BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA Ing. Roxana de Castillo. Maestra en Gestión Ambiental. Especialista en Producción más Limpia y Materiales Peligrosos

LEY DE CONSERVACION DE MASAS Debemos partir de la ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov-Lavoisier: “ LA MATERIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SOLO SE TRANSFORMA”

MARP`S: MATERIALES RESIDUALES DE LA PRODUCCION Gesta/ Gtz, 2003

Operaciones en el Proceso de Producción Operaciones Físicas Operaciones Químicas Operaciones Bioquímicas

Procesos Continuos o por lotes Un proceso continuo se caracteriza porque las materias primas entran constantemente por un extremo del sistema, mientras el otro extremo se obtiene de forma continúa un producto terminado. Discontinuos o por lotes es cuando para obtener un producto se realizan diferentes operaciones Los procesos discontínuos (también conocidos como batch o lotes)

OPERACIÓN UNITARIA Una operación unitaria puede definirse como un área del proceso o un equipo donde se incorporan materiales, insumos o materias primas y ocurre una función determinada, son actividades básicas que forman parte del proceso. Por ejemplo, la producción de pulpa o el descortezado en una fábrica de papel, o la destilación en un proceso de elaboración de productos químicos

OPERACIONES UNITARIAS B A C D

EJEMPLO ELABORACION DE TAMALES 1. Selección y cortado de tuzas. 2. Escaldado de hojas. 3. Preparación de la masa de tamal 4. Preparación de relleno 5. Preparación de salsa para tamal. 6. Elaboración del tamal 7. Cocción

Ejemplos de Procesos unitarios: Almacenamiento, Preparación Clasificación, Molienda Clarificación, Evaporación, Cristalización. Centrifugación Secado, Etc.

Ejemplos

Modulo 2 Importancia de los balances de materia y energía para la evaluación de impacto Ambiental  

Definición de Aspectos Ambientales Son elementos asociados a las actividades de la organización que interactúan con el ambiente y causan o pueden causar un impacto ambiental, el cual puede o no ser significativo

Aspectos ambientales ruido emisiones al aire materiales energía residuos agua agua residual emisiones al suelo

Definición de Impactos Ambientales Cualquier alteración significativa, positiva o negativa, de uno o más de los componentes del ambiente, provocadas por acción humana o fenómenos naturales en un área de influencia definida LEY DEL MEDIO AMBIENTE DE LA REPÚBLICA DE EL SALVADOR , Art.5

IMPACTOS AMBIENTALES EN EL USO DE LA ENERGIA

EFECTOS NEGATIVOS POR EL EL USO DE LA ENERGIA Como resultado de las acciones realizadas por el hombre, las emisiones a la atmósfera han aumentado considerablemente, aumentando la temperatura de la tierra

Efectos negativos del consumo de materiales

Efectos e impactos Negativos del consumo de agua Sobre explotación de los recursos Escasez Contaminación de cuerpos de agua por generación de aguas residuales descargadas sin tratamiento. Tratamiento de agua residual deficiente y muy costoso

Relación entre AA e IA INTERACCIONES CON EL AMBIENTE Causa (Aspecto Ambiental): Consumo de Agua Efecto (Impacto Ambiental) Agotamiento de Acuíferos INTERACCIONES CON EL AMBIENTE CAMBIOS EN EL AMBIENTE

Aspectos Ambientales “Aspecto” implica un impacto real o potencial Almacenamiento de combustibles en un tanque bien sellado = un “aspecto” potencial Emisión de compuestos volátiles orgánicos = un “aspecto” que tiene un impacto real NOTAS

Aspectos Ambientales Un Aspecto con un Impacto Potencial NOTAS Un Aspecto con un Impacto Potencial Un Aspecto con un Impacto Real 22

Aspectos Ambientales—Ejemplos Emisiones y Fugas de materiales o energía Derrames Efluentes Descargas Residuos Consumo de energía Consumo de agua NOTAS

Aspectos Ambientales—Ejemplos Emisiones de vehículos Consumo de combustibles (vehículos) Descargas de la planta de tratamiento Desmonte (sitios de construcción) Consumo de papel (oficinas) Emisiones de gases de combustión Ruido NOTAS Más Ejemplos Tala de árboles Uso del suelo Descargas de aguas pluviales Riesgos incendios explosiones fugas peligrosas derrames peligrosos

Ejemplo Aire Impacto Aspecto contaminación del aire, lluvia ácida, y efecto invernadero disminución de la capa de ozono contaminación del aire (ingrediente relevante del smog) Aspecto quema de combustibles fósiles (SO2, NOx, CO, CO2, PM10) uso de CFC y halones uso de solventes y otros compuestos orgánicos volátiles NOTAS

Ejemplos Agua Elevada ddemanda de oxígeno (DBO) (ej. asfixia de peces) Impacto Elevada ddemanda de oxígeno (DBO) (ej. asfixia de peces) Eutrofización contaminación del suelo y las aguas Aspecto Efluentes con carga orgánica Efluentes con compuestos fosforados y de nitrógeno Efluentes con solventes, metales pesados y otros contaminantes tóxicos NOTAS

Ejemplos Suelo Aspecto Impacto contaminación del suelo y aguas subterráneas Aspecto derrame de compuestos tóxicos/peligrosos NOTAS

Ejemplos Suelo Aspecto Impacto desmonte durante construcción erosión del suelo y pérdida de hábitat NOTAS

Ejemplos Recursos Naturales Aspecto Extracción de aguas subterráneas Impacto Disminución del recurso NOTAS

Visuales, Ruidos, Molestias Impacto afectación a la salud de los empleados y de los vecinos Impacto visual (pérdida de orden y limpieza) Aspecto emisión de ruido derrame de residuos sólidos (no peligrosos) NOTAS

residuos sólidos y líquidos Aspectos Ambientales suelo contaminado ruido impacto visual emisiones materia prima olor aguas superficiales NOTAS consumo de energía pluma agua subteránea residuos sólidos y líquidos 31

RELACION DE ASPECTO E IMPACTO Actividad manipulación de materiales peligrosos o petroleo Producto solvente Servicio Mantenimiento de vehículos Aspecto potencial de derrame Aspecto emisiones al atmósfera Potencial de derrame Aspecto Emisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento Impacto Contaminación del suelo y las aguas Impacto Contaminación del suelo, aire y las aguas impacto Contaminación del aire (formación de smog) NOTAS El “aspecto” ambiental de la actividad, producto o servicio es la descripción de su interacción con el ambiente. Por ejemplo, el aspecto ambiental del uso de un producto—solvente—es la interacción que tiene el solvente con el ambiente. En este caso, hay por lo menos dos tipos de interacciones. Uno es el potencial derrame. El otro es la evaporación del solvente en forma de emisiones al atmósfera. El “impacto” ambiental de la actividad, producto o servicio es el efecto de la interacción. Por ejemplo, el impacto ambiental del uso de solventes es la contaminación del aire. Cuando se usa solventes para limpieza, más del 95% se evapora a la atmósfera en forma de “compuestos orgánicos volátiles” que, en presencia del sol, forman el “smog”. 32

RELACION DE ASPECTO E IMPACTO Actividad Operación de la planta de tratamiento Producto Materiales peligrosos Servicio Mantenimiento de vehículos Aspecto Emisiones y efluentes Aspecto Potencial derrame Aspecto Emisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento Impacto Contaminación del aire, suelo y las aguas Impacto Contaminación del suelo, aire y las aguas Impacto Contaminación del aire (formación de smog) NOTAS El “aspecto” ambiental de la actividad, producto o servicio es la descripción de su interacción con el ambiente. Por ejemplo, el aspecto ambiental del uso de un producto—solvente—es la interacción que tiene el solvente con el ambiente. En este caso, hay por lo menos dos tipos de interacciones. Uno es el potencial derrame. El otro es la evaporación del solvente en forma de emisiones al atmósfera. El “impacto” ambiental de la actividad, producto o servicio es el efecto de la interacción. Por ejemplo, el impacto ambiental del uso de solventes es la contaminación del aire. Cuando se usa solventes para limpieza, más del 95% se evapora a la atmósfera en forma de “compuestos orgánicos volátiles” que, en presencia del sol, forman el “smog”. 33

Hay Aspectos Ambientales en Cada Etapa del Ciclo de Vida Transporte de Materia Prima Almacén Transformación Materia Prima Reuso Transporte Disposición Por el Cliente Cliente Desperdicio

Impacto y balance de materia y energia Cuantificación del cambio de comportamiento del medio natural (del efecto). Conocemos el Aspecto ambiental pero no el impacto Conocemos las entradas Materias primas Agua Energía Emisiones Residuos Energía Agua residual Conocemos los Productos Subproductos

Balance de materiales Proceso de entrada Proceso de salida materia prima, agua, energía Proceso de salida productos, residuos Balance del material obtenido ACUMULACIÓN =0 = MASA ENTRA –MASA SALE dM/dt = 0 en estado estacionario (caso más simple , sin reacción)

Balance del material obtenido Balance de materiales Proceso de entrada materia prima, agua, energía Proceso de salida productos, desechos y emisiones Balance del material obtenido 1. Información recopilada 2. Balance preliminar obtenido 3. Balance detallado

= = Balance de materiales Material de entrada Material de salida + + Con reacciones químicas o biológicas Material de entrada + material generado = Material de salida + material consumido Sin reacciones químicas o biológicas Entrada Salida =