas de las centrífugas por donde circulan mieles y jarabes.
Los productos recuperados son enviados directamente a las ollas de cocimiento para su
procesamiento.
6.5. Reducir la alimentación de agua de los tanque pulmón al “spray pond” (piscina
de enfriamiento de agua por aspersión)
6.5.1. Sin minimización: Alimentación de 2.00m3 agua de pozo/t caña de los tanques
pulmón.
El agua de enfriamiento de los condensadores barométricos, junto con los condensados
vegetales de las ollas de cocimiento y del último efecto de los evaporadores, eran
enviados al spray pond, a una temperatura elevada. Con el objetivo de ayudar a enfriar
esta agua, se mezclaba con agua fria procedente de los dos tanques pulmón de
abastecimiento de la planta. Sin embargo, su aporte a la disminución de la temperatura
era poco significativo, comparado al efecto del enfriamiento por evaporación del agua
en la aspersión; y como efecto colateral, solamente diluía la concentración de DQO en
el agua del spray pond, que, en parte, era recirculada en los condensadores
barométricos, y el resto descargado a las lagunas.
6.5.2. Con minimización: Alimentación de 0.09 m de agua de pozo/t caña de los tanque
pulmón, equivalente a una reducción de 600,000 m3 con un ahorro de S/.5,300.
Debido a una mejor gestión en el uso de agua particularmente la utilización del
condensado vegetal del último efecto del evaporador como agua de imbición, se logra
que la temperatura del agua que entra al spray pond disminuya y que este pueda operar
con poco agua de enfriamiento proveniente de los tanques de pulmón lo que ha
permitido reducir el consumo de agua.
6.6. Reciclar el condensado del último efecto del evaporador como agua de imbibición
6.6.1. Sin minimización: Consumo de 0.50m3 de agua de pozo/t caña de imbibición.
Como agua de imbibición, se añadía agua fresca de pozo en una cantidad equivalente al
20% en peso de caña procesada.
6.6.2. Con minimización: Consumo de 0.10m3 de agua de pozo/t caña, equivalente a una
reducción de 20,000m3, con un ahorro de S/.1, 250.
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14. El 74% del agua de imbibición ha sido sustituido con agua de condensado vegetal del
último efecto del evaporador. El 40% aún proviene de los pozos. La sustitución descrita,
ha resultado, además, en una reducción del rebalse del spray pond, así como de la carga
de DQO, que se ha reducido en 135 t DQO
6.7. Emplear la vinaza y la cachaza para producción de bio-abono
6.7.1. Sin minimización: Rendimiento de los cultivos de caña igual a 30 t caña/Ha, con
un contenido de sacarosa en la caña de 11.30%.
La vinaza era irrigada directamente en los cañaverales como fertilizante. Igualmente, la
cachaza era directamente incorporada como abono.
6.7.2. Con minimización: Rendimiento de los cultivos de caña igual a 65 t caña/Ha. Con
un contenido de sacarosa en la caña de 11.65% y un ahorro de S/.90, 000
Con la cachaza y la vinaza se produce un fertilizante de suelos denominado compost o
bio-abono.
El proceso se lleva a cabo al aire libre en un terreno de superficie de 4 hectáreas (Ha).
La degradación para obtener compost toma un tiempo aproximado de 3 meses, periodo
durante el cual el material es removido constantemente y la humedad requerida es
mantenida mediante irrigación con vinaza.
Se ha comprobado un incremento del 25% en la producción de caña por hectárea y el
contenido de sacarosa en la caña ha alcanzado un valor de 11.65%. el más alto
registrado históricamente.
6.8. Mejorar el proceso de enfriamiento de agua en la planta de alcohol.
6.8.1. Sin minimización: Consumo de 200m3 de agua/m3 de alcohol en la planta de
alcohol.
Debido a que la temperatura del agua, a la salida de las torres de enfriamiento, no era lo
suficientemente fría para ser recirculada, se la enviaba directamente a las lagunas
requiriéndose de agua fresca de pozo para enfriamiento.
6.8.2. Con minimización: Consumo de 25m3 de agua/m de alcohol en la planta de
alcohol, equivalente a una reducción de 60,000 m3 de agua, con un ahorro de S/ 2,000.
Se instalarán dos nuevas torres de enfriamiento, lo que ha mejorado la eficiencia del
proceso de enfriamiento permitiendo la recirculación de agua. En consecuencia, el
consumo así como el volumen de agua enviado a las lagunas se ha reducido en 87.5%
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15. Tabla 1
Mejoras en el desempeño de la planta según indicadores antes y después de
implementar las medidas de Minimización
Porcentaje
Medida de minimización Indicador Antes Después Reducción
Reducción
Eliminar la descarga de Descarga de Plomo [g
0.76 0.10 0.66 86%
plomo de los laboratorios Pb/t caña]
Reducir el consumo de Consumo de NaOH
60 30 30 50%
hidróxido de sodio (NaOH) [g/t caña]
y de agua en el lavado de los Consumo de agua [L/t
23 12 11 47%
evaporadores caña]
Eliminar el uso de agua en Descarga agua
16 0 16 100%
la remoción de cenizas de [L/t caña]
las calderas y reducir la
DQO al efluente [g/t
descarga de cenizas a las 3.7 0 3.7 100%
caña]
lagunas y a la atmósfera
Pérdidas de mieles y
Mejorar practicar de
jarabes [g azúcar/t 32 0 32 100%
mantenimiento y minimizar
caña]
fugas y derrames, en la
Reducción de DQO*
operación de centrifugación 46 0 46 100%
[g/t caña]
Reducir la alimentación de Rebalse de los
agua de los tanques pulmón tanquespulmon [m3/t 2.0 0.09 1.91 95.5%
al “spray pond” caña]
Consumo de agua de
Reciclar el condensado del pozo para imbibición 0.50 0.10 0.40 80%
último efecto del evaporador [m3/t caña]
como agua de imbibición DQO en spray pond [g
120 50 300 81%
DQO/t caña]
Emplear la vinaza y la
Descarga de vinaza y No
cachaza para producción de 0 -- 100%
cachaza como desecho medido
bio-abono
Mejorar el proceso de Consumo de agua de
enfriamiento de agua en la pozo 200 25 175 887.5%
planta de alcohol [m3/ m3 caña]
* “DQO” Demanda química de oxigeno
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16. Tabla 2
Inversiones, ahorros, retornos y beneficios ambientales.
Inversión Ahorro anual
Medida Implementada % de reducción Beneficio Ambiental
[S/] [S/zafra]
Reducción de 400 Kg.
Eliminar la descarga de plomo de los de plomo/zafra en
80.000 30.000 53%
laboratorios descargas a lagunas y
suelo
Reducir el consumo de hidróxido de
Reducción de 12 t
sodio (NaOH) y de agua en el lavado de
20.000 900 4.5% NaOH/zafra y de
los evaporadores
5,000 m3 agua/zafra
Eliminar el uso de agua en la remoción
Reducción de 9,000
de cenizas de las calderas y reducir la
m3 agua/zafra y de 3 t
descarga de cenizas a las lagunas y a la 5.000 80 1.6%
de DQO/zafra en el
atmósfera
efluente
Reducción de pérdidas
Mejorar practicas de mantenimiento y
de mieles y jarabes y
minimizar fugas y derrames, en la 3.000 7.000 233%
reducción DQO/zafra
operación de centrifugación
en el efluente
Reducir la alimentación de los tanques
Reducción de
pulmón al “spray pond” Ninguna 5.300 --
agua/zafra
Reciclar el condensado del último Reducción agua de
efecto del evaporador como agua de pozo/zafra y de
3.800 1.250 33%
imbibición DQO/zafra en el spray
pond
Emplear la vinaza y la cachaza para
Mejoramiento de
producción de bio-abono 30.000 90.000 300%
cultivos
Mejorar el proceso de enfriamiento de
Reducción de
agua en la planta de alcohol 15.000 2.000 13%
agua/zafra
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17. Discusión
Existen coincidencias en el desarrollo del estudio de minimización con lo reportado por,
Gabaldón (2001) quien manifiesta que la minimización es la aplicación continua de una
estrategia ambiental preventiva e integrada, en los procesos productivos, (productos y
servicios), para reducir los riesgos pertinentes a los seres humanos y al medio ambiente.
Con, Letelier (2002) quien sostiene que la minimización por su carácter preventivo esta
basado en el uso óptimo de las materias primas, agua, energía y otros insumos, lo que
permite, por una parte, producir más con la misma cantidad de insumos y, por otra,
reducir la cantidad de residuos en sus fuentes de origen. Todo ello conlleva beneficios
económicos tanto por la reducción de costos de producción, como por la disminución de
los requerimientos financieros. Morín (2000) quien concluye que los estudios de
minimización incrementan la competitividad económica de las empresas y, al mismo
tiempo, contribuye a la sostenibilidad ambiental. Por lo tanto, debe ser adoptada como
una estrategia empresarial, en la que se priorice las prácticas de prevención de la
contaminación, de eficiencia energética y la del reciclaje, rehúso y recuperación de
residuos, antes de considerar el tratamiento de dichos residuos o su disposición final.
Mediante la ejecución de medidas de minimización. El ingenio azucarero consiguió
reducciones notables en el consumo de aguas, insumos y materiales, así como en la
carga contaminante en el efluente, por la transformación de desechos en sub- productos
comerciables. Se logró ahorros económicos de 17, 710 (inversión 156,800 – ahorros
174,510), atractivos como un mejor desempeño ambiental. Los beneficios, tanto
ambientales como económicos, se resumen en las tablas 1 y 2
Los Presentes resultados difieren a los reportados por los estudios realizados en los
Ingenios Azucarero Guavirá y UNAGRO S.A , por la diferencia de tamaño de plantas y
procesos, difieren de indicadores pero en todos se logra reducir las cargas
contaminantes, lo cual conlleva a mejorar el medio ambiente.
Existen diferentes estudios de minimización realizados en la industria textil,
agroindustrial, empresas mineras, etc, pero todas ellas orientan a reducir sus
contaminantes y estar dentro de los parámetros permisibles (Ley del Medio Ambiente).
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18. Referencias Bibliográficas
1. Gabadón,A.J. (2001). Dialéctica del Desarrollo Sustentable. Una Perspectiva
Latinoamericana. Colombia: Fundación Polar.
2. Leterlier, M. (2002). Estudios de Minimización. UNESCO: (Editores),pp.85.
3. Manrique, W. (2004). Evaluación del Impacto Ambiental en Proyectos
Agroindustriales. Mexico: Ed. Astrea
4. Mindjett, Co.(2004). MindManager X5. Alemania: Ed. Softw04Mjt.
5. Morìn, E. (2000). La contaminación ambiental. Argentina: Ed. Nueva Vida
6. Serrano, R. (2005). Evaluación de Resíduos Peligrosos. Colombia: Ed.
Latinoamericana
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19. ANEXOS
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