Ingeniería.Investigación y Tecnología ISSN: 1405-7743 [email protected] Universidad Nacional Autónoma de México México Dominguez-Manjarrez, Candi Ashanti; Bravo-Álvarez, Humberto; Sosa-Echeverría, Rodolfo Prevención, minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Ingeniería. Investigación y Tecnología, vol. XV, núm. 4, octubre-diciembre, 2014, pp. 549-560 Universidad Nacional Autónoma de México Distrito Federal, México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=40431742006 Cómo citar el artículo Número completo Sistema de Información Científica Más información del artículo Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Página de la revista en redalyc.org Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto Este trabajo permitió el ahorro en el consumo de agua de extracción de 3. reevaluado: febrero de 2013.620 metros cú- bicos promedio por día en el periodo de estudio.unam.Ingeniería Investigación y Tecnología. volumen XV (número 4).mx Centro de Ciencias de la Atmósfera Universidad Nacional Autónoma de México Correo: hbravo@unam. la contaminación problemática real a la que se enfrenta actualmente la industria y con el obje. que permanece sus- pendida por la necesidad de resolver problemas económicos. • prevención de la nológicos por los que ha atravesado. El trabajo realizado en este ingenio caso de estudio fue la evaluación integral del proceso productivo. que permitan mejorar la Descriptores: gestión ambiental de la Industria Azucarera de México. • industria azucarera to de hacer propuestas viables de mejora se eligió un ingenio como caso de • ingenio y gestión ambiental estudio. mini- mización y control de la contaminación ambiental. . minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Prevention. Para conocer el proceso productivo.mx Información del artículo: recibido: enero de 2013. aceptado: agosto de 2013 Resumen La meta de esta investigación es recomendar medidas de prevención. minimización y control de la contaminación ambiental. sociales y tec. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM (artículo arbitrado) Prevención.mx Sosa-Echeverría Rodolfo Sección de Contaminación Ambiental Centro de Ciencias de la Atmósfera Bravo-Álvarez Humberto Universidad Nacional Autónoma de México Sección de Contaminación Ambiental Correo: rodsosa@unam. Las medidas de prevención. una disminución en la ge- neración de residuos sólidos de 325 kilogramos promedio diario por la implementación de un programa de separación de residuos y la disminu- ción de emisiones a la atmósfera de partículas por la instalación de una cal- dera 100% bagacera. minimización y control de la contaminación ambiental resultantes de este estudio pueden aplicarse a otros ingenios del país con sus respectivas adaptaciones. considerando las actividades tanto en el campo cañero como el ingenio para la implementación de medidas de pre- vención. Minimization and Control of Environmental Pollution at Mexico Sugar Mill Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti Sección de Contaminación Ambiental Centro de Ciencias de la Atmósfera Universidad Nacional Autónoma de México Correo: cadmanjarrez@comunidad. La producción de caña de azúcar ción. las disputas entre cañeros y dueños de gestión ambiental de esta industria.5% de agua.620 cubic meters per day. reduction in solid waste generated aver- age 325 kilograms per day by implementing a waste separation program. lentamente una profunda crisis económica debido a la A pesar de los esfuerzos realizados por mejorar la gestión corrupta. modificaciones tecnológicas o uso de tecnolo- del Producto Interno Bruto (PIB) manufacturero y 0. bles en el proceso. logrando el giro que más empresas mejoran. looking forward to the improvement of the environ- Keywords: mental management on the sugar industry in Mexico.4% gía limpia. 2. reducción del consumo país representa 11% del valor del sector primario. minimización y control de la proceso productivo como en el campo cañero. ducción. and reduc- ing atmospheric emissions of particles acting as fuel for a boiler operated with bagasse. descarga de agua con alta temperatura y gran conteni. cachaza y vinazas). de limpieza y mantenimiento (US EPA. A compre. La prevención es una estrate- Actualmente. producto de su elevado consumo energético. con- sidering the activities in the field and at the mill. 2010). así como el rezago tecnológico tanto en el fomentar la prevención. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM . Esta investigación propone estrategias de preven- sonas (CNIAA. during the period of study. emisiones o resi- mayor productor de azúcar de acuerdo con el Departa. • Proteger la salud pública y el ambiente. biental en un ingenio azucarero del país. representa dad del ambiente y la responsabilidad social de las 28% del total a nivel nacional. a nivel mundial México es el sexto gia de eliminación de contaminantes. 2010). a través del tiempo ha sufrido (SEMARNAT. La prevención. do de materia orgánica (bagazo. en aguas residuales. minimización y control de la conta- rera en el país presenta problemas de contaminación en minación ambiental contempla (US EPA. 2012). el • Mejorar la imagen corporativa a medida que la cali- agua residual. 2009). Recursos Naturales (SEMARNAT). pleos directos y beneficia a más de 2. insumos. para trans- cen a 57 Ingenios de 15 estados cañeros. volumen XV (número 4).2 millones de per.000 em. ya que la gran mayoría de los inge- yor tradición y trascendencia en el desarrollo económico nios carecen de equipo para el control de emisiones de México. así como mejoras en los servicios de gestión del PIB nacional. 2008). duos desde su origen en la fuente mediante el aumento mento de Agricultura de Estados Unidos de América de eficiencia en los procesos. terias primas. prácticas de reúso de ma- (USDA. agua y energía a lo largo del De acuerdo con la Secretaria de Medio Ambiente y proceso industrial. por lo que genera más de 450. 550 Ingeniería Investigación y Tecnología. INEGI. no se ha logrado los ingenios. de origen. producto de su operación. management hensive assessment of the production process for the standard sugar was made. No obstante. mejorando su eficiencia y aplican- una actividad de alto impacto en 227 municipios donde do la prevención de la contaminación desde su punto habitan más de 12 millones de mexicanos (CNIAA. The proposed measures in the sugar mill allowed savings in consumption of ground water average 3. contribuye a la contaminación del aire por la utilización de bagazo y combustóleo como combusti- La industria azucarera es una de las actividades con ma. La agroindustria de la caña de azúcar del teriales durante la producción. la industria azuca. 2010): el agua. a través de la conservación y ahorro de ma- 2010. reforzando el compromiso de la contribuye en cuanto a la descarga de materia orgánica empresa con su comunidad y clientes potenciales. Prevención. This issue has been put on hold due to the necessity to address the economic. In order to better understand the productive process and the • sugar industry actual problem that the industry is facing. while proposing effective and possible • sugar mill and environmental actions for improvement. social and technological issues • pollution prevention affecting it over time. seguido de la industria petrolera • Aumentar la eficiencia en los procesos de pro- con 19% y la agropecuaria con 17% (SEMARNAT. por lo que es formar un proceso. 2010). minimización y control de la contaminación am- se realiza en alrededor de 700 mil hectáreas que abaste. minimization and pollution control measures proposed can be applied to other mills in the country with the appropriate adaptations. contaminación ambiental. The prevention. Introducción Asimismo. a sugar mill type was selected as a case of study. minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Abstract This research paper aims to recommend control measures directed towards prevent- ing and minimizing pollution. 2 219 11. Proceso de producción de azúcar en el ingenio caso de estudio El proceso de producción de azúcar inicia en el campo cañero con las labores de siembra y cosecha.330 Promedio anual 1. ción ambiental son los ambientales.042.154. con base en el proceso. etcétera) y.3 178 12. pican la caña y por diferencia de densidad (tabla 1) (CNIAA. volumen XV (número 4). de esta ma- de estudio como uno de los más competitivos del país. 2011) 2008 1. pro- • Reducir los costos de energía al implementar el pro. posición final de los residuos o emisiones contami. las elabora el programa semanal de cosecha. los cuales se recolectan por medio de alzadoras en que se encargan de abastecer la materia prima presen. La cosecha puede llevarse a cabo de forma manual o dad y calidad de caña industrializada.668 ingenio caso de estudio 2007 1.0 164 12.029. La maduración también se favorece naturalmente por una baja temperatura y Ingenio azucarero caso de estudio artificialmente con la detención del riego. Sosa-Echeverría Rodolfo • Reducir los costos de operación. Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti. periodo vegetativo de la planta (floración) para acelerar la concentración de sacarosa. miten disminuir el ritmo de crecimiento y acortan el po entre el sector industrial y el académico. El corte lada de caña) durante el periodo 2005-2010 en el inge. lo cual coloca al ingenio caso mediante ventiladores se separan las hojas. tablece en tres pasos: determinación de madurez.596 102. nera. Indicadores de Año molida por ha de molienda en fábrica producida rendimiento de las Zafras 2005 1. camiones. Las labores Ton de caña Ton de caña Días efectivos % rendimiento Ton de azúcar Tabla 1. Las máquinas cosechadoras cortan un surco taron una productividad promedio de 107 ton caña/ha por pasada. selección de la semilla.740 del año 2005 a 2010 del 2006 1.113 106.407 2010 1. eliminar la maleza o ahuyentar animales. caña. 2011). ción. Bravo-Álvarez Humberto. el proceso de cosecha se es- nantes. Para el uso eficiente de una máquina caña/ha (CNIAA.582 Ingeniería Investigación y Tecnología. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM 551 .0 186 12. cosechadora es necesario utilizarla en terrenos de al menos 5 ha y con distancias largas (500 m). El la finalidad de facilitar y agilizar el corte manual de la porcentaje de rendimiento (toneladas de azúcar/tone. siembra y riego.74 147. camiones.24 ton rreo al ingenio.27 141. Asimismo. manual de caña quemada se realiza al ras del suelo.181 107. El máximo desarrollo o la maduración de la lograr una conciencia real hacia el cuidado del ambien. caña se promueve con la aplicación de agentes que per- te.424 101.672 (CNIAA. La productividad de un ingenio depende de la canti. grama semanal de cosecha y abastecimiento de caña grama de prevención en todas las líneas de opera.155.159.76 135. alzadoras. el rendimiento mecánica (figura 1). con una capacidad despunte al viento y se junta en manojos de 300 a 500 instalada de 7000 ton caña/24h y los campos cañeros kg. A partir del estimado de Los beneficios más importantes de la aplicación de la producción se calculan los recursos de cosecha para prevención. los aspectos económicos. cada frente (tractores. 2010b).51 142.138.67 130.3 185 12.0 175 12.679 2009 1. nio estudiado es 12.029 111. se responsabilidad social y salud pública.161 107. No obstante. por la disminución de siembra necesarias para el buen desarrollo del culti- en los costos de tratamiento. minimización y control de la contamina. vo son: preparación de la tierra.25% (toneladas de azúcar/tonelada de caña) y el directamente a los camiones que se encargan de su aca- promedio de productividad en campo es de 69.37% (tabla 1).1 196 12. La quema de la caña se realiza con en fábrica y la capacidad instalada y aprovechada. económicos con tomando en cuenta el plan de producción de fábrica.113.25 127. almacenamiento y dis. alcanza su desarrollo máximo y conserva su máxima cieros y sobre todo la falta de educación ambiental para calidad. La época ideal principales limitaciones para su correcta aplicación son para el corte es durante los tres meses en que la caña la resistencia al cambio. finan. las hojas quedan distribuidas uniformemente so- ya que a nivel nacional el rendimiento promedio es bre el campo y la cosechadora entrega la caña picada 11.764 114. incluyendo la eficiencia de la combustión.37 137. En esta investigación se consolida el trabajo en equi. Para lograr un balance de variedad de caña se deter- mina una curva de madurez. cuyo propósito es duce hacia cuchillas rotatorias que se encargan de cor. el calentamiento del guarapo al- calizado se lleva a cabo en dos etapas. sale continua- el área de batey del ingenio. Con este sistema. esta etapa sirve para coagular la alúmina y algunas grasas. ceras y gomas. un tanque mezclador o cristalizador. agregando en el cuarto molino agua a alta temperatura (70°C) y en los molidos tres y dos agua más jugo para obtener la máxima cantidad de sacarosa en un proceso llamado maceración. minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México 4 mazas. se descarga el contenido a caña se descarga en las mesas alimentadoras y se con. el precipitado forma- b) do engloba y separa los sólidos suspendidos al igual que las partículas más finas (Hugot. para lo- el jugo de la caña a través de un tándem de molinos de grar la mayor concentración de sacarosa. En la etapa de molienda se extrae de tres cocimientos A. Generalmente nismos (Leuconostoc mesenteroides) que promueven la se introducen cristales de siembra o semilla que sirven inversión de la sacarosa (separación de molécula de sa. El acarrea al ingenio en camiones que esperan su turno en jugo concentrado. de esta manera la caña se mente del último evaporador y contiene aproximada- muele guardando una frescura rigurosa no mayor de mente 65% de sólidos y 35% de agua. Figura 1. 1984. B y C. Chen. a) corte manual de caña de azúcar en la zona que El jugo clarificado contiene aproximadamente 85% abastece de materia prima el ingenio caso de estudio y b) corte de agua. productivo de azúcar estándar dentro del ingenio. ya que al ser cortada se simple efecto conocidos como “tachos”. respectivamente. el vapor que se introduce al primer cuerpo. A medida que se carosa en glucosa y fructuosa). El proceso de clarificación está diseñado para re- mover las impurezas tanto solubles como insolubles. conocida como masa cocida o templa. de la cual 65% se evapora mediante evapora- mecánico de caña de azúcar mediante cortadora marca Class y camión para acarreo de caña dores de cuádruple efecto. en cantidades de alrededor de 0. La frescura La meladura se lleva a la operación de cristaliza- de la caña es uno de los aspectos más cuidados en la ción. Prevención. evapora el agua. Estos lodos se separan del jugo clarificado por sedimentación en clarificadores y filtración en filtros rotativos al vacío. 552 Ingeniería Investigación y Tecnología. 1991). se agrega más meladura hasta que la En la figura 2 se muestra el diagrama de flujo de las mezcla de cristales y miel queda concentrada formando operaciones unitarias que intervienen en el proceso una masa densa. se evapora hasta su punto de saturación.5 kg CaO/ton a) de caña. formando sales insolubles de calcio como fosfato de calcio (Ca3(PO4)2). además de ser el bagazo que se utiliza como combustible para generar electricidad en las calderas. el cual es turbio y ácido. donde el jarabe torna más susceptible a la proliferación de microorga. volumen XV (número 4). El trabajo tar los tallos en pedazos pequeños y desfibradoras que de cristalización se lleva a cabo empleando el sistema desmenuzan la caña. empleando cal y calor como agentes clarificantes. En esta etapa se ob- tiene el jugo mezclado. la cual tiene lugar en evaporadores al vacío de operación unitaria de molienda. a 70°C en el primer calentamiento y 105°C el segundo calenta- miento. La cal se adiciona en forma de lechada de cal (CaO y H2O). su función es neutralizar la acidez del guara- po. de núcleo a los cristales de azúcar. El jugo filtrado regresa al proceso de clarificación y el residuo sólido de la filtración co- nocido como cachaza se lleva al campo cañero donde se utiliza como fertilizante después de un tratamiento b) de compostaje. La Una vez saturado el tacho. disminuir la temperatura de la masa cocida. logra producir eva- El abastecimiento de caña se realiza con una frecuencia poración en efecto múltiple y el vapor que sale del últi- diaria conforme el plan de producción programado y se mo de ellos se envía a un condensador barométrico. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM . 24 horas desde el momento en que se corta. llamado meladura. EPA. trial o producción de levadura. respectivamente. Finalmente se lleva a cabo la etapa de secado y envasado con sistemas de ca- lidad rigurosos. Diagrama de flujo del proceso de producción de azúcar estándar en el ingenio caso de estudio (Fuente: ingenio caso de estudio) Ingeniería Investigación y Tecnología. Bravo-Álvarez Humberto. fabricación de alcohol indus. Ohio EPA. 1998. económica y ambiental. US EPA. minimización y control de la envía a los tachos B y C. 1993. 2001. respectiva. ya que mediante el apoyo y aprobación de este proceso se llama agotamiento de sacarosa. núcleo a los cristales de azúcar de A y B. 1988. Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti. gramas de prevención desarrollados por la US EPA (US gundo y tercer cocimiento (B y C) pasa a centrifugación. Sosa-Echeverría Rodolfo La masa cocida del primer tacho denominada tem. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM 553 . el azúcar se lava para retirar los residuos de ma de la figura 3. los cuales sirven de US EPA. US EPA. Khan et al. 1995. 1992. US EPA. 2008).. es un formación y a las instalaciones para la evaluación ade- residuo denso y viscoso que sirve como base para la cuada del proceso para hacer propuestas reales. el licor madre o mieles de A y B se aplicación de la prevención. El conjunto contaminación. Por otro lado. Figura 2. La primera etapa es la más importante para lograr la mente. de la dirección general se cuenta con acceso total a la in- La miel final (licor madre de centrifugas C). La masa cocida de los tachos del se. donde se obtiene semilla de B y C. que viables de manera técnica. Desarrollo pla de A pasa a centrífugas de alta velocidad que sepa- ran los cristales de azúcar del licor madre. Durante este La metodología de este trabajo se presenta en el diagra- proceso. volumen XV (número 4). al igual alimentación del ganado. la cual se estructuró y realizó en siete miel y posteriormente se seca y enfria para obtener el etapas y con las características sustanciales de los pro- azúcar estándar. La prevención de la contaminación ambiental en la industria utiliza medidas en procesos y productos. promedio por día durante la Zafra 2011/2012. Prevención. Metodología para el desarrollo de las medidas de prevención. respecto biental para el campo cañero (tabla 2) y el ingenio caso a la Zafra 2010/2011. sustitución de insumos o materia prima y empleo de A continuación se presentan las propuestas de preven. lo cual se aprecia gráficamente en de estudio (tablas 3 y 4). volumen XV (número 4). minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Figura 3. nuevas tecnologías (tabla 3). octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM . minimización y control de la contaminación am. ción. la figura 4. minimización y control de la contaminación ambiental aplicada en el ingenio caso de estudio Discusión y análisis de resultados base en la aplicación de mejores prácticas de operación. con 554 Ingeniería Investigación y Tecnología. Reducir el porcentaje de Se requiere realizar pláticas cortas con los cortadores Reducción en la cantidad de residuos o impurezas de la caña durante su de caña para mejorar su desempeño. el tipo de semilla adecuada mediante experimentos de adaptabilidad de especies nuevas y llevar a cabo capacitaciones para los productores sobre las actividades requeridas para esta buena práctica de campo. Impulsar el cambio de Talleres de concientización en materia de educación La demostración de los beneficios de las mentalidad del cañero para ambiental. acarreo de caña del campo hacia Aplicación de castigos y multas por exceso de carga. Estudios de diagnóstico y de impacto ambiental por la Menor uso de productos químicos para introducción de especies para la aplicación de control el control de plagas. Bravo-Álvarez Humberto. disminución de emisiones al ambiente. suelo y aire. mal uso de agroquímicos. Sosa-Echeverría Rodolfo Tabla 2. lo cual tendrá demostrar sus beneficios mediante la puesta en marcha beneficios al ambiente al disminuir los de proyectos en parcelas específicas de estudio y impactos de contaminación de agua. volumen XV (número 4). Además contar con personal calificado para controlados. 4. minimización y control de la contaminación ambiental propuestas para el campo cañero y las observaciones respecto a su factibilidad técnica. suelo. capacitar a los impurezas de la caña. Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM 555 . el manejo de la tecnología. seleccionar alta en el campo. recolección operadores de las máquinas cosechadoras para un uso adecuado de las mismas. Promover la cosecha Se requiere contar con máquinas cosechadoras y la Prevención de la contaminación del mecanizada en verde y mejorar selección de campos que son viables para la cosecha aire y accidentes de incendios no la cosecha manual mecánica. Reducción de residuos de caña en las el ingenio Uso de bandas y lonas para el amarre de la carga carreteras. 7.ambiental Medidas recomendadas Factibilidad técnica Factibilidad ambiental 1. además de una productividad evaluación de la fecha ideal de siembra. Medidas de prevención. Comparación del consumo de agua de extracción durante la Zafra 2010/2011 y la Zafra 2011/2012 Ingeniería Investigación y Tecnología. mediante talleres de capacitación para los productores. fauna y flora del lugar. Figura 4. suelo. factores limitantes. agua estudios constantes para conocer las necesidades reales de riego para la planta. Mejor gestión y manejo de Se requiere tecnología de riego por goteo o aspersión y Reducción en el consumo de agua. 6. 5. buenas prácticas de campo impulsará al el éxito en la implantación de Se debe contar con personal capacitado en la productor a la adopción de las mismas buenas prácticas de campo implantación de buenas prácticas de campo para en sus propias parcelas. maquinaria y personal calificado Beneficios y menor impacto sobre el suelo para la siembra que realice el diagnóstico del suelo. Disminución de emisiones de Se requiere contar con distribuidores de diésel de mejor Mejor calidad del aire por la partículas y residuos durante el calidad cercanos a la zona. 2. Mejor gestión en el uso de Se requieren cursos y talleres de capacitación para Eliminación de la contaminación de agroquímicos los productores con personal calificado sobre el uso cuerpos de agua y mantos acuíferos por adecuado de productos químicos. Preparar adecuadamente el Se requiere equipo. 3. de caña. menor impacto en biológico. cuperación de líneas de drenaje de los evaporadores y ro y el ingenio caso de estudio se colaboró con el De. identificación de posibles reusos del agua e identificación de Problema oportunidad para la sustitución de insumo por uno menos contaminante Cambios en los • Sustitución del lavado de la caña por la limpieza en seco procesos • Reúso constante del agua de lavado de gases de combustión en la misma PREVENCIÓN Sustitución de operación insumos o materia • Reemplazar el lavado de suelo. aire y residuos. principalmente en centrífugas procesos • Instalación de calderas 100% bagaceras.620 metros cúbicos 556 Ingeniería Investigación y Tecnología. volumen XV (número 4). El conjunto algunas estrategias de prevención. a continuación mo de agua de extracción de 3. de celdas de enfriamiento para el reúso de agua en la sentan en la tabla 5. das por el ingenio caso de estudio fueron: la instalación tal de las medidas propuestas en las tablas 3 y 4 se pre. en la descarga de agua residual las actividades realiza- Las observaciones de la factibilidad técnica-ambien. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM . tión ambiental. agua. por procesos de lavado en seco prima: • Uso de lubricantes biodegradables y mejor calidad para los equipos Pérdidas de calor y eficiencia en operación unitaria “Generación de vapor y Problema electricidad” • Conversión de molinos de cuatro mazas a seis mazas. lo cual permite incrementar la capacidad de molienda 30% • Instalación de un silo para el almacenamiento de bagazo. derrames. molinos y área de cristalización. pérdida de materia prima. reúso de agua de las fosas de sedimentación de cenizas partamento Ambiental en la puesta en marcha de para el lavado de los gases de combustión. arrastre de miel o espumeo y cuidar la calidad de la meladura • Implementar procedimientos y tecnologías eficientes de lavado de acuerdo a las condiciones económicas de la empresa (boquillas de presión en mangueras. minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Tabla 3. fuera de operación. aire y energía. se presentan los resultados obtenidos en materia de minación ambiental se clasificaron en materia de ges. Prevención. dimensionado de acuerdo a la capacidad de producción • Instalación de motores y equipo de alta eficiencia energética con base en una Cambios en los evaluación previa de la eficiencia de los motores. con sistemas de control de partículas multiciclónico vía seca Modificaciones • Instalación de sistemas de automatización de equipos. residuos y suelo Para el ahorro de agua de extracción y disminución (tabla 4). mantenimiento y limpieza de operación: • Capacitar y evaluar continuamente al personal encargado del equipo u operación unitaria • Mantener un sistema de limpieza en toda la planta Uso desmedido de agua. la re- Durante las estancias realizadas en el campo cañe. procesos e instrumentos tecnológicas: de medición y control principalmente en evaporadores y tachos para evitar la caramelización. Medidas de prevención de la contaminación ambiental propuestas para el ingenio caso de estudio Clasificación Medidas recomendadas Problema Falta de diversificación de la industria • Etanol Cambios en los • Generación y cogeneración de energía productos • Mieles intermedias • Alimentos para ganado Problema Presencia de fugas. mediante controladores de nivel con Cambios en los alarmas procesos • Implementar un programa de mantenimiento preventivo. lavadoras de presión) • Diseñar e implementar tecnologías para el uso del calor sobrante del proceso en el secado del azúcar procesada y secado de bagazo Las medidas de minimización y control de la conta. correctivo y predictivo • Diseñar e implementar procedimientos para normalizar las operaciones y sus Mejores prácticas etapas de arranque. planta de fuerza. minimización y de estas actividades permitieron el ahorro en el consu- control de la contaminación ambiental. agua. subproductos y productos • Mejor control de inventarios de insumos • Prevenir arrastres. fugas y derrames de jugo. identificar y disponer los residuos peligrosos de forma adecuada. por lo que debe limpiarse periódicamente • Contar con un programa de vigilancia y reparación de las pérdidas de calor • Instalar aislantes térmicos y sistemas aisladores de ruido para las tuberías de vapor y maquinaria. así como cálculos del flujo de aire necesario para la combustión del bagazo y la instalación de equipo necesario para garantizar la demanda de aire. tratamientos secundarios para la disminución de DBO. disponerlos o almacenarlos en lugares protegidos de la lluvia o humedad para evitar su corrosión y daños que imposibiliten su reúso • Ajustar los volúmenes de residuos a transportar. del agua de lavado de gases de combustión. vigilar consumos o descargas excesivos para corregir • Elaborar. recirculación y tratamiento del agua • Separar la descarga de agua industrial y la descarga de agua sanitaria o de servicios • Instalar medidores de flujo de agua en todas las tomas de agua de extracción para el uso en el área de producción y en servicios. reúso. las lámparas fluorescentes y residuos peligrosos del laboratorio químico • Implementar la identificación y separación de residuos sólidos. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM 557 . uso eficiente y reúso de agua en los condensados de vapor de la operación de evaporación y cristalización. recibo y manejo de materia prima para reducir las pérdidas por materia prima en mal estado o que no cumplan con las especificaciones necesarias para ser utilizadas en el proceso. uso en el campo para traslado de semilla Ingeniería Investigación y Tecnología. contar con registros diarios de consumo de agua y de descarga. DQO y SST y cumplimiento de la normatividad vigente Problema Baja eficiencia en la operación de generación de vapor. Medidas de minimización y control de la contaminación ambiental propuestas para el ingenio caso de estudio Clasificación Medidas recomendadas Problema Falta de mejora en el sistema de uso. y manejar los residuos en recipientes resistentes y de adecuada capacidad para su transporte. agua de enfriamiento de máquinas motrices y contar con un laboratorio para el monitoreo de la calidad del agua para ser reutilizada como condensados puros o impuros de acuerdo a su calidad Agua • Recuperar la miel o jugo derramados por fuga o mal manejo de un equipo y reprocesarlos para recuperar la sacarosa que contengan • Desmontar llaves de agua que son prescindibles y realizar pláticas cortas de concientización en el uso del agua. neutralización de pH. para mantener las llaves de agua cerradas cuando no son ocupadas • Implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales para eliminación de grasas y aceites. • Buscar alternativas para la reutilización de sacos dañados y residuos de costura. equipo y maquinaria. Utilizar luz natural colocando en la medida de lo posible láminas traslúcidas Problema Falta de mejoras en la gestión de residuo sólidos. Sosa-Echeverría Rodolfo Tabla 4. de manejo especial y sólidos • Recuperar los materiales metálicos. Bravo-Álvarez Humberto. monitoreo de los gases de combustión para comprobar la eficiencia de la combustión. disminución de temperatura principalmente y en caso de que sea vertida a cuerpos de agua. como las estopas con grasas y aceites. ya que esto impide el intercambio eficiente de calor al convertirse en aislante. de manejo especial y peligrosos • Establecer un programa de control. programa preventivo y de mantenimiento sin actualizar • Utilizar combustibles más limpios para la generación de energía • Realizar un programa de vigilancia de eficiencia de las calderas que incluya: verificación periódica de la eficiencia de la combustión. por ejemplo. observar la acumulación de hollín en el área donde pasan los humos negros. llevar a cabo talleres y pláticas con todos los Residuos empleados para lograr la correcta separación de los mismos • Evitar la mezcla de residuos peligrosos. de acuerdo a la capacidad del vehículo que se utilizará. por ejemplo ventiladores centrífugos de aire • Implementar un programa de ahorro y eficiencia energética • Instalar medidores de consumo de energía en cada una de las áreas del proceso • Instalar un banco de capacitores • Diseñar e implementar un plan de mantenimiento preventivo del sistema energético. volumen XV (número 4). • Diseñar e implementar un plan de gestión de residuos generados en el proceso productivo • Contar con un almacén temporal de residuos peligrosos. incluyendo el aislamiento de circuitos eléctricos de forma adecuada y revisar con regularidad que no presenten corrosión ni posibilidad de corto circuito • Utilizar el nivel apropiado de iluminación por actividad y área de la planta. implementar y monitorear programas de ahorro. sólidos sedimentables. implementar un programa de verificación de periódica del buen funcionamiento de la maquinaria para evitar generación de ruido por mal funcionamiento MINIMIZACIÓN • Instalar sistemas de control de emisiones a la atmósfera eficientes como separadores de partículas Y CONTROL Aire y multiciclónicos vía seca energía • Llevar a cabo reparaciones y mantenimiento de los ductos de aire. bagazo con grasa y aceite. Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti. en caso de no contar con ellos. así como. bagazo con grasa y aceite. desarrollo e implementación de procedimientos de exploración y vigilancia de casos de derrames de materiales y residuos peligrosos. Prevención. requerimientos de energía y servicios necesarios para su implementación Minimización y control • Se necesitan capacitaciones constantes al personal encargado de las áreas y procesos de producción • Se obtendrá mejor control en el consumo de agua y energía y reducción en el consumo de agua y energía. llevar a cabo talleres y pláticas con todos los Residuos empleados para lograr la correcta separación de los mismos • Evitar la mezcla de residuos peligrosos. minimización y control de la contaminación llevadas a Gestión cabo para monitorear su eficiencia ambiental • Llevar a cabo talleres de capacitación en la aplicación de procedimientos. el mayor obstáculo es la falta de estudio de mercado y la tradición de ver a esta Cambios en los productos industria como productora exclusiva de azúcar • Se requieren procedimientos escritos que normalicen las operaciones del ingenio. como las estopas con grasas y aceites. minimización en la generación de agua residual. no obstante. económica e independiente abriendo nuevos Prevención mercados. que contemplen las medidas preventivas y de control. de manejo especial y sólidos • Recuperar los materiales metálicos. las lámparas fluorescentes y residuos peligrosos del laboratorio químico • Implementar la identificación y separación de residuos sólidos. compatibilidad Cambios en los procesos con el flujo del proceso y velocidades de producción. disponerlos o almacenarlos en lugares protegidos de la lluvia o humedad para evitar su corrosión y daños que imposibiliten su reúso • Ajustar los volúmenes de residuos a transportar. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM . mejora en la calidad del aire y suelo 558 Ingeniería Investigación y Tecnología. recibo y manejo de materia prima para reducir las pérdidas por materia prima en mal estado o que no cumplan con las especificaciones necesarias para ser utilizadas en el proceso. establecer ambos departamentos en la jerarquía más alta. manejo y uso de registros. en buenas prácticas de manejo de materiales. Factibilidad técnica-ambiental de las medidas de prevención. minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Tabla 4. y manejar los residuos en recipientes resistentes y de adecuada capacidad para su transporte. Clasificación Factibilidad técnica-ambiental • La diversificación de la industria puede hacerla más versátil. Además. análisis de riesgo para los empleados. MINIMIZACIÓN materiales y recursos humanos necesarios para atender de manera inmediata los derrames o fugas que se Y CONTROL Suelos presenten en la planta para promover su estabilización • Realizar un buen manejo de los lubricantes o productos químicos para evitar la contaminación del suelo (almacenar adecuadamente en bodegas. suelo y generación de residuos • Se requiere un análisis previo de planeación de espacios. uso en el campo para traslado de semilla Problema Prevención y evaluación de contaminación del suelo • Capacitar a los empleados en el manejo de productos químicos para reducir las probabilidades de derrame en el suelo. • Establecer registros que garanticen el control y monitoreo de las buenas prácticas efectuadas • Crear espacios de presentación y discusión que permitan a los empleados intercambiar conocimientos técnicos y estrategias de operación para mejorar la calidad y rendimiento Tabla 5. volumen XV (número 4). capacitación y concientización ambiental del personal en todos los niveles jerárquicos • Contar con un departamento de higiene y seguridad. de acuerdo a la capacidad del vehículo que se utilizará. los equipos. un departamento de mejoramiento Ambiental. compatibilidad con el flujo del proceso y velocidades de producción. por ejemplo. minimización y control de la contaminación recomendadas en el ingenio caso de estudio. residuos. control de derrames en transporte interno y aplicación) • Se recomienda implementar un plan de reforestación y mantenimiento de la zona con especies nativas o especies adaptadas en el área del ingenio para mejorar las condiciones del suelo Problema Falta de mejora. en prácticas de limpieza y de seguridad industrial. productos y de contaminación ambiental e implementación de programas para vigilar el cumplimiento de su uso. capacitaciones constantes al personal y evaluaciones • Se necesita instalación de tuberías y accesorios para el cambio de flujo de agua y la clausura de llaves de agua que son prescindibles Prevención • Se requiere la instalación de nueva tecnología con un análisis previo de planeación de espacios. Se requieren capacitaciones constantes al personal encargado del uso de la nueva tecnología • Se obtendrá una reducción en el consumo de insumos. para que las decisiones que se tomen por ellos se tomen en cuenta en todos los niveles jerárquicos • Llevar a cabo talleres y seminarios de concientización ambiental a todo el personal de la fábrica y en todos los niveles para mejorar el cuidado del ambiente y en todos los rubros ambientales • Llevar un registro de todas las acciones de prevención. • Diseñar e implementar un plan de gestión de residuos generados en el proceso productivo • Contar con un almacén temporal de residuos peligrosos. requerimientos de energía y servicios necesarios para su implementación. Medidas de minimización y control de la contaminación ambiental propuestas para el ingenio caso de estudio (continuación) Clasificación Medidas recomendadas • Establecer un programa de control. así como. aire. • Buscar alternativas para la reutilización de sacos dañados y residuos de costura. energía y minimización en la generación de contaminantes en agua. identificar y disponer los residuos peligrosos de forma adecuada. El sistema ción de emisiones de partículas por la instalación de de generación de vapor del ingenio caso de estudio una caldera 100% bagacera con sistema de separación quedó conformado por 4 calderas mixtas (combustó. 1ª ed. al Ing. Manual de azúcar de caña para fabricantes de ción ambiental existentes se desarrolló una guía general azúcar de caña y químicos especializados. Ángeles López Portillo Guzmán por su apoyo en la realización de este estudio. programa de limpieza efectivo en toda la planta. Además. Elías Granados ción de residuos. cartón y papel. al Dr. Disponible en: biental durante el periodo de la Zafra 2011-2012 (no. 2010b. Cámara Nacional de las Industrias Azucarera y Alcoho- la industria azucarera en México. marzo de 2012 se observó una disminución de 325 ki- logramos promedio diario en la cantidad de residuos Agradecimientos sólidos generados. Biól. consumo de agua de extracción de 3. 2012]. 2010.censo2010. inorgáni. para la elaboración del Programa de prevención. Pablo Sánchez y Ma. México. Censo de Durante las estancias realizadas en la industria y el Población y Vivienda 2010 México. Armando Padilla Gallego. Hugot E.620 m3/día prome- tenimiento de la Zafra 2010/2011 se llevó a cabo la dio. la disminu- ración de partículas multiciclónico vía seco. exitoso entre los sectores industrial y académico. Hernández. ficación ISO 14001:2004 en un periodo de dos años cos. México.org. lera. Conclusiones Con base en la metodología desarrollada. Manual Azucarero Mexicano 2011. décimo octava edición. segunda edición en es- dustria azucarera y lograr un trabajo de colaboración pañol. al ingenio caso de estudio por el apoyo y las la planta. 1984.000 dos de 325 kg promedio diario por la implementación kg/h de vapor. Cámara Nacional de las Industrias Azucarera y Alcoholera. 2011. México.P. INEGI. con la prác- de los residuos sólidos se instalaron botes separadores tica de estas medidas se planea la obtención de la certi- de basura.camaraazucarera. Agradezco nal encargado de las actividades de limpieza y recolec. Durante los meses de diciembre de 2011 a azucareros del país. Cámara Nacional de nocer la situación y los problemas reales en campo y las Industrias Azucarera y Alcoholera. facilidades brindadas para obtener la información nece- Como parte de la gestión de residuos sólidos se ins. Asimismo. saria para la realización de este trabajo. ya que es necesario co- CNIAA. CNIAA. DF. 1991. Chen-James C. mente en el ingenio caso de estudio y se han obtenido Como medida para mejorar la gestión en el manejo beneficios ambientales medibles. minimización y control 1999/2000 a 2009/2010. 803 p. así como en Referencias los programas y guías de prevención de la contamina. con la clasificación en orgánicos.mx/. mini. Roberto Barrera por las enseñanzas otorgadas du- mediante la asignación de responsabilidades al perso. fábrica para obtener un conocimiento integral de la in. al taló un Programa integral de limpieza en toda la planta. Manual para ingenieros azucareros. 2010 [en línea] [fecha de consulta: 9 de enero de El apoyo total de la Dirección General de la Indus. durante el periodo de man. nico vía húmedo y una caldera bagacera con sistema de Las medidas propuestas se están aplicando actual- control de partículas multiciclónico vía seco. volumen XV (número 4). Sosa-Echeverría Rodolfo Para la disminución de emisión de partículas y de dió.. se llevaron a cabo pláti. con parrilla Pin-Hole y sistema de sepa. debido a la inversión económica necesaria.mx/. mización y control de la contaminación ambiental para CNIAA. [en línea] [fecha de trabajo realizado en conjunto con el Departamento Am. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM 559 . Dominguez-Manjarrez Candi Ashanti. viembre 2011 a mayo 2012) se logró un ahorro en el xido de azufre (SO2) al aire. editorial Limusa. de un programa de separación de residuos. minimización y control trípticos de información para la separación adecuada de la contaminación ambiental después de su evalua- de los residuos y el buen funcionamiento de los botes ción y adaptación puede aplicarse en otros ingenios de basura. Ingeniería Investigación y Tecnología. Ing. de la contaminación ambiental. Desarrollo Agroindustrial de la Caña de Azúcar Zafra ción de medidas de prevención. http://www. esta disminución se asocia con la correcta separación de basura. consulta: 21 de noviembre de 2011]. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. 1176 p. Bravo-Álvarez Humberto. plásticos. Compañía Editorial Continental SA. que dio oportunidad al Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por el aprovechamiento de los residuos sólidos. cas cortas con los trabajadores y la circulación de Este trabajo de prevención. una disminución en la generación de residuos sóli- instalación de una caldera 100% bagacera de 65. México. rante las estancias realizadas en el ingenio. tria es indispensable para la elaboración e implementa.org. Disponible en: http://www. mediante la apoyo económico para el desarrollo de estudios de recuperación y venta por parte del mismo personal de maestría. de partículas multiciclónico y la implantación de un leo-bagazo) con sistema de control de partículas cicló. US EPA. en el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM.mx/dgeia/compendio_2009/. Office of Research and Development. Ohio EUA. como investigador desde 2003. Pollution Prevention Research Strategy. 04 (2014): 549-560. EPA/625/7-88/003. Cuenta con la certificación internacional Qualified Environmental Professional (QEP) del Institute of Professional Environmental Practice. DC. volu. Hawboldt K. Pollution Prevention Possibilities for Small and Medium- Citación estilo ISO 690 Sized Industries. volumen XV (número 4). Posteriormen- te obtuvo el grado de maestría en ingeniería en el área ambiental-aire en la Facultad de Ingeniería de la UNAM. tal en un ingenio azucarero de México. Es miembro del Sistema Nacional de Investi- gadores. Este artículo se cita: US EPA. Uni- xico. volumen XV (número 4). México. Research and Development.. 1995. 2009 [en lí. and Distribution. and Energy Efficiency. 2012 [en línea] [fecha SEMARNAT. 2001. http://www. Prevention Program Strategic Plan. Environmental Protection Agency. México. 474 p. The United States of America. Es miembro honorario de la Air and Waste Management Association. Cuenta con la certificación internacional Qualified Environmental Professional (QEP) del Institute of Professional Environmental Practice.Washington. United States Envi. nea] [fecha de consulta: 01 diciembre de 2010]. Hossain K.I. Citación estilo Chicago Environmental Protection Agency. 1998. Ha sido profesor de asignatura en la maestría en ingeniería ambiental en la División de Estudios de Posgrado de la Facultad de Ingenie- ría (DEPFI) de la UNAM desde 1988. Semblanza de los autores Candi Ashanti Dominguez-Manjarrez. The United States of Ame- Environmental Protection Agency. así como la maestría en quí- mica nuclear. Supply. Columbus. Guide to Industrial Assessments for Pollution Prevention of Process Facilities: State-of-the-Art Review of Pollution Pre. Office of Research and Development. World Sugar Production. octubre-diciembre 2014: Protection Agency. Service. men 150. Actualmente es prestadora de servicios profesionales en ingeniería y tecnología del medio ambiente. 106 p. Ohio EPA.semarnat. Su área de interés por más de 45 años es la contaminación y la ingeniería ambiental. Bravo-Álvarez H. vention Frameworks. Realizó su licenciatura en química en la UNAM. de 1991 a 1993. Office of Dominguez-Manjarrez C. minimización y control de la contaminación ambien- R-95/070. USDA. Disponible en: http://www. de consulta: 9 de marzo de 2012]. Humberto Bravo-Álvarez.fas. Labora en la Sección de Contaminación Ambiental del CCA desde 1986. Ingeniería Investigación US EPA. Washington. EPA/600/R-98/123. Fue presidente del Capítulo México de la Air and Waste Management Association. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Natu. pment. la maestría en ingeniería ambien- tal y el doctorado en ingeniería en la UNAM. 190 p.epa. Realizó su licenciatura en ingeniería química. DC. Foreign Agricultural rales. obtuvo el grado de doctor en ingeniería por la Universidad de West Virginia. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. US EPA.A.gob. minimización y control de ronmental Protection Agency.usda.. Informe de la situación del medio ambiente en Mé. Rodolfo Sosa-Echeverría. Office of Pollution Prevention. Facility Pollution Prevention Guide. EPA/600/ Prevención.gov/psdonline/. 103 p. 1992. edición 2008. Humberto Bravo-Álvarez. 154 p. 2010-2014 Pollution Planning Guidance Manual. minimización y control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México Khan F. la contaminación ambiental en un ingenio azucarero de México. Waste minimization Opportunity Assessment Manual. Ohio Pollution Prevention and Waste Minimization US EPA. Environmental Protection Agency. Desde 1988 a la fecha ha impartido la cátedra de muestreo y análisis del aire en el posgrado en ingeniería ambiental de la Facultad de Ingeniería. 2010. 2008: 4-20. EPA/625/ R-99/003. Office of the Research and Development. Disponible en: Compendio de estadísticas Ambientales. DC. Washington.. Sosa-Echeverria R. DC. Es investigador en el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM. Environmental y Tecnología. 380 p. Office of Research and Develo. Sustainable Development US EPA. Cincinnati Ohio. 33 p. Environmental Protection Agency. Ingeniería Investigación y Tecnología. Disponible en: http://app1. 549-560. Washington. SEMARNAT. donde se desempeña como jefe de la Sección de Contaminación Ambiental desde 1977. Prevención. Posteriormente. octubre-diciembre 2014: 549-560 ISSN 1405-7743 FI-UNAM .A. 1993. Candi Ashanti. Journal of Hazardous Materials. XV. rica. Prevención. 560 Ingeniería Investigación y Tecnología.. ted States Department of Agriculture. Dominguez-Manjarrez. 1988.gov/p2/. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. [en línea] [fecha de consulta: 01 diciembre de 2010]. Realizó su licenciatura en ingeniería química en la Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Rodolfo Sosa-Echeverría.