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

OPERACIÓN UNITARIA

PRODUCTO (DESEADO)

SUBPRODUCTO(UTILIZABLE)

MATERIASPRIMAS

DESECHO

DESECHOFÁCILMENTE

ASIMILABLE POR ELAMBIENTE

RESIDUO INERTEFÁCILMENTEDISPONIBLE

RESIDUO TÓXICO/PELIGROSO

AGUA ENERGÍA MATERIASAUXILIARES

A

B

D

C

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 

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

Definición de Aspectos Ambientales

Aspectos ambientales

agua residual

emisiones al aire

agua

residuosenergía

materiales

emisiones al suelo

ruido

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

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

Un Aspecto con un Impacto Real

Aspectos Ambientales

Un Aspecto con un Impacto Potencial

22

Aspectos Ambientales—Ejemplos

• Emisiones y Fugas– de materiales o energía

• Derrames• Efluentes• Descargas• Residuos• Consumo de energía• Consumo de agua

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

Ejemplo Aire

Aspecto– quema de

combustibles fósiles (SO2, NOx, CO, CO2, PM10)

– uso de CFC y halones

– uso de solventes y otros compuestos orgánicos volátiles

Impacto– contaminación del

aire, lluvia ácida, y efecto invernadero

– disminución de la capa de ozono

– contaminación del aire (ingrediente relevante del smog)

Ejemplos AguaAspecto– Efluentes con carga

orgánica

– Efluentes con compuestos

fosforados y de nitrógeno

– Efluentes con solventes, metales pesados y otros contaminantes tóxicos

Impacto◦ Elevada ddemanda

de oxígeno (DBO) (ej. asfixia de peces)

◦ Eutrofización

◦ contaminación del suelo y las aguas

Ejemplos Suelo

Aspecto– derrame de

compuestos tóxicos/peligrosos

Impacto◦ contaminación del suelo

y aguas subterráneas

Ejemplos SueloAspecto– desmonte durante

construcción

Impacto◦ erosión del suelo y pérdida

de hábitat

Ejemplos Recursos Naturales

Aspecto– Extracción de aguas

subterráneas

Impacto◦ Disminución del recurso

Visuales, Ruidos, Molestias

Aspecto– emisión de ruido

– derrame de residuos sólidos (no peligrosos)

Impacto– afectación a la salud

de los empleados y de los vecinos

– Impacto visual (pérdida de orden y limpieza)

Aspectos Ambientalesimpacto visual

materia primaolor

ruidosuelo contaminado

aguas superficiale

s

pluma

agua subteránea

emisiones

consumo de energía

residuos sólidos y líquidos

31

RELACION DE ASPECTO E IMPACTO

Actividadmanipulación de materiales peligrosos o petroleo

Productosolvente

ServicioMantenimiento de vehículos

Aspectopotencial de derrame

Aspectoemisiones al atmósfera

Potencial de derrameAspectoEmisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento

ImpactoContaminación del suelo y las aguas

ImpactoContaminación del suelo, aire y las aguas

impactoContaminación del aire (formación de smog)

32

ActividadOperación de la planta de tratamiento

ProductoMateriales peligrosos

ServicioMantenimiento de vehículos

AspectoEmisiones y efluentes

AspectoPotencial derrame

AspectoEmisión de combustibles volátiles durante reabastecimiento

ImpactoContaminación del aire, suelo y las aguas

ImpactoContaminación del suelo, aire y las aguas

ImpactoContaminación del aire (formación de smog)

33

RELACION DE ASPECTO E IMPACTO

Materia Prima

Desperdicio

Reuso

Hay Aspectos Ambientales en Cada Etapa del Ciclo de Vida

Transporte de

Materia Prima

Almacén Transformación

Transporte

ClienteDisposición

Por el Cliente

Impacto y balance de materia y energia

• Cuantificación del cambio de comportamiento del medio natural (del efecto).

Conocemos las entradas

Conocemos el Aspecto ambiental pero no el impacto

Materias primasAgua Energía Conocemos los

ProductosSubproductos

EmisionesResiduosEnergíaAgua residual

Balance de materiales

Proceso de entrada

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 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

Sin reacciones químicas o biológicas

Material de entrada

+material

generado

= Material de salida+

material consumido

Entrada = Salida

Balance de materiales

Con reacciones químicas o biológicas