Capítulo 9: Estudios de casos

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Búsqueda de un asesor para ayudar a desarrollar un EMS Ahorro de energía en la producción de jabón Ahorro de agua en la refinación del azúcar

Optimización de los procesos en el teñido de textiles Mayor efectividad de las materias primas (pulpa y papel)

Búsqueda de un asesor para ayudar a desarrollar un EMS

La Empresa A, una pequeña firma brasileña con un número “x” de empleados, tenía dos objetivos al desarrollar su EMS. Primero, buscaba ahorrar costos para reinvertir en la empresa y segundo, quería cumplir con las leyes ambientales.

El primer paso que dio fue contactarse con una empresa proveedora que anteriormente había implementado un EMS propio con resultados positivos. La empresa proveedora aceptó actuar como asesora y envió personal para aconsejar y ayudar a la Empresa A a implementar un EMS y lograr sus objetivos ambientales.

El personal del proveedor aconsejó a la Empresa A priorizar sus esfuerzos mediante la selección de áreas y materias en las que se debía concentrar, ya que no se podría abordar cada preocupación de la empresa a la vez. El personal de la empresa proveedora también sugirió que, para facilitar el análisis, la Empresa A examinara cada fase operativa, como la adquisición, procesos, productos, transporte, reproceso, residuos y embalaje. Gracias a este método se concibieron ideas acerca de dónde comenzar a buscar posibles impactos ambientales.

El gerente de la Empresa A a cargo de la operación trabajó con otros empleados involucrados en el proceso e identificaron seis áreas que se beneficiarían con sus recursos y tiempo. Asimismo, la Empresa A desarrolló un “resumen de análisis de riesgos” que se basó en su mejor criterio profesional para calcular los riesgos ambientales peligrosos para cada una de las seis áreas. La Empresa A priorizó sus proyectos y comenzó a tomar medidas para implementar un EMS.

Seis meses más tarde, el personal de la empresa proveedora regresó a la Empresa A para ayudar a evaluar los resultados. Descubrieron que la Empresa A había:

• Realizado grandes mejoras con muy poca inversión. Se dieron cuenta de que una de las mejores fuentes de información técnica fueron los mismos reguladores y obtuvieron asistencia y apoyo de ellos. Por ejemplo, los organismos gubernamentales les ayudaron a buscar formas para reducir al mínimo los residuos, ya que cada llave que goteaba implicaba un costo.
• Actuado para reducir el consumo de agua y había controlado su avance. Para esto sólo fue necesaria una pequeña inversión, que se recuperó rápidamente en forma de ahorros. Por ejemplo, la Empresa A compró pistolas para mangueras, que redujeron considerablemente el desperdicio de agua. También compró válvulas temporizadoras, que disminuyeron la cantidad de agua utilizada en un momento determinado, de modo que los baldes de agua no continuaron rebalsándose. También se compraron medidores de agua individuales económicos de las empresas proveedoras de agua. La Empresa A también comenzó a reutilizar el agua varias veces antes de enviarla a los sistemas de drenaje y a detectar situaciones que no requerían el uso de agua.
• Involucrado a su personal en la promoción de sus esfuerzos a favor del medio ambiente. Los empleados fueron motivados a participar en el programa y aportaron ideas, tales como la separación de papel en dos recipientes, uno para residuos y otro para papel reciclado. El papel reciclado se convirtió en papel de desecho, lo que se tradujo en un ahorro de costos. Los residuos también se cortaron y convirtieron en material de embalaje. La Empresa A implementó un programa de recompensas para aquellos empleados que aportaran ideas para minimizar los impactos ambientales negativos de la empresa.
• Comprado nuevos equipos para eliminar un proceso obsoleto de tratamiento de material en tanques con aditivos químicos fuertes. El nuevo equipo, que utilizaba aditivos de agua, requería inversiones y en un principio la empresa había rechazado la posibilidad. Sin embargo, la nueva cultura ecológica de la Empresa A llevó a considerar la idea nuevamente. Se decidió que los productos utilizados para el nuevo proceso en el largo plazo eran mucho más económicos, justificando de este modo la inversión.
• Identificado componentes peligrosos en sus productos y comenzó a eliminarlos. Por ejemplo, los contactos de platino y paladio se separaron del cobre y acero remanente antes de su envío a refinación. La Empresa A también comenzó a notificar al condado que el material peligroso no se quedaba en sus instalaciones y se transportaba al incinerador público de residuos peligrosos. El organismo gubernamental emitió un certificado para la empresa que garantizaba a los clientes y a la comunidad que la Empresa A operaba de manera responsable en términos ambientales.
• Adoptado una nueva política de adquisiciones que animaba a los proveedores a llevarse nuevamente los contenedores de sustancias químicas para ser reutilizados. La empresa también planificó reducir el tamaño de los motores de sus vehículos y reorganizar los patrones de trabajo para disminuir el kilometraje. Tales esfuerzos reducirían el CO2, creando un beneficio para el medio ambiente.
• Decidido cambiar su embalaje, solicitando la cooperación de proveedores y clientes. La empresa reconoció que encoger la envoltura aumentaría la capacidad de una plataforma de carga en un 40% y también ahorraría energía y requisitos de transporte.
• Decidido revisar sus acuerdos con contratistas de residuos y comerciantes de desechos para obtener un mejor trato para residuos reciclados. La Empresa A también implementó un sistema de control extremadamente estricto, que implicaba la documentación detallada de cada movimiento hacia y desde la instalación.

El gerente de la Empresa A dijo que la empresa proveedora había brindado el consejo y la experiencia que necesitaban para sentirse seguros de poner en práctica un sistema que produciría resultados y crearía utilidades. Como dijo el gerente, “Una vez que comienza, se sorprenderá con su avance”. El presidente de la Empresa A señala que el nuevo sistema ambiental se ha convertido en parte de la cultura de la empresa. Ahora, los problemas ambientales se consideran en cada decisión que implica un gasto de capital y los ejecutivos intentan encontrar el mejor método ambiental, dadas otras restricciones.

Optimización de los procesos en el teñido de textiles

La Empresa B, una industria de procesamiento de género de punto en Ludhiana, India, blanquea y tiñe género de punto por pedido. Los pasos principales del proceso incluyen lavado, blanqueado, teñido y acabado. Todo el proceso se efectúa con cabrestantes. Después de los primeros tres pasos, la tela se enjuaga para eliminar las impurezas extraídas y los residuos químicos. Después del proceso de mojado, la tela se seca en un secador de aire caliente a vapor tubular. La empresa procesa alrededor de 4.000 kg de tela por día, emplea a 150 personas y tiene una facturación anual de aproximadamente USD 700.000.

Evaluación de una producción más limpia

La presión de la Junta de Control de la Contaminación para cumplir con los reglamentos ambientales fue el catalizador para un programa de producción más limpia. Otros factores fueron un alto consumo de combustible (en comparación con otras industrias) y un alto índice de reteñido.

Soluciones para la producción más limpia

Una evaluación en el marco de una producción más limpia (PML) identificó 34 opciones, de las cuales se han implementado 22, entre ellas:

• Reducción de la relación líquido a material en los cabrestantes de 10:1 a 8,5:1
• Disminución del 15% en el consumo de álcali específico en el lavado
• Eliminación de un paso del lavado al proporcionar cinco minutos adicionales después de cada descarga
• Reemplazo del secador de aire caliente a vapor por un secador de aire caliente a combustible. Esto significa una reducción en el costo de secado de 1,20 rupias por kg de tela a 0,60 rupias por kg.
• Optimización de la efectividad del hervidor al controlar la corriente con un enfriador instalado en forma adicional y prácticas de encendido con combustible.

Beneficios ambientales

La implementación de 22 soluciones en el marco de la PML generó los siguientes beneficios ambientales:

• Redujo el consumo de agua en un 25%
• Redujo la carga de COD en un 20%
• Redujo la emisión de partículas de 300 mg/Nm a menos de 50 mg/Nm, cumpliendo así con las normas de contaminación del aire (150 mg/Nm) sin ningún equipo de control
• Redujo la relación de reteñido/reprocesamiento del 6% al 2%, lo que corresponde a una disminución del 67% en el reteñido/reprocesamiento

Beneficios financieros

La empresa invirtió USD 10.000 para implementar 22 soluciones de PML, que se tradujo en un ahorro anual de USD 35.000 con un período de recuperación inferior a cuatro meses. La inversión total y los ahorros anuales estimados para las 34 soluciones sería USD 260.000 y USD 100.000 respectivamente.

Ahorro de energía en la producción de jabón

La Empresa B, ubicada en Dar es Salam, Tanzania, es una empresa privada que opera con 45 empleados permanentes y 20 empleados de temporada. Fabrica cinco toneladas de detergente en barra por hora.

El jabón se fabrica con grasa mediante un proceso de saponificación que utiliza soda cáustica. Después de un proceso de separación, el denominado “jabón limpio” se lleva a un chancador, donde se mezcla con pigmento, perfume y otros aditivos. Luego, el jabón se traspasa a un tanque intermedio, desde el cual se alimenta a un sistema de enfriado al vacío. El jabón enfriado luego se estira para darle forma de barra, se corta y se embala en cajas.

Evaluación de una producción más limpia

La principal fuente de energía del proceso es el vapor, que se genera de la combustión de diesel industrial en los quemadores del horno hervidor. El vapor se usa en todo el proceso y para la manipulación de materiales (descarga de grasa desde los camiones cisterna, calefacción del almacenamiento de grasa). La evaluación de una producción más limpia (PML) reveló fugas de vapor en algunas de las válvulas y un uso ineficaz de éste. La descarga de la grasa entregada a la fábrica dio como resultado el derrame de 3.000 kg anuales. Esta grasa derramada fue absorbida por el suelo.

Soluciones para la producción más limpia

En un intento por conservar la energía de vapor y controlar el derrame de materias primas, el equipo del proyecto recomendó la implementación de las siguientes opciones de PML:

• Reemplazar las válvulas de vapor y los colectores con fugas por productos certificados.
• Reducir el tiempo requerido para calefaccionar el tanque de almacenamiento de grasa de las seis a siete horas iniciales a tres horas.
• Incorporar la cantidad correcta de agua durante la saponificación, reduciendo al mínimo el consumo durante la etapa de enfriado.
• Recuperar la grasa derramada absorbida por el suelo en la sección de manipulación de materiales mediante un tratamiento con vapor, seguido de un proceso de separación.

Beneficios ambientales

El consumo de diesel industrial del horno hervidor se redujo en un 54% a sólo 30 litros por tonelada de detergente producida, con un consiguiente ahorro de 415.800 litros por año. Esta medida también se tradujo en una significativa reducción de las emisiones de CO_x, SO₂ y NO_x. La recuperación de la grasa derramada también dio lugar a mejoras importantes en el entorno inmediato de la fábrica.

Beneficios financieros

La única opción que requirió inversión fue la instalación de las válvulas de vapor, que costaron USD 830. Todas las medidas de ahorro de vapor en conjunto tuvieron como resultado un ahorro de USD 185.700. El tiempo de recuperación fue tan sólo dos días. La recuperación de la grasa derramada prácticamente no requiere energía, creando así un ahorro de USD 2.400 anuales.

Mayor efectividad de las materias primas en la producción de pulpa y papel

La Empresa C de la provincia de Zhejinang, en la República de China, produce 51.000 toneladas de papel de escribir y cartón anualmente y en la actualidad emplea a 5.000 personas. Cada año, se elaboran aproximadamente 18.000 toneladas de pulpa con paja de trigo. Las principales operaciones de la planta son la fabricación de pulpa, que incluye la preparación de la paja, cocimiento por lotes, lavado, harneado, blanqueado con hipoclorito, refinación, preparación de existencias, extracción de líquido negro, recuperación de álcali y elaboración de papel.

Evaluación de una producción más limpia

La Empresa C es uno de los principales agentes contaminantes de la Provincia de Zhejinang. Asimismo, es un importante consumidor de energía y agua. El proceso de fabricación de pulpa, que contribuía principalmente a la alta carga de contaminación y consumo, fue seleccionado como punto central de la evaluación.

Soluciones para la producción más limpia

En la evaluación se generaron 38 opciones de una producción más limpia (PML). Se seleccionaron 22 opciones de bajo o ningún costo para implementar junto con cuatro opciones de alto costo. Las opciones que requerían una importante inversión fueron la introducción de un sistema de control computacional para la operación del digestor de cocimiento, la instalación de una sustancia cáustica y la reparación de los colectores de polvo y el lavador de residuos cáusticos. Las opciones de bajo y ningún costo incluían:

• Enmiendas al proceso, como un mayor tiempo de elevación de temperatura durante el cocimiento
• Aumento del vacío del lavador al vacío
• Cambio del tamaño de la malla en la red para el proceso de lavado

La planta también decidió mejorar la supervisión del personal e introducir mejores procedimientos de operación.

Beneficios ambientales

Las opciones de PML implementadas se tradujeron en una importante disminución de la contaminación de más de 900 toneladas de COD en forma anual. Al mismo tiempo, el rendimiento de la pulpa aumentó del 45% al 51%. También se anticipa que el consumo de soda cáustica disminuya en 230 toneladas anuales mediante la instalación de un sistema de control computacional. Más aún, se lograron considerables ahorros en el consumo de agua.

Beneficios financieros

La implementación conjunta de todas las opciones de bajo y ningún costo tendrán como resultado un ahorro de USD 85.000. La implementación de las opciones de mediano y alto costo, que requirió una inversión de USD 55.000, se traducirá en un ahorro total anual de USD 161.000. Los períodos de recuperación varían de seis meses a un año.

Ahorro de agua en la refinación del azúcar

La Empresa F opera dos refinerías de azúcar en Harare y Bulawayo, Zimbabwe. La planta de Harare se construyó en 1953 y sus equipos principales datan de la misma época. La fábrica funciona siete días a la semana, veinticuatro horas al día y tiene una producción anual de 140.000 toneladas de azúcar refinada. La fábrica da empleo a aproximadamente 500 personas.

Las refinerías reciben azúcar sin refinar de los molinos azucareros y la procesan para producir azúcar blanca refinada. Este producto se destina al mercado local y exportaciones regionales. El estudio de caso sigue la evaluación de la fábrica de Harare.

Evaluación de una producción más limpia

El punto central de la evaluación de la PML fue la conservación de agua, dado que una prolongada sequía había originado una escasez y racionamiento de agua en Zimbabwe. La refinería de azúcar tenía que pagar precios excesivamente altos cuando el nivel de consumo de agua superaba la cantidad asignada. Las fuentes más importantes de pérdida de agua incluían:

Aproximadamente, 42 m₃ de agua dulce utilizada para lavar diariamente el bagazo proveniente del clarificador hacia el sistema de desagüe.

• Un desbordamiento de 264 m₃ diarios como resultado de una capacidad de almacenamiento de agua insuficiente de las torres de refrigeración, debido al aumento en la capacidad de los tanques de evaporación.
• Uso de 216 m₃ de agua dulce para lavar la “cámara de carbón” (un método más antiguo de decoloración que utiliza carbón animal).

Soluciones para la producción más limpia

Se han implementado las siguientes soluciones PML:

• Se instalaron un ablandador de agua y cañerías adicionales para reciclar agua como “agua dulce” en el crisol al comienzo del proceso.
• El bagazo generado en los clarificadores ahora pasa por un filtro de presión y se utiliza para fines agrícolas, en lugar de descargarse al sistema de desagüe. El agua se recicla como “agua dulce” en el crisol.
• Se instalaron medidores de agua para mejorar su administración en unidades con gran consumo. Se está investigando la opción de redireccionar el exceso de flujo de las torres de refrigeración hacia el proceso de producción.

Beneficios ambientales

Se espera que la implementación de las tres opciones reduzca el consumo de agua en aproximadamente 86.000 m₃ por año. Se espera que el flujo de residuos sólidos hacia el desagüe municipal disminuya en 120 toneladas anuales.

Beneficios financieros

La fábrica invirtió USD 28.000 para disminuir el consumo de agua. Con un ahorro previsto de USD 24.000 anuales en cargos por concepto de agua, el período de recuperación será de 14 meses, sin considerar los posibles costos excesivos adicionales que la empresa tenía que cubrir.