MINISTERIO DE CIENCIA, TECNOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE AGENCIA DE MEDIO AMBIENTE CENTRO DE INFORMACION, DIVULGACION Y EDUCACION AMBIENTAL
ELEMENTOS METODOLOGICOS PARA LA ELEMENTOS METODOLOGICOS LA INTRODUCCION DE PRACTICAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA. ALTERNATIVAS PARA EL APROVECHAMIENTO ECONOMICO DE RESIDUALES
DOCUMENTO DE TRABAJO
Junio 1998
CONTENIDO
I.
INTRODUCCION ............................................... 1
II.
OBJETIVOS .................................................. 2
III.
PRACTICAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA. CONCEPTOS BASICOS ...... 2
IV.
ELEMENTOS METODOLOGICOS GENERALES PARA LA EVALUACION AMBIENTAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO ......................... 6
V.
ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LOS NIVELES DE CONTAMINACION CAUSADOS POR LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA. APROVECHAMIENTO ECONOMICO DE RESIDUALES EN SECTORES PRIORIZADOS ............ 8 1.
INDUSTRIA AZUCARERA .................................... 8
1.1 INGENIOS AZUCAREROS .................................... 8 1.2 DESTILERIAS ........................................... 15 1.3 FABRICAS DE LEVADURAS ................................. 18 2.
PRODUCCION AGROPECUARIA ............................... 18
2.1 PRODUCCION AGRICOLA ................................... 19 2.2 PRODUCCION PECUARIA ................................... 22 3.
INDUSTRIA ALIMENTICIA ................................. 25
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA
4.
INDUSTRIA PESQUERA .................................... 29
5.
OTRAS RAMAS INDUSTRIALES .............................. 30
LACTEA ...................................... CARNICA ..................................... DE CONSERVAS DE FRUTAS Y VEGETALES .......... DE BEBIDAS Y LICORES ........................ MOLINERA CONFITERA ..........................
26 27 28 28 29
5.1 PROCESOS DE COMBUSTION ................................ 30 5.2 REFINERIAS DE PETROLEO ................................ 31 5.3 TERMOELECTRICAS ....................................... 31
CONTENIDO
I.
INTRODUCCION ............................................... 1
II.
OBJETIVOS .................................................. 2
III.
PRACTICAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA. CONCEPTOS BASICOS ...... 2
IV.
ELEMENTOS METODOLOGICOS GENERALES PARA LA EVALUACION AMBIENTAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO ......................... 6
V.
ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LOS NIVELES DE CONTAMINACION CAUSADOS POR LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA. APROVECHAMIENTO ECONOMICO DE RESIDUALES EN SECTORES PRIORIZADOS ............ 8 1.
INDUSTRIA AZUCARERA .................................... 8
1.1 INGENIOS AZUCAREROS .................................... 8 1.2 DESTILERIAS ........................................... 15 1.3 FABRICAS DE LEVADURAS ................................. 18 2.
PRODUCCION AGROPECUARIA ............................... 18
2.1 PRODUCCION AGRICOLA ................................... 19 2.2 PRODUCCION PECUARIA ................................... 22 3.
INDUSTRIA ALIMENTICIA ................................. 25
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA INDUSTRIA
4.
INDUSTRIA PESQUERA .................................... 29
5.
OTRAS RAMAS INDUSTRIALES .............................. 30
LACTEA ...................................... CARNICA ..................................... DE CONSERVAS DE FRUTAS Y VEGETALES .......... DE BEBIDAS Y LICORES ........................ MOLINERA CONFITERA ..........................
26 27 28 28 29
5.1 PROCESOS DE COMBUSTION ................................ 30 5.2 REFINERIAS DE PETROLEO ................................ 31 5.3 TERMOELECTRICAS ....................................... 31
5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12
FABRICAS DE GAS ..................................... INDUSTRIA DE LA PULPA Y EL PAPEL .................... FABRICAS DE ACETILENO ............................... INDUSTRIA METALURGICA ............................... INDUSTRIA MECANICA .................................. FABRICAS DE CONDUCTORES ELECTRICOS .................. INDUSTRIA TENERA .................................... INDUSTRIA TEXTIL .................................... INDUSTRIA DEL CEMENTO ...............................
32 32 33 34 35 36 36 37 38
6. APROVECHAMIENTO DE RESIDUALES MUNICIPALES Y DEL SECTOR TURISTICO ...................................... 38 6.1 RESIDUOS SOLIDOS ..................................... 39 6.2 AGUAS RESIDUALES ..................................... 40 VI.
BIBLIOGRAFIA ............................................. 43
ELEMENTOS METODOLOGICOS PARA LA INTRODUCCION DE PRACTICAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA. ALTERNATIVAS PARA EL APROVECHAMIENTO ECONOMICO DE RESIDUALES.
I. INTRODUCCION La insuficiente atención y control de los problemas ambientales generados por la actividad productiva ha sido identificada como una de las carencias más importantes del quehacer ambiental nacional en los últimos años. Del total de fuentes puntuales de contaminación inventariadas en el país, más del 70% corresponden a instalaciones industriales y agropecuarias, destacando la industria azucarera y sus derivados, la actividad agropecuaria y las industrias básica y alimenticia como los sectores productivos de mayor incidencia en el deterioro del saneamiento y de las condiciones ambientales en los diferentes territorios. En respuesta a esta realidad, el Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente se ha trazado como objetivo estratégico del trienio 1998-2000, la reducción gradual de las cargas contaminantes que se vierten en las cuencas hidrográficas, tomadas como unidades básicas para el trabajo de la gestión ambiental. Para la consecución de este objetivo resulta imprescindible perfeccionar las prácticas actuales de producción, de forma tal que se garantice un mejor uso de los recursos naturales, materias primas y productos, la minimización y tratamiento adecuado de los residuales o desechos que en ella se generan y el aprovechamiento económico de los mismos, en los casos en que sea factible. Aunque desde hace años se vienen desarrollando en el sector productivo cubano algunas prácticas dirigidas a mitigar los efectos negativos sobre el medio ambiente, principalmente en las industrias y actividades más contaminantes, su introducción ha sido limitada por factores de diversa índole. Entre ellos, la carencia de recursos materiales y financieros y las dificultades para acceder a tecnologías más limpias, el énfasis de las normativas y sistemas regulatorios sobre las emisiones y sistemas de control de la contaminación a la salida del proceso, la inexistencia de normativas tecnológicas y ambientales actualizadas y otros factores subjetivos como la falta de conocimiento a todos los niveles de las organizaciones productivas sobre los beneficios económicos y ambientales de la introducción de
prácticas de producción más limpia y el insuficiente exigencia por parte de las autoridades ambientales.
nivel
de
Conforme a lo anteriormente expuesto, resulta necesario diseñar un nuevo enfoque de trabajo en la gestión ambiental, que permita introducir y aplicar el concepto de producción más limpia de forma integral y sistémica dentro del sector productivo, haciendo énfasis en la prevención de la contaminación, la minimización y el aprovechamiento económico de los residuales, como principales opciones para reducir las cargas contaminantes dispuestas al medio ambiente en las condiciones de nuestro país.
II. OBJETIVOS - Promover la introducción integral y sistemática de prácticas de producción más limpia en el sector productivo, orientando su gestión hacia el uso sostenible de los recursos naturales, materias primas y energía, la adopción de tecnologías más limpias, optimización de los procesos y disminución de las cargas contaminantes que emiten al medio. - Definir los elementos que conjugados, coadyuvan al producciones más limpias en las diversas ramas económicas.
logro
de
- Brindar alternativas de aprovechamiento económico de los residuales generados en los sectores productivos prioritarios, teniendo en cuenta la experiencia nacional e internacional y las potencialidades existentes en el país.
III. PRACTICAS DE PRODUCCION MAS LIMPIA. CONCEPTOS BASICOS La introducción de prácticas de producción más limpia significa la aplicación continua de una estrategia ambiental preventiva, integrada a los procesos, producciones y servicios, para incrementar la eficiencia de los procesos, reducir los riesgos para los seres humanos y el ambiente y lograr la sostenibilidad del desarrollo económico. Ello significa implementar un grupo importante de acciones y medidas dirigidas a garantizar la eficiencia en el uso de las materias primas, agua y energía, reducir el uso de sustancias tóxicas, prevenir y minimizar la generación de residuales y lograr su reuso o reciclaje.
Como enfoque global de la actividad productiva, esta estrategia debe abarcar tanto a los productos y procesos, como a las prácticas y actitudes. - Para los procesos de producción: Incluye el uso eficiente de las materias primas, energía y recursos naturales, eliminación de materias primas y sustancias tóxicas y reducción de los volúmenes y toxicidad de las emisiones y residuos antes de que abandonen un proceso. - Para los productos: Incluye la reducción de los impactos negativos a lo largo del ciclo de vida de un producto, desde la extracción de las materias primas hasta la disposición final. - Para las prácticas: Incluye la aplicación de conocimientos científico-técnicos, el mejoramiento de las tecnologías y el cambio de actitudes.
Para alcanzar producciones más limpias se necesita la conjugación y complementación de los siguientes elementos o factores: 1- Mejoramiento de la gestión de producción.
Contempla la toma de medidas internas que no provocan cambios en los procedimientos de fabricación, sino que mejoran aspectos tales como la organización de la producción, el control de las fuentes de contaminación y el adecuado manejo del agua, materias primas y productos. Las medidas internas pueden ser: •
Uso eficiente del agua.
El consumo de agua es un parámetro clave que determina los volúmenes y concentraciones de los residuales líquidos a manejar y por ende la capacidad y características de los sistemas de tratamiento y disposición final. Para consumir menos agua es necesario cerrar los sistemas, recircular las aguas de proceso en los casos en que sea posible, realizar la recogida en seco de desperdicios y garantizar el buen estado de los sistemas de conducción y los depósitos de almacenamiento. •
Inventario, almacenamiento y manejo utilizados en el proceso productivo.
adecuado
de
los
materiales
Incluye la compra de materiales cuando se necesite y en las cantidades necesarias, el registro de las fechas de caducidad para el establecimiento de prioridades en el uso, la utilización de
contenciones alrededor de tanques, contenedores y equipos del proceso para evitar derrames o fugas, el manejo cuidadoso de los materiales peligrosos y el establecimiento de los procedimientos de eliminación de materiales contaminados o caducados. •
Separación y tratamiento independiente de los residuales.
Implica la separación en la fuente de los diversos residuales generados en la instalación, para permitir su manejo diferenciado de acuerdo a su peligrosidad, grado de contaminación y posibilidades de tratamiento y aprovechamiento, reduciendo de esta manera los volúmenes y costos de manejo. Por otra parte, se facilita la reincorporación de los residuales no contaminados o no diluidos al proceso de producción, o su envío a otro sitio para la recuperación de materiales o sustancias de valor económico. •
Mantenimiento preventivo y correctivo.
Consiste en inspecciones regulares, limpiezas, pruebas, y sustitución de partes gastadas o descompuestas, a fin de limitar las posibilidades de fugas o derrames debido al mal funcionamiento y las fallas de equipos y accesorios, o en la solución inmediata cuando éstos se produzcan, evitando que las sustancias tóxicas lleguen a los sistemas de alcantarillado y tratamiento, o se produzcan contaminaciones cruzadas. •
Reciclaje o reuso de residuales.
Las medidas internas son también un factor de gran importancia para el posible reuso o aprovechamiento de residuales sin afectar al ambiente, la calidad del producto o el proceso receptor de los mismos. Ej., para evitar impactos negativos sobre los suelos sometidos a fertirriego es indispensable tomar un conjunto de medidas internas como son la segregación y recolección independiente de los ácidos y bases usados en la limpieza de los equipos tecnológicos de los centrales azucareros. •
Educación y capacitación de los recursos humanos.
Puede ser la técnica de prevención de la contaminación más elemental, pues es importante que conozcan y entiendan los beneficios económicos,
ambientales y sanitarios de lograr una producción más limpia. La toma de medidas internas como la aplicación de buenas prácticas de higiene industrial, el control eficiente de los procesos, la eliminación de errores operativos que impliquen la liberación al ambiente de corrientes contaminantes, etc., complementan los impactos positivos que pudieran tener los cambios tecnológicos. 2- Modificaciones en los procesos productivos.
Muchas veces la toma de medidas internas puede ir acompañada por cambios tecnológicos en el proceso de producción que van a promover el reuso del agua, la sustitución de algunos materiales usados en el proceso y la recuperación de determinadas sustancias que previamente se vertían en los efluentes y que a partir de los cambios se pueden utilizar dentro del mismo proceso tecnológico. En algunas industrias como la química, se considera el cambio tecnológico como la acción fundamental para disminuir la contaminación ambiental. Este aspecto contempla: a) Cambios en el proceso. Consisten en cambiar uno o más procesos o el equipamiento usado en ellos. Pueden tener como resultado la reducción en volumen y/o toxicidad del residual generado. No tienen que ser necesariamente extensos o costosos para implementarse. b) Sustitución de materiales. Comprende los cambios de la materia prima, de composición o uso de un producto intermedio o final o de productos y sustancias tóxicas que se usan en un proceso, con el objetivo de reducir la generación de contaminantes en la fuente. 3) Aprovechamiento económico de residuales
Debe constituir la línea prioritaria de trabajo en la introducción de prácticas de producción más limpia en nuestro país. Aún con la introducción de prácticas de producción más limpia se producirán determinados volúmenes de residuales, por lo que resulta necesario agotar las posibilidades de cierre del sistema productivo y tratar éstos como recursos que al aprovecharse, disminuyen simultáneamente la demanda de recursos naturales y las cargas contaminantes dispuestas al medio ambiente. Para ello se recurre al reciclaje o reuso. El reciclaje comprende la recuperación de aquellos residuales que pueden ser reutilizados, su procesamiento en nuevos productos o materiales y la comercialización
posterior. El procesamiento es lo que distingue al reciclaje del reuso, pues en el segundo caso los materiales recuperados se vuelven a utilizar posiblemente en la misma forma que antes, sin ser sometidos a complejos procesos de transformación o tratamiento. El aprovechamiento puede ser en la misma unidad productiva que generó los residuales o en otras instalaciones pertenecientes a otros sectores, por lo que deben crearse lazos funcionales de carácter interempresarial e intersectorial que garanticen la existencia de una demanda. Por su importancia, posteriormente.
este
aspecto
será
tratado
con
más
detalle
4) Controles de salida
Aunque la tendencia actual es diseñar los procesos productivos y las tecnologías previniendo la producción de residuales en la fuente, no se puede prescindir de la utilización de sistemas de tratamiento de las emisiones contaminantes a la salida de los procesos productivos, que remuevan contaminantes seleccionados y garanticen el cumplimiento de los parámetros de vertimiento o reuso. Estos sistemas reducen la contaminación cuando su funcionamiento es adecuado, pero son soluciones costosas para la sociedad y la industria, que pueden generar problemas.
IV. ELEMENTOS METODOLÓGICOS GENERALES PARA LA EVALUACIÓN AMBIENTAL DE UN PROCESO PRODUCTIVO. A continuación se trazan pautas generales que se deben seguir para la identificación y evaluación de los aspectos de mayor incidencia en el logro o no de producción más limpia. 1- Conocimiento del proceso de producción. •
Estudiar información sobre las operaciones unitarias que lo conforman, las entradas de materias primas y sustancias al proceso (cantidades y tipos), consumos de agua y energía, productos acabados y subproductos generados.
Particularmente es importante la obtención de información sobre la cantidad de agua que entra a las instalaciones, balance aproximado del agua que entra y sale (consumos de agua en procesos para enfriamiento,
lavado de gases, lavado general, enjuagues de producto, limpieza, identificación de los sistemas que recirculan agua, estimación de la cantidad de agua que se evapora, la que pasa a formar parte del producto y la que se utiliza en los procesos de lavado), para conocer el paradero de toda el agua utilizada en la instalación. •
•
•
•
•
•
•
Identificación de las áreas donde se producen, procesan, bombean, transportan, tratan o almacenan residuales o desechos y sustancias tóxicas, y localización de los puntos donde se realizan o pueden realizar descargas o emisiones al medio ambiente. Evaluar las áreas de almacenamiento para determinar la posibilidad de ocurrencia e incorporación de derrames a las redes de alcantarillado y drenaje pluvial y los procedimientos de limpieza y evacuación de cuando éstos ocurran. Descripción de las descargas o emisiones líquidas, sólidas y gaseosas (volúmenes, concentraciones, frecuencia, destino) y evaluación de sus impactos sobre el ambiente circundante. Cuantificación de las salidas del proceso y búsqueda de pérdidas potenciales cuando sean significativamente menores que las entradas. Evaluación de los niveles actuales de reutilización/ reciclaje de residuales. Identificación de las ineficiencias del proceso administración deficiente, donde la toma de contribuye substancialmente a la reducción de concentraciones de los residuales generados y al los materiales manejados. Identificar áreas en que el uso de productos químicos y el volumen y contaminantes en las descargas.
y las áreas con medidas internas los volúmenes y uso eficiente de se pueden reducir concentración de
Idoneidad, funcionamiento y estado técnico-constructivo sistemas de tratamiento de residuales.
de
los
Evaluación de oportunidades para lograr mejoras ambientales, con énfasis en las opciones de reducción de residuales y su aprovechamiento económico, ya sea en el mismo lugar donde se generaron o en otras instalaciones diferentes. Establecimiento de planes de acción con las metas a alcanzar.
V. ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LOS NIVELES DE CONTAMINACIÓN CAUSADOS POR LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA. APROVECHAMIENTO ECONOMICO DE RESIDUALES EN SECTORES PRIORIZADOS. 1.- INDUSTRIA
AZUCARERA
Comprende la producción de azúcar crudo y refino, las destilerías, fábricas de torula e instalaciones para el procesamiento de derivados como son las fábricas de tableros de bagazo, plantas de cera y otras. Es el sector de mayor incidencia en la contaminación de las aguas terrestres y costeras en término de materia orgánica biodegradable. 1.1 INGENIOS AZUCAREROS Su objetivo principal es la producción de azúcar cruda, blanca o refino, proceso durante el cual se obtienen subproductos de gran valor económico, que cuando no son aprovechados en todas sus potencialidades constituyen una considerable carga contaminante dispuesta al medio ambiente como residuales o desechos. Estos subproductos pueden ser utilizados por la propia industria azucarera y derivados o en la producción agropecuaria como principales receptores, aunque otras ramas de la economía como las industrias básica, farmacéutica y alimenticia también los emplean en sus producciones. Entre las medidas internas que se pueden tomar en las áreas de producción de los ingenios azucareros, para minimizar la generación de residuales y reducir la carga contaminante emitida al ambiente, se pueden incluir las siguientes: - Eliminación de los derrames de cachaza, bagazo y bagacillo y en los casos en que se produzcan, recogerlos por vía seca. - Recuperación del mayor porcentaje posible de las liquidaciones de los clarificadores. - Recuperación de las aguas dulces de los lavados periódicos de los tachos, tanquerías de mieles, meladura y centrífuga, utilizándolos y/o reincorporándolos al proceso. - Evitar la simultaneidad en la limpieza y desinfección de tanques y equipos tecnológicos, tales como tanques de guarapo crudo, mezclador de cachaza bagacillo, etc.
- Evitar los derrames de jugos azucarados, mieles y cachaza que se producen como consecuencia de desajustes de prensa-estopas, salideros o rebosos. - Recuperación total de la evaporadores y calentadores.
sosa
empleada
en
la
limpieza
de
los
- Utilización de las dosificaciones adecuadas de ácido y segregación de esta corriente. - Establecimiento de sistemas de enfriamiento en tándem, máquinas de moler, turbogeneradores, cristalizadores de tercera, bombas de vacío, compresores, turbinas, etc. y cerrar los circuitos siempre que sea factible. - Recuperar el mayor volumen posible de aguas relativamente limpias (enfriamiento, condensados) y evitar su unión con aguas residuales. - Separación mediante trampas de las grasas lubricantes y el fuel oil contenidos en los residuales líquidos de los talleres y tándem. - Analizar posibilidades prácticas de sustitución del NaCl utilizado en la regeneración de resinas de las plantas de tratamiento de la refinación de azúcar por KCl, que puede recuperarse en un porciento alto y es utilizable en la agricultura como fertilizante potásico. - Desagregación de los residuales líquidos industriales para su manejo diferenciado. - Cumplimiento de las normas tecnológicas vigentes. Los residuales con mayor potencial de aprovechamiento económico y sus principales usos se relacionan a continuación:
Residuos agrícolas de cosecha (RAC) 1- Utilización como combustible. En una zafra se producen millones de toneladas de materia seca que de ser recuperadas en centros de limpieza y acopio y usarse a plenitud, pueden sustituir miles de toneladas de petróleo que se consumen en la producción de azúcar refino, destilerías, torulas y fábricas de papel a partir de bagazo.
La paja se utiliza básicamente como combustible en la producción de azúcar refino y derivados y su uso puede contribuir a un incremento significativo de la cogeneración a la red eléctrica nacional. En forma de briquetas brinda posibilidades de empleo para la población que usa leña. Las experiencias de algunos CAIs en la combustión de paja después de su compactación y almacenamiento prolongado demuestra la factibilidad de este uso de los RAC. 2- Alimentación animal. Los residuales de los centros de limpieza y acopio son fuente de alimento animal. Los residuos frescos de hojas y cogollo, separados de los secos mediante tecnologías existentes, mejoran la digestibilidad del alimento hasta en un 50%, elevando su calidad y acercándola a la de muchos pastos y forrajes. 3- Mejoramiento de suelos. Las cenizas de los centros de limpieza y acopio que no entregan alimentos al ganado estabulado, tienen alto contenido de fosfato y potasio que se pueden aplicar a los cultivos de caña.
Cachaza La cachaza obtenida en el proceso de purificación de los jugos presenta un valor tal, que se puede catalogar como un subproducto y no como un residual. Su uso debe estar en correspondencia con las condiciones específicas de cada territorio, tomando en cuenta el mercado y la rentabilidad económica. Las principales aplicaciones, considerando las experiencias desarrolladas en Cuba, son: 1- Fertilización orgánica y mineral de los suelos en forma directa. La aplicación directa de la cachaza fresca como agente fertilizante rico en nitrógeno, fósforo y potasio, permite la sustitución de volúmenes importantes de fertilizantes inorgánicos. La experiencia acumulada recomienda aplicar una dosis de 25-60 ton/ha cuando se aplica al surco y de unos 50-150 ton/ha para la preparación del suelo. La sustitución del fertilizante inorgánico representa una disminución de los costos de fertilización; sin embargo, la transportación y aplicación en los campos conllevan un determinado costo, lo cual requiere de un análisis casuístico en cada ingenio, con el fin de indicar los resultados económicos de su utilización. Es de destacar
que los estudios realizados acerca de la aplicación directa de este material, han arrojado como resultados un efecto fertilizante residual de 3 a 5 años y el aumento en los rendimientos agrícolas. 2- Elaboración de compost. El compost se puede definir como el producto humificado resultante de la degradación de la materia orgánica por microorganismos, en un proceso biológico controlado. Se puede producir a partir de cachaza, paja de caña, bagazo, vinaza, estiércol, residuos orgánicos municipales, etc. Su aplicación a los suelos permite mejorar las características físicas de éstos, debido a la absorción por las plantas de los nutrientes que contiene. Su contenido de materia orgánica y de sustancias húmicas proporcionan un efecto depresor al crecimiento de los microorganismos responsables de enfermedad, posibilitando a su vez la fijación del nitrógeno de la atmósfera y el incremento de la acción de los fertilizantes inorgánicos. Las experiencias en la elaboración y aplicación de compost en Cuba, con el empleo de la cachaza, han indicado una disminución de los requerimientos de fertilizantes minerales de aproximadamente un 50%. La dosis de aplicación de 20-25 ton/ha ha permitido aumentar los rendimientos en alrededor de un 15%. Se pueden producir unos 50 kg de compost por cada tonelada de caña procesada. 3- Producción de biogás y fertilizantes. A partir del tratamiento anaeróbico de los residuales líquidos de un ingenio azucarero es posible producir biogás y utilizar los lodos residuales como fertilizantes. Determinadas cantidades de cachaza pueden ser añadidas a los residuales líquidos para aumentar el contenido de materia orgánica y mejorar el rendimiento de la producción de biogás. El lodo obtenido se emplea como nitrógeno, fósforo y potasio.
fertilizante
por
su
contenido
de
4- Producción de alimento animal. En Cuba se han desarrollado algunas producciones para alimento animal que utilizan los residuales de la producción azucarera y alcoholera. Uno de estos alimentos -denominado GICABU-, emplea cachaza en proporción de 4:1 y presenta un valor de energía metabolizable de 1.8 mcal/kg de materia seca. Puede sustituir hasta un 15% de ésta en una
dieta de producción mantenimiento.
de
leche
y
del
45-60%
de
una
dieta
de
Otro alimento, denominado GARANVER, se obtiene empleando la cachaza, los residuales ácidos y alcalinos de las operaciones de limpieza de equipos, el bagacillo y una determinada proporción de urea. Cada 100 kg de este alimento contiene 70 kg de cachaza. 5- Producción de ceras y medicamentos. La cachaza presenta un contenido de ceras que puede ser extraído industrialmente para su posterior uso. También reviste interés para la producción de medicamentos. Actualmente se realizan estudios para definir su uso mediante emulsificación en el recubrimiento de cítricos.
Bagazo La producción de bagazo se estima entre 25-35% del peso de la caña. Se utiliza básicamente como: 1- Fibra para la producción de papel y para la obtención de furfural y lignina. 2- Sustituto de los combustibles fósiles.
Melazas Se generan en la cristalización del azúcar, contienen un 32% de sacarosa y constituyen una fuente de carbohidratos. Su naturaleza higrométrica la hace difícil de almacenar. Sus principales usos son: 1- Alimentación animal (mezclada con bagazo o en forma de levadura). 2- Producción de proteínas unicelulares, alcohol etílico y levadura. 3- Cementación de pozos de petróleo.
Sosa caústica residual (de la limpieza de los equipos tecnológicos de los centrales) 1- Proceso de hidrólisis en las plantas de bagacillo predigerido para la alimentación vacuna. La adición de sosa incrementa la digestibilidad y valor nutritivo de los residuales fibrosos de la industria azucarera.
Cenizas de calderas 1- Fertilizante potásico. Se mezclan con suelo vegetal.
Lodos de caustificación de las refinerías 1- Se emplean en la producción de pigmentos para pinturas.
Residuales azucarados 1- Obtención de dextrana para pinturas.
Aguas residuales Sus principales formas de aprovechamiento son: 1- Producción de biogás y fertilizantes. Las corrientes con DBO>450 mg/l deben someterse a tratamiento anaerobio para producir biogás. Un reactor de este tipo remueve alrededor de un 90% de la demanda bioquímica de oxígeno y alcanza una eficiencia energética de 66%, obteniéndose un gas con un contenido de metano del 70%.
La purificación del biogás para aumentar la proporción de metano hasta valores del 96% se realiza con el objetivo de usarlo en el oxicorte de metales y transporte automotor. 2- Fertirriego. La aplicación del fertirriego en nuestro país, además de reportar resultados favorables en los rendimientos azucareros e importantes ahorros por concepto de sustitución de fertilizantes minerales, ha posibilitado una efectiva respuesta al problema de la contaminación que produce la descarga indiscriminada de estos residuales a diversos cuerpos receptores.
Elementos básicos para la aplicación del fertirriego: 1- Caracterización, monitoreo y evaluación de las aguas residuales que van a ser utilizadas. Clasificación de la aptitud de estas aguas para el riego (Tabla 1).
Tabla 1. Clasificación de aguas residuales de la industria azucarera para el riego de plantaciones cañeras. Criterios
Conductividad Sales solubles Relación de (mmOhm/cm) totales (ppm) Absorción de Sodio (RAS)
BUENA REGULAR MALA
<1,50 1,50-1,80 1,80-2,40
<960 960-1150 1150-1530
<4 4-7 7-10
NO UTILIZAR
>2,40
>1530
>10
pH 6-7 5-6 4-5 7,8-8,4 <4 >8,4
En dependencia de la clasificación que obtengan estas aguas se pueden incorporar a los esquemas de riego normales con un grado mayor o menor de restricción y control, en correspondencia con las características y el tipo de suelo objeto de aplicación. 2- La segregación de corrientes residuales durante el proceso de producción es indispensable para evitar la presencia de elementos y sustancias no compatibles con los fines previstos. En tal sentido las aguas residuales que se utilicen para el riego y fertilización de la caña no deberán contener el hidróxido de sodio (NaOH), ni el ácido clorhídrico (HCl) que se utilizan para la limpieza
de los equipos tecnológicos. La separación de hidrocarburos y grasas mediante la utilización de trampas constituye otro de los aspectos de importancia a tener en cuenta. 3- Realizar el balance agua residual disponible/área de plantaciones a los efectos de precisar el volumen de agua necesario para cumplir con las normas de riego. A partir del estudio de las áreas cañeras que tienen la posibilidad de recibir las aguas residuales y en dependencia de los volúmenes de que se disponga y la norma de riego establecida en cada ingenio según el tipo de suelo, se realiza un balance agua total disponible en toda la zafra/área receptora necesaria. 4- Elaboración del proyecto de riego a partir de los datos del balance. Este proyecto debe contemplar todo lo relacionado a la construcción de embalses y estaciones de bombeo, la adquisición del equipamiento, sistema, número y frecuencia de los riegos y las cantidades de agua a aplicar. Como regla general, se construyen dos embalses para recibir las aguas residuales, uno pequeño para la decantación de los sólidos y otro grande como almacenamiento del agua de riego. La capacidad de ambos debe estar en correspondencia con el volumen de agua residual generada, garantizándose una cobertura promedio de 6 a 10 días, ante la posibilidad de interrupciones en las labores de riego. El residual no debe fermentarse en los embalses para evitar la destrucción de la materia orgánica, disminución del pH y producción de malos olores. 5- Actividades de control: a) Control y evaluación de los suelos en las áreas fertirrigadas. b) Control foliar de cañas regadas. c) Control de rendimientos de la caña. 1.2 DESTILERIAS Su objetivo principal es la producción de alcohol y el subproducto de mayor abundancia es la vinaza.
Medidas internas destilerías:
para
lograr
producciones
más
limpias
en
las
- Recuperación de levadura (42% de proteína en seco). - Cambiar la fermentación batch por fermentación semicontinua. Con esto se logran mayores rendimientos en la fermentación alcoholera y se evitan concentraciones altas de materia prima en los residuales líquidos. - Programar adecuadamente los períodos de limpieza de los equipos y áreas de fabricación. - Recuperar los fondajes de los tanques. - Separar en canalizaciones diferentes las aguas relativamente limpias (aguas de enfriamiento, de limpieza, pluviales, condensados), para evitar su contaminación con el resto de los residuales. - Utilizar el menor volumen de agua posible en la limpieza de equipos y locales. - Enfriamiento del mosto y recuperación de energía. Sus residuales tienen los siguientes usos:
Vinaza Está compuesta por agua, sales minerales y materia orgánica consistente en levadura muerta y constituyentes no fermentables de la melaza. Presenta un contenido de sólidos del 8-12% y un pH entre 3 y 5. Su composición varía según la materia prima y el proceso. Su transporte y almacenamiento sin concentrar no son factibles desde el punto de vista económico, por lo que hay que concentrarla. 1- Alimento animal. Su contenido de proteínas y minerales permiten utilizarla como alimento animal, siempre que no se degraden las primeras. Es preferible en forma granular o en polvo para facilitar su mezcla con otros materiales alimenticios. El alimento denominado GICABU contiene vinaza en proporción 0.8:1.
2- Producción de levaduras y proteínas. Clarificada es substrato para Sacharomyces cerevisiae en la producción de levaduras. Mediante fermentación aeróbica se logra la producción de proteínas unicelulares. 3- Producción de biogás y fertilizantes. Existen varios estudios realizados en Cuba por el Instituto Cubano Investigaciones de la Caña de Azúcar (ICIDCA), para la producción biogás a partir de las vinazas, utilizando reactores anaerobios flujo ascendente (RAFA). Se estima una relación de 20-22 m3 biogás/m3 de vinaza y una eficiencia de 60% en la remoción de DBO y contenido de 60% de metano en el gas.
de de de de un
Los lodos resultantes son fertilizantes de muy buena calidad y logran captar más de un 60% del nitrógeno y fósforo del residual. 4- Riego. La vinaza tiene alta concentración salina y predominio relativo de potasio y sodio. Su empleo para riego puede ocasionar cambios desfavorables en sus propiedades físicas y químicas con efectos adversos sobre los cultivos. La experiencia cubana en el riego de los residuales de la producción de alcohol, expone la no conveniencia de su aplicación directa debido a su alta agresividad. Su utilización pudiera llevarse a cabo mediante dilución con residual de la producción de azúcar crudo en proporción aproximada de 1:10 (residual alcohol: residual de la producción de crudo).
Mostos de destilería 1- Materia prima en la producción de levaduras, especialmente en la torula. Con ello se logran disminuciones substanciales del consumo de miel para la obtención de torula y se disminuyen los efectos contaminantes de estas instalaciones.
CO liberado de la fermentación 2 1- Se puede procesar en plantas y distribuir en botellones para uso en diferentes ramas industriales.
Fondajes de los tanques (crema de levadura) 1- Se utilizan directamente en la alimentación animal. 1.3 FABRICAS DE LEVADURAS
Residuales de levaduras 1- En la alimentación animal.
Aguas residuales 1- Riego. El contenido salino del residual de las levaduras limitan su uso en riego; sin embargo, en Cuba varias fábricas de levadura torula han usado sus residuales con ese fin cuando se diluyen las mismas con el residual de producción de crudos y se aplica un buen régimen de control del fertirriego.
2.- PRODUCCION AGROPECUARIA Además de ser un sector en el que se generan considerables volúmenes de desechos que requieren ser aprovechados -la mayoría de naturaleza orgánica-, es una de las ramas que tiene mayor potencial de aprovechamiento de sus propios residuales y de los producidos en otros sectores de la economía. De hecho, necesita ser un receptor eficaz de los mismos para lograr su crecimiento. La introducción de prácticas limpias en el sector agropecuario incluye entre otras, las siguientes acciones:
- Aplicar las tecnologías, técnicas y prácticas de agricultura sostenible en todas las etapas del proceso productivo (ubicación de cultivos en los suelos idóneos, aplicación de abonos orgánicos, almacenamiento y uso correcto de los fertilizantes y productos químicos, control de las características de los suelos y calidad de aguas de riego, entre otras). - Diseñar y ejecutar el programa de medidas agrotécnicas necesarias y apropiadas para lograr la rehabilitación y recuperación de áreas afectadas por procesos degradativos de los suelos. Aplicar los sistemas de drenaje y rotación de cultivos adecuados, técnicas correctas de laboreo de tierras, evitar la sobrefertilización, aplicar técnicas de riego adecuadas, etc. - Eliminar las prácticas nocivas al ambiente durante la producción agrícola, tales como: la quema como método de cosecha, uso indiscriminado de agroquímicos (fungicidas, herbicidas e insecticidas) y su dispersión fuera de las áreas de cultivo, uso de agua de mala calidad para riego, entre otras. - Hacer un uso eficiente de la energía alternativa. - Aplicar las técnicas de reciclaje de los desechos convirtiendo éstos en materia prima de otras producciones.
agrícolas
- Desarrollar las prácticas de aprovechamiento de los productos en la etapa de máxima cosecha a través de diferentes métodos de distribución y conservación de los productos agrícolas. - Desarrollar la producción pecuaria en general bajo los siguientes principios: •
• •
•
Localización adecuada de las áreas a utilizar para la actividad pecuaria. Uso eficiente del agua. Selección y uso correcto de los pesticidas (nematicidas, insecticidas, fungicidas, etc.). Manejo adecuado de los residuales líquidos y sólidos, garantizando su correcto tratamiento y aprovechamiento.
ALTERNATIVAS DE APROVECHAMIENTO ECONÓMICO DE RESIDUALES 2.1 PRODUCCION AGRICOLA
Residuos Agrícolas de Cosecha (RAC) en general La utilización integral de los RAC es una necesidad que se puede materializar con alto grado de rentabilidad. 1- Alimentación animal. Los RAC han demostrado ser un alimento animal de uso creciente, lo que puede ampliarse más sin competencia a su uso como combustible. La actividad porcina y la ganadería vacuna son grandes receptores de desechos de cosecha convertidos en alimento animal. Las plantas de pienso criollo procesan los residuales sólidos de la actividad agrícola como son residuos de cosechas de arroz, café, caña, frijoles, etc., junto a los más disímiles desechos de la industria alimenticia. 2- Obtención de energía. La utilización de cascarillas de arroz y residuos secos de las cosechas para su quema con este fin, permite el ahorro de combustible en la agroindustria.
3- Obtención de como material silicoso. La ceniza de la cascarilla de arroz usada como combustible tiene alto contenido de silica. 4- Utilización como insecticida de la tabaquina. Los residuos no fumables del tabaco pueden emplearse para la obtención de tabaquina, utilizada como insecticida en cultivos varios. La utilización de residuos de tabaco, incluyendo el raquiz de las hojas, polvo, etc, no contempla inversiones de alta magnitud y puede realizarse en condiciones rudimentarias. 5- Mejoramiento de suelos, producción de compost y desarrollo de la lombricultura o vermicultura.
Utilización de RAC de viandas, hortalizas, cítricos, pastos, cáscaras de frutos, etc. para compostaje y lombricultura.
Otros residuos de la producción agrícola En la producción agrícola se utilizan sacos para fertilizantes y recogida de cosechas, bolsas, cajas, etc. que pueden ser reciclados. La entidad receptora pudiera ser la Unión de Empresas de Materias Primas. RESIDUALES DE LA PRODUCCION DE CAFE
Pergamino o cascabillo 1- Uso como combustible. El pergamino o cascabillo es un material altamente celulósico con alto valor calórico (5 000 kcal/kg) que se usa como fuente de energía. Su uso como combustible es una alternativa energética para las secadoras. 2- Producción de compost.
Pulpa Constituye el 40% de la fruta fresca y tiene los siguientes usos potenciales: 1- Abono orgánico para los suelos y elaboración de compost. 2- Producción de alcoholes, pastas y levaduras. 3- Forrajes y biomasa para la alimentación animal. El ensilaje presecado de la pulpa sirve de alimento de añojas y ovejas. La cafeína y los polifenoles se reducen por el ensilaje y enjuague con agua. 4- Producción de biomasa para alimentación animal y humana. Mediante el uso de hongos (Pleurotus ostreatus) y/o levaduras. Este hongo facilita la biodegradabilidad de los substratos
lignocelulósicos. El sustrato agotado o degradado una vez terminada la cosecha representa un material muy abundante para alimento animal, abono orgánico, productos biológicos, acondicionador de suelo y sustrato para cultivo de champiñones. 5- Producción de biogás y fertilizante. 6- Uso como combustible directo. La pulpa seca 3 900 kcal/kg).
deshidratada
tiene
alto
valor
calórico
(3 300-
7- Obtención de pectinas. 8- Lombricultura. Mediante fermentación anaeróbica se pueden producir 5 m3 de biogás/m3 de digestor (30-40 días). También se puede emplear con estiércol vacuno como inóculo en los procesos de digestión anaeróbica.
Jugos 1- Producción de biogás y fertilizante a partir de la fermentación anaeróbica.
Aguas de desmucilaginado 1- Fertirriego. Por cada Mm3 se pueden beneficiar 6,6 ha de pastos. 2.2 PRODUCCION PECUARIA
Principales tipos de residuales (estiércoles) Porcinos (líquidos y sólidos) Vacunos(líquidos y sólidos) Avícolas (sólidos)
1- Producción de compost y desarrollo de la lombricultura.
Porciento de nutrientes de los residuales agropecuarios Vacuno Porcino Gallinaza
K 0,45 0,46 0,90
N 0,76 1,02 1,57
P 0,27 0,42 1,45
El compost se hace generalmente con un 60% de material activo (estiércol vacuno, porcino, gallinaza) y 40% de materia biológica menos activa (cáscaras de arroz, paja de caña, hierba, residuos de plátano, etc.) 2- Producción de biogás y lodos fertilizantes Los rendimientos de anaeróbicamente son:
biogás
por
tipo
de
residual
tratado
Avícola: 0,05 m3 de biogás/kg de sólido Porcino:450 m3 de biogás/70 m3 de residual (líquido+sólido) Vacuno y mataderos: 25 kg producen 1 m3/biogás 3- Riego agrícola y abonos orgánicos. El uso de residuales líquidos pecuarios reporta beneficios sobre el rendimiento y calidad de los pastos, mejorías en la estructura del suelo, incremento de su actividad biológica y de la disponibilidad de nutrientes, contrarrestando la nocividad de las continuas aplicaciones de fertilizantes minerales. El estiércol vacuno sólido acorta el tiempo de establecimiento del pasto en un 50% y reduce la necesidad de nitrogenado. Se han ensayado con éxito combinaciones de estiércol con zeolita en diversas proporciones para usarlas como fertilizantes. La yacija (excreta avícola+camada de las aves) es muy utilizada. 4- Desarrollo de la lombricultura o vermicultura. En la lombricultura se usan masivamente los estiércoles pecuarios. Esta actividad se desarrolla con dos objetivos básicos: 1) producir humus para su aplicación en los suelos y 2) obtener proteína animal en forma de vermiharina después de la separación de lombrices y humus, y el procesamiento de las primeras.
La cría de lombrices a escala industrial es una vía de reciclar residuos orgánicos como estiércol vacuno, porcino, caprino, equino, cunícula, basuras domésticas, lodos de estaciones depuradoras y residuos orgánicos industriales. Valores en nutrientes del humus fuentes de materia orgánica.
obtenido
a
partir
de
diferentes
Fuentes (%)
N
P
K
Materia orgánica
Estiércol vacuno Estiércol ovino Estiércol porcino Residuos de plátano Cachaza Pulpa de café Rumen Desechos urbanos
1,70 1,51 1,89 2,54 2,67 2,01 1,68 0,90
0,62 0,64 0,50 0,56 2,11 0,27 0,62 0,40
1,22 0,78 0,34 3,74 0,40 2,14 1,21 3,60
44,5 37,5 44,0 65,5 68,5 53,8 46,5 26,5
5- Alimentación animal Las excretas avícolas (gallinaza) constituyen un alimento con alto contenido de proteína bruta para ganado vacuno y costos menores a los de cualquier otra fuente proteica. Las excretas de preceba porcina se utilizan directamente como en la producción de pienso. El tratamiento anaerobio de excretas porcinas en general brinda cuantiosas posibilidades de obtención de alimento animal, ya que digeridas anaeróbicamente se pueden incluir a un nivel de 10% en las dietas de puerco en cría y ceba, por su alto valor proteico y elevado contenido de vitaminas del complejo B, formadas en el proceso de digestión anaerobia.
Lodos de excretas porcinas digeridos durante 20 días Cenizas
Proteínas
Grasas
21,5% 20,1% 5,6% Contenido de vitamina B12: 3000me-g/Kg peso seco
Fibras 11,1%
6- Desarrollo de la acuicultura Las excretas avícolas se emplean en las estaciones de alevinaje y micropresas con policultivo, pues aportan nutrientes básicos a las aguas y sirven como fuente de alimento natural para los peces. Las excretas porcinas se aprovechan en la fertilización de estanques de primer y segundo alevinaje, aunque se debe tener en cuenta que el residual porcino es muy rico en nitrógeno y hay presas que tienen exceso de este nutriente. Para el vertimiento de residuales pecuarios en embalses se garantizará la dilución en una forma que: - La DBO no aumente más de 10 mL/L. - El nivel de oxígeno disuelto no disminuya a valores inferiores a 4 mg/L fuera de la zona de mezcla. - No aumente el color natural del agua fuera de la zona de mezcla. - Los aceites y grasas no aumenten a más de 5 mg/L. - Los sólidos disueltos no aumenten
a más de 1000 mg/L.
- El pH se mantenga entre 5-9 fuera de la zona de mezcla. - Los coliformes totales y NMP/100 mL y 1000 NMP/100 mL
fecales
no
aumenten
a
más 5000
7- Producción de proteínas vegetales. Después de tratado el residual porcino, se pueden cultivar microalgas o plantas acuáticas como la lenteja de agua (lemna), jacinto o azolla, fuentes de proteína vegetal.
Animales sacrificados 1- Alimentación animal. Los cadáveres de porcinos, vacunos, ovinos, caprinos, cunículas, equinos y avícolas tienen aprovechamiento en la elaboración de pienso
líquido, pastas proteicas o harinas de carne. La calidad del pienso líquido es comparable con el producido a partir de maíz y torula, mientras que la pasta proteica contiene más del 30% de materia seca, 40% de proteínas y 25% sales minerales.
3- INDUSTRIA ALIMENTICIA Las cantidades y propiedades de sus residuales son muy variables teniendo en cuenta que a las sustancias de pérdida de los procesos, se añaden los aditivos alimentarios y productos para la limpieza de equipos y locales. Los subproductos y residuales de sus diferentes ramas industriales pueden utilizarse dentro de la misma industria o en otros sectores. Muchos de estos residuales no son aceptables para consumo humano a pesar de su considerable valor nutricional, debido a sus factores organolépticos negativos y excesivo contenido de material de lastre, por lo que la manera más positiva de aprovecharlos es convertirlos en alimento animal para obtener carne, leche y huevos. De esta forma, el sector agropecuario es el receptor más importante de sus residuales, aunque otros como las industrias ligera y farmacéutica también los utilizan en algunas de sus producciones. A su vez, la industria alimenticia es una de las actividades o sectores con potencialidad y necesidad de utilizar materiales reciclados como son las botellas y frascos de alimentos, sacos para harina, cestas plásticas y envases de diferentes tipos. Las principales acciones a tomar internamente dentro de la industria son: - Caracterización de los residuales y análisis de sus posibles usos. - Introducción de métodos de segregación para la recolección de los residuos con posibilidades de ser reutilizados. - Recolección y extracción de sólidos de residuales, mediante trampas, tamices, etc.
las
canalizaciones
de
- Aplicación de medidas organizativas dentro y fuera de la industria para asegurar la rápida extracción y uso de los residuos recuperados. Creación de condiciones para su almacenamiento apropiado, con el fin de evitar la descomposición de la materia orgánica.
- Control y disminución del consumo de agua industrial, realizando limpiezas secas siempre que sea posible. 3.1 INDUSTRIA LACTEA
Sueros lácteos y grasas La recuperación de suero de queso y mantequilla significa una reducción de la DBO de los residuales líquidos de aproximadamente 20%. La recuperación de grasas puede significar una reducción del 40% de la DBO del residual. 1- Elaboración de otros productos para consumo humano (el de mantequilla se utiliza como sustituto de la leche descremada en polvo, y el de queso para un amplio surtido de productos como requesón, helados, lactosa, suero saborizado, concentrado de proteínas). 2- Elaboración de piensos para animales.
Claras de huevo en fábricas de helado 1- Elaboración de dulces.
Sosa cáustica 1- Recuperación y reutilización de la sosa cáustica utilizada en las pasteurizadoras. 3.2 INDUSTRIA CARNICA Comprende los mataderos y fábricas de conservas de productos cárnicos.
MATADEROS
Sangre, huesos, grasas y demás restos 1- Alimentación animal. Pueden destinarse a la elaboración de piensos de alto valor nutritivo, harinas de carne y huesos con alto contenido de proteínas asimilables y otros nutrientes. 2- Utilización de la sangre en la elaboración de subproductos para consumo humano. 3- Uso industrial de la sangre en forma de albúminas oscuras o claras. Tienen utilidad en el trabajo con madera y cueros y como colorante para papel o materias textiles. 4- Obtención de geles de las pezuñas y cascos. 5- Uso en la industria ligera de las plumas, pelos y cerdas. 6- Uso en la industria farmacéutica contenidas en las vísceras.
de
las
hormonas
y
enzimas
7- Producción de sebo industrial y jabones a partir de las grasas.
Rumen y estiércol 1- Producción de compost, fertilizantes de suelos y biogás. Su recuperación representa una reducción de aproximadamente 50% de la DBO y pueden emplearse en el sector agropecuario con estos fines. 3.3 INDUSTRIA DE CONSERVAS DE FRUTAS Y VEGETALES
Frutas y vegetales no aprovechados y residuos 1- Alimentación animal. Las frutas y vegetales de calidad insatisfactoria para su consumo, así como los restos de tallos, hojas, semillas se muelen con otros
residuos y se incorporan a la producción de piensos para alimento animal. Los residuos secos normalmente contienen proporciones relativamente altas de lignocelulosa, difícil de digerir incluso por los rumiantes. El tratamiento con álcalis aumenta su digestibilidad. Los residuales húmedos como almidones o féculas, pulpas de las fábricas de jugos de frutas, etc. deben utilizarse rápidamente por su alto contenido de agua y rápida degradación; por lo tanto, se requiere la ubicación cercana de la planta de procesamiento. La tecnología de silos es común para conservar la pulpa de tomate, frutas y vegetales y permite la desactivación por fermentación de muchos factores antinutricionales. 2- Obtención cítricos.
de
pectinas
mediante
el
procesamiento
de
hollejos
de
3- Abono para suelos. INDUSTRIA DE ACEITES Y GRASAS
Fondajes y jaboncillo 1- Obtención jabones.
de
ácidos
grasos
para
la
fabricación
de
pinturas
y
3.4 INDUSTRIA DE BEBIDAS Y LICORES
Afrecho, lúpulo, barreduras de malta y cerveza, cremas de levadura cervecera 1- Alimentación animal.
Sedimentos de la suavización de agua 1- Separación y utilización en la fabricación carbonato de calcio contenido en ellos.
Sosa cáustica
de
pinturas,
del
1- Recuperación de la sosa empleada en la limpieza de botellas en las fábricas de cervezas y refrescos para su reutilización.
3.5 INDUSTRIA MOLINERA CONFITERA
Barreduras de fábricas de pastas y galletas, restos de molinos de trigo y maíz, del cremado de confituras y fábricas de glucosa de maíz y otros residuales de los procesos 1- Alimentación animal. Estos desechos se procesan en las plantas de pienso criollo junto a los residuos de otras ramas del sector y de la actividad agrícola. 2- Reprocesamiento de los desperdicios de la elaboración de caramelos.
4- INDUSTRIA PESQUERA Sus objetivos principales son la producción de pescado y mariscos frescos, en conserva o congelados, así como harina de pescado y derivados. Es una industria capaz de generar grandes problemas higiénicos y ambientales cuando sus residuales (aproximadamente el 50% de la materia prima y fácilmente putrescibles) se disponen al medio sin tratamiento adecuado. Las opciones para lograr producciones más limpias, de forma general son las mismas que las de la industria alimenticia.
Residuos del procesamiento, excesos de captura y fauna acompañante del camarón 1- Alimentación animal. La forma más adecuada y económica de disponer de los desechos que por cualquier motivo no pueden ser aprovechados de inmediato en las plantas de pienso líquido, es la fabricación de concentrados de proteínas obtenidos mediante cocimiento, secado y molienda, conocidos como harina de pescado y que constituyen un alimento de excelente calidad para aves y ganado. También se puede producir ensilaje a partir de la morralla y residuos de pescado.
Otros residuos sólidos (conchas, carapachos)
1- Usos industriales para la obtención de sustancias como la quitina y quitosana, elaboración de artesanías, industria farmacéutica, etc.
Residuales líquidos 1- Obtención de proteínas vegetales. Son un excelente medio de cultivo de la Chlorella sp y Dunaliella sp.
5- OTRAS RAMAS INDUSTRIALES INDUSTRIAS BASICA Y LIGERA).
(SECTORES
METALURGICO,
ELECTRONICO
E
5.1 PROCESOS DE COMBUSTIÓN EN LOS DIFERENTES SECTORES INDUSTRIALES.
Residuales de negro de humo 1- Uso como combustible. 2- En la industria de la goma. 3- Producción de pinturas, tintas y fósforos. 4- Sustituto del carbón activado. Su contenido de carbón puede ser recuperado por filtración al vacío, resultando en una masa de carbón con consistencia semejante a la del carbón activado, pudiendo sustituirlo en la decoloración de licores azucarados y en el tratamiento de las aguas de lastre, logrando alta remoción de sulfuros, hidrocarburos y DQO. El agua recuperada puede ser reincorporada al proceso. 5.2 REFINERIAS DE PETRÓLEO
Carbonato de calcio precipitado (contenido ablandamiento de agua para calderas)
en
los
sedimentos
del
1- Elaboración de pinturas.
Otros residuales de refinerías 1- En la industria de materiales de la construcción para la obtención de pigmentos para cerámica blanca y la fabricación de hormigones.
5.3 TERMOELECTRICAS
Cenizas residuales 1- Uso en aplicaciones de cemento y concreto en la construcción civil. 2- En la silvicultura y agricultura.
Sosa cáustica y ácido clorhídrico 1- Recuperación y reutilización.
Residuales de pentóxido de vanadio
1- Fabricación de colorantes rojos. 5.4 FABRICAS DE GAS
Alquitrán 1- Conservación de maderas, postes y artes de pesca. 2- Como agente fungicida. 3- Fabricación anticorrosivas. 4- Materia prima
de
pinturas
y
obtención
de
brea
para
pinturas
para aditivos plastificantes
5- Como agente fumígeno 5.5 INDUSTRIA DE LA PULPA Y EL PAPEL Sus residuales contienen sólidos suspendidos (partículas, fibras, polvos), materia orgánica disuelta o en forma coloidal (hemicelulosa,
azúcares, lignina, disueltas.
alcoholes,
pigmentos)
y
sustancias
inorgánicas
El residual más contaminante es el licor negro del pulpeo químico y semiquímico del bagazo, que presenta un alto contenido de lignina disuelta. Entre las medidas internas y cambios tecnológicos que contribuyen a lograr una producción más limpia se pueden citar las siguientes: - Uso de papel y cartón reciclados como materia prima. - Uso de oxígeno (en el preblanqueo) y peróxido de hidrogeno en el proceso de blanqueo en sustitución del cloro, evitando la formación de compuestos orgánicos clorados, considerados cancerígenos. - Recuperación utilizada.
de
la
mayor
cantidad
posible
de
la
sosa
cáustica
- Uso de bagacillo combustible en calderas. - Reutilización de las aguas de enfriamiento. - Recirculación de condensados. - Implementar sistemas cerrados en el lavado, recolección de derrames accidentales y retorno de pérdidas de fibras.
Lignina 1- Producción de resinas lignina-fenol-formaldehído parcial del fenol en resinas fenólicas.
y
sustitución
2- Relleno de materiales adhesivos. 3- Acondicionamiento de suelos. Derivados de la lignina como el ácido húmico son acondicionadores de suelos salinos compactados y erosionados (sus derivados), pues mejoran la estabilidad de su estructura, ofrecen mayor resistencia a la biodegradación y aportan algunos elementos necesarios para los cultivos. Para ello hay que aislar la lignina de los demás constituyentes del licor negro, fundamentalmente las sales de sodio. 4- Fabricación de aglutinantes en betunes de fundición para ruedas de ferrocarril.
5- Obtención de lignosulfonatos. Los lignosulfonatos se utilizan como plastificantes de morteros, intensificadores de la molienda del clinker, fluidizantes de pastas de arcillas para la producción de cemento por vía húmeda, como fluidizador de hormigón y dispersante de los lodos de perforación de los pozos de petróleo. 6- Sustitución de resinas sintéticas en la producción de aglomerados.
Lodos de caustificación 1- Obtención de pigmentos para la producción de pinturas. 5.6 FABRICAS DE ACETILENO
Cal de carburo, ceniza de carburo o hidrato de cal Donde la cal comercial y la cal hidratada se usen, siempre existe una posibilidad potencial de sustituirlas por la cal de carburo. 1- Agricultura - Acondicionamiento de terrenos para neutralizar acidez, mejoramiento de la textura de los suelos y de la capa vegetal, aceleración de la descomposición de materia orgánica, agente germicida contra los organismos que atacan a las plantas. - Por su acción bactericida, se emplea como desinfectante, insecticida y fungicida. - Blanqueador en instalaciones porcinas, avícolas, etc., sustituyendo a la cal. 2- Construcción - Fabricación de tercio (pasta construcciones provisionales.
de
cal,
arena
y
agua)
para
las
- Elaboración de bloques de hormigón, ahorrando 25% de cemento y 30% de áridos. - Fabricación de pinturas de mediana calidad (lechada mejorada).
3- Procesos ferrosos.
metalúrgicos
y
procesamiento
de
metales
ferrosos
y
no
4- Proceso de recuperación de subproductos (amoniaco) en las plantas de coque. 5- Industria de procesamiento de pieles. 6- Plantas de tratamiento de agua y sistemas de residuales líquidos. Neutralización de residuales ácidos. 7- Fabricación de tizas escolares. 8- Industria de la goma, en la producción de carbón absorbente a partir de polvo de bofeo. 5.7 INDUSTRIA METALURGICA
Escorias 1- Materia prima para la industria de materiales de la construcción. Para la producción similares.
de
cemento,
en
pavimentos
de
carreteras
y
Lodos 1- Cerámica roja. Los lodos de las plantas de tratamiento de unidades galvánicas constituyen una materia prima de alta calidad para este uso.
Yeso residual de la producción de níquel 1- Industria de materiales de la construcción.
Recortes de metales 1- Elaboración de piezas o productos de metal.
Polvos 1- Recuperación de los metales que contienen para su reuso dentro de la propia industria. 5.8 INDUSTRIA MECANICA
Grasas y aceites 1- Uso como combustible en calderas industriales. 2- Uso en nuevos lubricantes después de ser nuevamente refinados. 5.9 FABRICAS DE CONDUCTORES ELECTRICOS
Sulfato cúprico 1- Uso como pigmentante. 2- Fabricación de pesticidas para la agricultura.
Residuos de plástico 1Fabricación mobiliario.
de
elementos
plásticos
de
poca
elasticidad
y
5.10 INDUSTRIA TENERA Utilizan procesos químicos para transformar las pieles en material estable o cueros de diferentes calidades y propiedades. Para ello usan agentes vegetales, minerales y otros separadamente o en combinación. El principal agente curtidor es el Cr+3, cuyas concentraciones en los efluentes están normadas y cuyos desperdicios pueden disminuir mediante el incremento de la eficiencia en la obtención de rebajo,
procesando pieles enteras y aumentando la exactitud de las máquinas de dividir.
Licores de pelambre 1- Para la obtención de proteínas en plantas de pienso líquido.
Carnaza 1- Obtención de sebo a partir de su cocción a vapor.
Virutas de cromo 1-
Aprovechamiento en las fábricas de aglomerado de cuero.
Recortes de cal 1- Producción de cola en plantas construidas para tal fin, después de establecer esquemas de recolección, secado y embalaje.
Conglomerados de piel 1- Producción de suelas de zapatos. 5.11 INDUSTRIA TEXTIL Esta industria usa una gran cantidad de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas en el procesamiento de los distintos tipos de fibras y grandes volúmenes de agua. Generalmente sus residuales son alcalinos. Entre las medidas internas para lograr una producción más limpia se pueden incluir las siguientes:
- Cambios en los productos usados. Ej., sustitución del cloro por peróxido de hidrogeno en el blanqueo. Utilización de equipos de bajo consumo de agua en el proceso de teñido. - Eliminación del uso de formaldehído. - Separación de las corrientes residuales de acuerdo a sus características: las fácilmente biodegradables para su tratamiento por métodos biológicos, las que tienen alto contenido de sustancias tóxicas no biodegradables para su tratamiento por métodos físicoquímicos y las aguas de lavado con bajo nivel de contaminación para su recirculación y reuso en el proceso.
- Separación de los sólidos mediante trampas. Desechos de hilazas, hilazas duras engomadora y barreduras (de algodón, químicos y sintéticos), estopa de algodón y similares, desechos de: loneta de algodón, cinta y mecha, rollos de napa, tejido punto, motas, neumofil, cámara de batán y carda, fibras textiles deterioradas, relleno de colchón y colchoneta y recortes de tejido plano. 1- Son materiales de interés para la Unión de Empresas de Recuperación de Materias Primas. 5.12 INDUSTRIA DEL CEMENTO Sus emisiones contaminantes más importantes son las atmosféricas, cuyas concentraciones dependen en gran medida del control de las condiciones del proceso, fundamentalmente del control de la temperatura de quema. Para lograr una producción mas limpia es necesario ante todo la toma de medidas internas que permitan la optimización del proceso y reducir el consumo de combustible. Esta industria recibe residuales y subproductos de otros sectores productivos para usarlos como combustible (restos de neumáticos, plásticos, aceites residuales, residuos de madera, polvos de combustibles) o como materia prima (escorias, arena fundida, polvo de cal, cenizas de carbón).
El uso de estos materiales residuales depende del examen adecuado y de las propiedades y composición químicas de los mismos, y de un control de calidad del producto terminado cuando estos materiales son usados.
6- APROVECHAMIENTO DE RESIDUALES MUNICIPALES Y DEL SECTOR TURÍSTICO En los asentamientos humanos el hombre utiliza los productos resultantes de la actividad productiva generando enormes cantidades y variedades de desechos, muchos de los cuales pueden ser aprovechados en el sector productivo y de servicios en lugar de ser dispuestos en el medio ambiente. Para alcanzar altos grados de aprovechamiento económico de estos residuales debe existir una política que contemple el establecimiento de lazos funcionales entre las empresas y sectores productivos y de servicios, que garanticen la circulación de estos recursos en el conjunto de actividades económicas del país, incluyendo un sistema eficiente de colección, separación, procesamiento y comercialización. Es necesario señalar que el concepto de producción limpia incluye la reducción de los impactos ambientales negativos a lo largo del ciclo de vida de los productos, es decir, desde la extracción de la materia prima para su elaboración hasta su disposición final o reciclaje después del uso o consumo. 6.1 RESIDUOS SOLIDOS La gestión de los residuos sólidos municipales tiene el objetivo básico de garantizar el saneamiento ambiental para proteger el medio ambiente y preservar la salud pública. Sin embargo, también debe contribuir a la economía del país, evitando la depredación innecesaria del medio para la obtención de materias primas y recursos energéticos, mediante el aprovechamiento de los materiales que puedan ser reciclados. En Cuba se reciclan diversos residuales de origen municipal e industrial. La Unión de Empresas de Recuperación de Materias Primas es la entidad que se encarga de comprar los materiales reciclables y comercializarlos para su empleo. Entre ellos:
Chatarra de metales ferrosos y no ferrosos Envases metálicos Botellas y frascos de vidrio Envases y desperdicios textiles Maderas Papel y cartón (envases y desperdicios) Envases plásticos Neumáticos Algunos materiales pueden ser simplemente sometidos a limpieza y pulido antes de volverse a utilizar y otros requieren un procesamiento mucho más complejo, donde el material reciclable puede o no sufrir cambios en su estructura química, reciclarse en el mismo producto o transformarse en otro. Hay materiales como el perder calidad y otros necesita un porciento fibras de celulosa. En reciclaje se repite un material de menor valor
vidrio que pueden reciclarse varias veces sin como el papel, en cuya fabricación siempre se de pulpa virgen, pues el reciclaje daña las la mayoría de los casos en que el proceso de número de veces, en cada ocasión se crea un que en su vida anterior.
En realidad, esta práctica ha tenido resultados limitados, pues la falta de recursos y otros factores objetivos y subjetivos, hacen que valiosos recursos que pueden ser recuperados lleguen diariamente a los rellenos sanitarios, incineradores y vertederos. En el presente no tenemos estadísticas de las proporciones que representan en el total generado, ni de las producciones que los utilizan y tampoco se ha hecho una valoración completa del éxito de esta actividad.
Desechos orgánicos Pueden utilizarse para la elaboración de compost y desarrollo de la lombricultura o destinarse al sector agropecuario.
Residuos de la construcción (residuos de asfalto, concreto y madera removidos) Internacionalmente está demostrado que los residuales de la demolición de construcciones civiles pueden reciclarse y usarse en nuevas construcciones o como sustitutos de algunos materiales.
1- Uso de ladrillos, piedras y bloques de concreto como agregados, después de fraccionados en hormigones de baja calidad y asfaltos. 2- Reuso como tales después de limpiarse y comprobarse que reúnen las especificaciones técnicas. 3- Material de relleno. 6.2 AGUAS RESIDUALES En los últimos años, debido a la creciente escasez de agua fresca, la necesidad de proteger el medio ambiente y aprovechar económicamente los residuales, se ha promovido internacionalmente el reuso de efluentes. El reuso controlado de las aguas residuales representa: - Reducir substancialmente la carga contaminante que se dispone en los cuerpos receptores superficiales, subterráneas y zonas costeras mediante vías simples y efectivas y de menor costo relativo. - Fertilizar los embalses acuícolas y mejorar importantes agrícolas aportándole materia orgánica y nutrientes.
áreas
- Incrementar relativamente el potencial aprovechable de los recursos hídricos del país, así como su mejor manejo al liberar grandes cantidades de agua fresca de mejor calidad para otros usos. Internacionalmente las actividades que más utilizan aguas residuales recuperadas son las siguientes: - Riego agrícola y de áreas verdes de parques, cementerios, campos deportivos y jardines. Actividades industriales, fundamentalmente para torres de enfriamiento, alimentación de calderas y necesidades del proceso. Los usos industriales varían grandemente, y para garantizar agua de calidad adecuada, por regla general se requieren tratamientos avanzados. - Recarga de acuíferos subterráneos.
- Alimentación de lagos recreativos, acuicultura, descarga de inodoros, sistemas contra incendios, aire acondicionado. Para algunos usos se han establecido requerimientos de calidad, para otros aún no. Especialmente se han establecido parámetros por la OMS para el riego de cultivos que se consumen crudos, áreas verdes y agricultura (1000 CF/100 mL para riego de cultivos, 200 CF/100 mL para áreas verdes de hoteles y parques públicos y <=1 huevo viable de nemátodos/L). En el caso de las torres de enfriamiento los problemas más graves son las incrustaciones, corrosión metálica y el crecimiento biológico. En la recarga se le presta especial atención a los organismos patógenos y a los compuestos tóxicos. En Cuba, los principales usos de las aguas residuales de tipo doméstico son el riego de áreas verdes de instalaciones turísticas, la alimentación y fertilización de embalses y la recarga de acuíferos, aunque es justo reconocer que no siempre estas aguas cumplen los requisitos de calidad para el uso propuesto. Para analizar la conveniencia o no de reusar el agua residual deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos: - Valoración de las necesidades de tratamiento y disposición de aguas residuales. - Valoración de los beneficios de reuso (precio del agua potable y costo del reuso). - Análisis del mercado para el reuso. - Análisis de alternativas y factibilidad técnico-económica. Los criterios de calidad deben tomar en cuenta cultivo que se va regar.
el tipo de suelo y el
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de
autores.
PIAS.
Estudio
Sectorial
de
en
Desechos
