Seminario de Manufactura Sustentable

Sesión 9

Fábricas VerdesHéctor Domínguez Aguirre

30 de Noviembre 2011UPIITA-IPN

HERRAMIENTAS PARA MEJORAR EL RENDIMIENTO AMBIENTAL DE

UNA FÁBRICA● Las principales operaciones del sector

● Como se realizan estas operaciones

● Flujos de recursos hacia y desde el sector

● Impactos ambientales de preocupación

● Revisión de tendencias históricas relevantes

● El potencial de evolución tecnológica

La fundación de cualquier actividad ambiental en las instalaciones industriales incluyen cumplir con la regulación local, estatal, nacional e internacional, y adherencia voluntaria a estándares ambientales.

Instalaciones industriales individuales pueden ser evaluadas basadas en el cumplimiento regulatorio.

La regulación ambiental existe para lidiar explícitamente con u conflicto potencial entre la salud del ecosistema y la actividad humana.

Mientras que productos de la industria típicamente son vistos como mejora de la calidad de vida, los derivados de la actividad industrial puede amenazar la integridad ambiental y la salud humana.

Cumpliendo con las regulaciones

Regulaciones nacionales e internacionales

ISO 14000, WEEE , RoHS, REACH, EuP

Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente

Ley General para la Prevención y gestión Integral de los Residuos

Regulaciones nacionales e internacionales

NOM-052-SEMARNAT-2005, procedimiento de identificación, clasificación y listados de residuos

peligrosos.

NOM-087-SEMARNAT-2002, Residuos considerados como Biológico Infecciosos

NOM-052-ECOL-1993, Procedimiento para determinar la incompatibilidad entre dos o más

residuos considerados como peligrosos

Responsabilidades de operación

Licencia Ambiental Única, establece condiciones para su operación y

funcionamiento integral conforme a la legislación ambiental vigente.

Cedula de Operacion Anual (COA), reporte anual multimedios relativo a la

emisión y transferencia de contaminantes ocurridos en el ano calendario anterior

Estrategias para el enverdecimiento industrial

Herramientas

Los sistemas de administración ambiental (EMS en inglés) y su uso para mejorar el rendimiento medioambiental.

Un EMS es simplemente un sistema para evaluar las prácticas ambientales, ejecución de cambios y respuesta a los resultados. Fundado en la idea de mejora continua y similar a la administración de calidad total (TQM).

Herramientas

Un EMS es una herramienta organizacional, no una serie de métrica de rendimiento o estándares.

Se asume que la operación de la companía con un EMS es mas probable identificar oportunidades para la mejora en la práctica medioambiental.

Prevención de la contaminaciónEl objetivo de la prevención de la contaminación (o Producción limpia) es reducir los impactos o riesgos de los mismos en los empleados, comunidades locales, y el medio ambiente.

Implica la identificación de problemas potenciales o reales, localización de sus recursos dentro de los procesos de manufactura, y cambiar la fuente así como reducir o eliminar los problemas.

Técnicas de prevención de contaminación

1. Modificacion de Procesos – cambiando un proceso para minimizar o eliminar generación de recursos.

2. Modificacion tecnologica – cambiando la tecnología de manufactura para minimizar o eliminar generación de desechos.

3. Buen manejo interno – cambiando las rutinas de mantenimiento u operaciones para minimizar o eliminar generación de desechos.

Técnicas de prevención de contaminación

4. Sustitucion de entradas – cambiando materiales de procesos para minimizar la cantidad o riesgos poteciales de generacón de desechos.

5. Re-utilizacion en sitio – Reciclado de residuos dentro de la fábrica.

6. Re-utilizacion fuera de sitio – Reciclado de resituados fuera de la fábrica original.

Cadena ecológica de suministros

Cadena ecológica de suministros

Nivel Micro

La prevención de la contaminación aborda la instalación de la manufactura tal como la encuentra.

El diseno para el medio ambiente (DpA) es formativo: intentar redisenar productos y procesos como para optimizar características ambientales relacionadas.

Nivel MicroDpA es una aproximación tecnológica. Puede abordar un amplio rango de tópicos medioambientales a través del ciclo de vida del producto.

Sin embargo, su capacidad de abordar algunos impactos ambientales , especialmente en desecho al fin de vida del producto, es limitado; puede facilitar, pero no asegurar, el reciclaje.

Nivel medioLa SIMBIOSIS INDUSTRIAL enlaza industrias separadas para aumentar la competitividad que involucra el intercambio de materiales, energía, agua, y productos derivados.

Las claves de la simbiosis industrial son la colaboración y las posibilidades sinérgica ofrecidas por la proximidad geográfica

Nivel macro

Los estudios de flujo de materiales puede abordar otro tema macro de la ecología industrial, la Dematerialización, la cual es la reducción de material en uso por unidad de salida de servicio.

Nivel macro

La Dematerialización puede contribuir a la sustentabilidad ambiental de dos maneras: por restricciones de la calidad y escasez del material al desarrollo económico, y por reducción de desechos y contaminación.

Nivel macro

La Dematerialización puede ocurrir de manera natural como consecuencia de nuevas tecnologías.

Puede resultar de una mejor eficiencia en los servicios de reaprovisionamiento, se minimiza el número de productos idénticos necesitaron proveer un servicio dado a poblaciones grandes.

Análisis del ciclo de Vida

El análisis del ciclo de vida debe ser tratado explícitamente con respecto a un producto.

Para productos de manufactura típica, hay cinco etapas de ciclo de vida.

Etapa 1. Pre-manufacturaImpactos amenazadores al medio ambiente como consecuencia de acciones de extraer materiales de reservas naturales, transporte a instalaciones de procesamiento , purificación o separación y transportarlo a la instalación de manufactura.

Los componentes son obtenidos de proveedores externos. Esta etapa podría incluir análisis en el corporativo de impactos de manufactura de componentes.

Etapa 2. Manufactura.

Consiste de los procesos industriales actuales involucrados en la creación del producto.

Etapa 3. Entrega del producto

Incluye la manufactura del empaquetado de materiales, su transporte a las instalaciones de manufactura, generación de residuos dentro de los procesos de empaquetado, transporte de los terminados y empaquetado del producto al cliente, y (donde aplique) la instalación del producto.

Etapa 4. Uso de producto

Incluye impactos de los consumibles o materiales de ornamento que están expuestos durante el uso del cliente.

Para algunos productos, tales como maquinarias y vehículos, el mantenimiento periódicos suficientemente importante que sea tratado como una etapa de vida coincidentemente con la etapa del uso en la vida del producto.

Etapa 5. Fin de vida

Un producto deja de ser satisfactorio por la obsolescencia, degradación de componentes, o cambio de negocio o personal involucrado en la toma de decisiones para rehabilita, reciclar o descartar.

Matriz de la aproximación de asentamiento

Preocupación ambiental

Etapa de la vida delproducto

Biodiversidad,Materiales

Uso de energía Residuossólidos

Residuoslíquidos

Residuosgaseosos

Total

Selección del sitio,desarrollo

1 0 1 3 3 8.0/20

Actividad de negociosprincipal - Productos

2.6 2.4 2.8 3.2 2.6 13.6/20

Actividad de negociosprincipal - Procesos

2.6 2 2.2 2.8 3 12.6/20

Operaciones deInstalaciones

3 3 3 3 3 15.0/20

Rehabilitaciones,transferencia y terminado

3 3 3 3 3 15.0/20

Total 12.2/20 10.4/20 12.0/20 15.0/20 14.6/20 64.2/100

Rendimiento de salud y seguridad de instalaciones

Preocupación de salud y seguridad

Etapa de la vida delproducto

Riesgos físicos Riesgos químicos Riesgos de shocks Riesgos de Ruido Riesgosergonómicos

Selección del sitio,desarrollo

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Actividad de negociosprincipal - Productos

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Actividad de negociosprincipal - Procesos

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Operaciones deInstalaciones

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Rehabilitaciones,transferencia y terminado

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Rendimiento Ambiental

Flujo de materiales – Considerando entrada y salida de todos los suministros

Riesgos potenciales – Por tipo de riesgo, tipo de impacto y escalas espaciales y temporales.

Preocupaciones ambientales cruciales

● Cambio climático globalmente

● Dano al organismo humano

● Dano al organismo del ecosistema

● Disponibilidad y calidad del agua

● Pérdida de biodiversidad

● Efectos en la capa de ozono

● efectos de combustibles fósiles

Preocupaciones ambientales importantes

● Smog fotoquímico● Deposición de ácidos● Efectos de recursos no combustibles● Degradación estética

Preocupaciones ambientales menos importantes

● Contaminación térmica● Olores● Radionucléotidos● Cansancio de la tierra

Potencial de Calentamiento Global (GWP)

Parámetro que define las contribuciones de gases emitidos al cambio climático global. Se define aproximadamente como

GWP x=Tiempo integrado de absorción radioactiva debido a xTiempo integrado de absorción radioactiva debido a CO2

Potencial de Calentamiento Global (GWP)

Molécula GWP (100 años) Efecto en capa de Ozono (ODP)

CO2 1 0

CH4 11 0

N2O 270 0

CFC-11 4500 1

CFC-12 7100 0.95

HCFC-22 4200 0.05

HCFC-134a 3100 0

CF4 6500 0

SF6 23900 0

Uso de materiales

Por escasez de los recursos

Si la reserva base, o la cantidad de recursos presentes, es dividida por el ritmo de anual de consumo de recursos vírgenes, nos da como resultado el tiempo en que se terminarán (TD).

Recursos de alta escasez TD < 40 anos

Arsénico, Bario, Bismuto, Cadmio, Cobre, diamante, oro, grafito, indio, plomo, manganeso, mercurio, plata, estroncio, talio, estano, uranio, zinc

Recursos de escasez moderada: TD = 40-100 anos

Antimonio, cobalto, flúor, Molidebmo, gas natural, níquel, petróleo, fosfato/fósforo, renio, selenio, tantalio, tungsteno, vermiculita, circonio

Recursos de baja escasez: TD > 100 anos

Aluminio, boro, carbón, cromo, culombio, cerio, disprosio, erbio, europio, gadolinio, holmio, hidrógeno, iodo, iridio, hierro, lantano, litio, lutecio, magnesio, neodimio, nitrógeno, osmio, oxígeno, paladio, platino, potasio, praseodimio, prometio, rodio, rutenio, samario, scadio, silicio, sulfato de sodio, sulfuro, terbio, titanio, tulio, vanadio, yterbio, ytrio

Uso de agua

El uso del agua dentro de instalaciones industriales es idealmente evaluada con respecto al uso promedio en el sector. De igual manera debe de considerar la vulnerabilidad de la disponibilidad de los recursos hídricos. Con lo que se forma la matriz de preocupación de rendimiento hídrico (PWC)

Uso de agua

Suministro percápita (m3)

Razón de Uso-Disponibilidad (%)

> 40 40-60 60-80 < 80

< 1000 ☺☺ ☺☺☺ ☺☺☺☺ ☺☺☺☺

1001 - 2000 ☺☺ ☺☺☺ ☺☺☺☺ ☺☺☺☺

2001 – 10000 ☺ ☺☺ ☺☺☺ ☺☺☺☺

> 10000 ☺ ☺ ☺☺ ☺☺☺☺

☺ Abundancia☺☺ Vulnerabilidad marginal☺☺☺ Tensión☺☺☺☺ Escasez

Uso Energético

El uso energético es de preocupación debido a su rol en las emisiones de gases de efecto invernadero, generación de lluvia ácida y otros impactos ambientales. De igual manera, su escasez puede ser una preocupación importante.

El uso energético se evalúa en comparación relativa dentro de la industria y la vulnerabilidad debido a la disponibilidad energética forman la matriz de preocupación de rendimiento de energía.

Uso energético relativo por sectorSector Uso de energía

Extracción de combustible fósil yprocesamiento

A

Generación de potencia A

Extracción de minerales y procesamiento A

Minería inorgánica y químicos M

petroquímicos A

Agricultura M

Textiles y pieles M

Arena y vidrio A

Productos metálicos M

Productos plástivos M

electrónicos B

Química orgánica sintética A

Productos ensamblados B

Productos forestales e impresión A

Empaquetado y envío M

construcción B

reciclado B

La gráfica ΣWESH

La gráfica que resume las preocupaciones y vulnerabilidades de Agua (Water), Energía, Escasez (Scarcity) y Riesgos (Hazards)

La gráfica ΣWESH

La Naturaleza absoluta de la Sustentabilidad

Una propiedad crucial de la sustentabilidad es que el concepto es un absoluto.

Un mundo sustentable nos es aquel que es un poco más responsable que el de ayer. Es un mundo que asegura que todos los que viven ahora y en el futuro serán capaces de satisfacer sus necesidades y aspiraciones humanas.

Nuestro conocimiento es incompleto y el tiempo lo va degradando. Sin embargo, es claro que debemos de mantenerlo funcionando y que nuestra forma de vida, que incluye las propuestas tecnológicas, debe de requerir recursos y energía que no ponga en riesgo la vida misma.

ReferenciasAllenby, Braden R. y Richards, Deanna J. eds., The Greening of Industrial Ecosystems, National Academy Press, Washington, DC, 1994.

Esty, Daniel C. and Winston, Andrew S. Green to Gold, Yale University Press, New Haven, 2006.

Graedel, Thomas E. y Howard-Grenville, Jennifer A. .Greening the Industrial Facility Perspectives, Approaches, and Tools. Springer. 2005.

Green Manufacturing: Case Studies in Leadership and Improvement, Association for Manufacturing Excellence (AME), 2008.

Wang, Yao y Graedel, T.E. . Industrial Ecology. Yale University. 2005

CON ESTO HEMOS CONCLUIDO EL SEMINARIO

DE MANUFACTURA SUSTENTABLE 2011

¡GRACIAS!