Implementación de un programa de producciones más limpias en una unidad arrocera

Implementación de un programa de Producciones más limpias en la "Unidad Económica Básica Industrial Victoria de Girón"

Introducción

Situada en la provincia de Pinar del Río, en el municipio de Los Palacios, la "Unidad Económica Básica Industrial Victoria de Girón" es un complejo industrial cuyo objeto social es el secado y molinado de arroz producido por granjas estatales y particulares, con destino final la canasta básica. Para lograr esto cuenta con:

• Cuatro secaderos marca STEIN con más de 40 años de explotación, con una capacidad de recibo de 128 t/día, de ellos tres se encuentran en explotación y uno en un proceso inversionista de montaje de silos y reparación de equipamiento tecnológico. Estos secaderos anualmente son sometidos a un proceso de reparación donde recuperan en su totalidad las capacidades productivas.

• un molino japonés, de marca SATAKE con una capacidad inicial de 12.0 t/h, el cual se encuentra sometido a un proceso de sustitución paulatina de su tecnología.

• Una base de transporte para el aseguramiento técnico- material y de dirección.

• Un departamento de maquinado que cuenta con: torno, amoladora, segueta mecánica, recortador y taladro vertical.

Todas estas áreas generan en su mayoría desechos que necesitan ser tratados con la finalidad de garantizar una gestión ambiental eficiente que permita la reutilización o el reciclaje de los mismos. De esta forma se logran resultados superiores tanto desde el punto de vista de protección al medio ambiente como desde una visión económica, pues la reutilización o el reciclaje de los diferentes tipos de desechos constituyen en muchas ocasiones un valor agregado al resultado productivo.

El siguiente trabajo tiene por finalidad cumplir con las siguientes tareas:

• Realizar el Diagnóstico medioambiental, definiendo los residuales que la misma genera a partir de un balance de masa y energía

• Proponer un sistema de Producción + Limpia para enfrentar el desecho con mayores opciones de minimizar su generación.

• Enumerar los Incentivos para implementar la PM+L

• Enumerar las dificultades que enfrentará para llevar a efecto la propuesta de PM+L

Desarrollo

Antes de dar comienzo al desarrollo y cumplimiento de las diferentes tareas que componen el trabajo se hace indispensable la definición de algunos conceptos básicos relacionados con el contenido abordado.

• Producciones más limpias: es un término general que describe un enfoque de medidas preventivas para la actividad industrial dirigidas a lograr lo que algunos países llaman minimización de desechos, elución de desechos, prevención de contaminación y otros nombres parecidos. La producción más limpia hace referencia a una mentalidad que enfatiza la producción de nuestros bienes y servicios con el mínimo impacto ambiental bajo la tecnología actual y límites económicos.

• Residuos del proceso de producción: parte de la materia prima que no se transforma en producto final. Según su origen pueden ser: agrícolas, industriales o urbanos. Según su composición pueden clasificarse como: material orgánico, papel y cartón, metales, textiles, plásticos, vidrios.

• Reutilización: Aprovechamiento de los residuos sin que sufran ningún proceso de transformación para ello.

• Reciclaje: Aprovechamiento de los residuos sometiéndolos a un proceso de transformación para su conversión a nuevos productos o materias primas.

• 1.1 Diagnóstico medioambiental.

Dentro del diagnosticó medioambiental a realizar el primer paso lo constituye la definición o identificación de los residuales que genera la entidad durante las diferentes actividades que se realizan en la misma. Recordemos que se habla del secado y molinado del arroz.

Generación de residuos durante el secado del arroz.

Las cuatro unidades marca STEIN para el proceso de secado del arroz en la Unidad Económica Básica Industrial Victoria de Girón presentan las siguientes características:

Sistema de generación de vapor con quemador Hauch 783; Torre de secado; Equipos de limpieza (scalperator); Equipos de transportación (horizontales y verticales); Sección de almacenamiento (silos de hormigón) y Base de almacenamiento de silos metálicos. (Ipsán Pedrera, 2013)

Los residuos generados producto de la limpieza del arroz durante el proceso de secado, se deben en su mayoría a que el producto húmedo que entra a la industria proveniente del campo viene con una determinada cantidad de materias extrañas que oscilan entre un 10 y un 15 % del arroz húmedo. Estas materias extrañas o impurezas, como comúnmente se le conoce, están compuestas por todo aquello que acompaña al arroz húmedo cosechado, pero que no tiene que ver botánicamente con la planta de arroz, además de restos vegetales presentes tales como paja, tallos, hojas y granos vanos y semivanos, granos verdes lechosos, granos pelados partidos y no pelados partidos. Cabe acotar que las máquinas de limpieza de las industrias solo llevan este valor de impurezas hasta aproximadamente un valor que oscila alrededor del 8 %. Entonces, las máquinas son capaces de extraer un 6 % de las impurezas totales.

También se pueden considerar residuos de este proceso el calor residual que emana del secado y el ruido generado por los equipos de transportación que deben tener en constante movimiento el grano de arroz por los diferentes pasos del proceso.

Teniendo en cuenta que las cuatro unidades de secado tienen una capacidad de 128 t/día, se puede plantear que a su máxima capacidad la UEB Victoria de Girón procesa un volumen de 512 t/día. (García Rivero, 2010)

Tabla 1. Volumen de residuos generados para diferentes escalas de tiempo durante el proceso de secado.

Generación de residuos durante el molinado del arroz.

El molino marca SATAKE tiene una capacidad inicial de 12.0 t/h, lo que dejando un margen de tiempo de 4 horas para tareas de mantenimiento y reparación constituye una capacidad de trabajo de 240 t/día.

En la Tabla 2 se puede apreciar la fracción que representan los productos, subproductos y residuos con relación al arroz en cáscara que entra al proceso de molinación para diferentes unidades de tiempo. En primer lugar se encuentra el arroz limpio que sale del proceso, que está compuesto por el grano entero, el medio grano y el cuarto grano, que en su conjunto representan, en este caso, un 66.9%. Este por ciento es la expresión del rendimiento industrial de la UEB. Los subproductos, el polvo y la cabecilla, representan el 9.31% y 1.91% respectivamente. Por último la cascarilla, que hasta el momento constituye un residuo, es el 21.8% de la producción. (García Rivero, 2010)

Tabla 2. Volumen de residuos generados para diferentes escalas de tiempo durante el proceso de molinado.

Balance de energía de los residuos obtenidos.

Como se explicó anteriormente, en la UEB se producen dos tipos de residuos que prácticamente no se utilizan y se vierten al medio y que constituyen un gran potencial de biomasa para la producción de energía. Estos residuos son: las impurezas que se derivan del proceso de limpieza en los secaderos y la cascarilla que emana del proceso de molinado del arroz.

Para convertir la biomasa en energía existen dos vías fundamentales, la combustión y la gasificación. Una de las formas de llevar a cabo la gasificación es mediante la digestión anaerobia de la materia seca, o sea convertirla en biogás.

Según estudios realizados el potencial energético de la cascarilla de arroz es de aproximadamente 183 kWh/t. (García Rivero, 2010)

Tabla 3. Energía generada de la cascarilla de arroz al ser convertida en biogás para diferentes escalas de tiempo.

Se puede plantear que la producción de biogás a partir de la cascarilla de arroz es muy pobre, por lo que es más factible realizar el balance de energía de la misma empleándola como combustible para generar calor, sustituyendo de esta forma combustibles fósiles.

Tabla 4: Composición de la cascarilla de arroz. Fuente: Chungsangunsit, T., Gheewala, S. y Patumsawad, S. (2007). Environmental Assessment of Electricity Production from Rice Husk: A Case Study in Thailand.

• 1.2 Opciones de producciones más limpias.

Cambios en las materias primas.

La selección de nuevas variedades de arroz puede ser una opción para variar la generación de residuales, ya que los indicadores en por ciento de la generación de cascarilla, cabecilla y polvo varían en dependencia de la variedad de arroz cultivada. No obstante no es una de las soluciones más viables ya que existen otras variables de más peso en el proceso de selección de la variedad de arroz, como son: resistencia a plagas y enfermedades, adaptación al clima (temperatura, humedad), rendimiento, etc.

Cambios en las tecnologías.

En estos momentos se lleva a cabo en la UEB un proceso de sustitución paulatina de la tecnología del molino, con la finalidad de lograr mayores índices de aprovechamiento del grano y una menor generación de residuos.

La construcción de un biodigestor o de una caldera que permitan aprovechar el potencial energético o el poder calórico de la cascarilla para el proceso de secado, constituyen dos opciones viables para reutilizar este residuo. Los volúmenes de biomasa o de ceniza que se generan de estos procesos a su vez pueden ser empleados como abono en la agricultura o para mejorar la carga bilógica de las tierras empleadas en el cultivo del arroz.

La modernización y un régimen de mantenimiento adecuado de las unidades de secado, con más de 40 años de explotación, constituyen medidas viables para reducir la contaminación acústica y el impacto del calor residual provenientes del proceso de secado del arroz.

Generar buenas prácticas operativas.

La correcta implementación de un régimen de mantenimiento que permita el correcto funcionamiento de los equipos, manteniendo en el rango establecido los parámetros de funcionamiento de los mismos, garantizará un mayor aprovechamiento de la materia prima, generando menores volúmenes de residuos.

El empleo de materiales aislantes térmicos en los conductos de aire caliente de las unidades de secado, evitará las pérdidas por radiación térmica y por lo tanto optimizará más el proceso atenuando el impacto del calor residual.

Reutilización y reúso.

El empleo del polvo de arroz como pienso para la cría de aves y cerdos fundamentalmente, constituye una opción de reúso de este residuo. También puede ser utilizada con este fin la cabecilla.

• 1.3 Incentivos para implementar las Producciones más Limpias.

La implementación de una política de producciones más limpias trae consigo una serie de beneficios tanto para la entidad como para los trabajadores. Es vital la comunicación para hacer saber a los implicados las ventajas de la implementación de este proceso y de esta forma hacer frente a la resistencia que genera siempre el cambio.

Desde el punto de vista de la producción: aplicar producciones más limpias permite conservar las materias primas y la energía, eliminar materias tóxicas y reducir la cantidad y toxicidad de todas las emisiones y residuos.

Para los productos: Una política de P+L reduce los impactos negativos a lo largo del ciclo de vida de un producto hasta su disposición final.

En los servicios: incorpora la preocupación ambiental en el diseño y suministro de servicios.

Desde el punto de vista ambiental: Constituye un método de fabricar productos con un impacto ecológico bajo, en el que las materias primas y la energía son utilizadas de forma más racional, optimizando el siclo de vida materias primas-producción- consumo–recursos secundarios.

Desde la arista económica: El mejor aprovechamiento de las materias primas y la optimización de los procesos generan considerables ahorros, también la gestión eficiente de los residuos ya sea mediante reutilización o reciclaje se traduce en un valor agregado a la producción.

En el campo del Capital Humano: Las producciones más limpias contribuyen a garantizar una mayor protección y seguridad para los trabajadores.

En lo social: Permite una mejor integración de la industria con la sociedad, minimizando el impacto negativo de los residuos y garantizando una simbiosis entre ambas.

• 1.4 Principales dificultades para llevar a cabo la propuesta de producciones más limpias.

Las principales dificultades en la implementación de la política de producciones más limpias en la UEB están relacionadas a continuación:

• Actitud pesimista del personal y de la Gerencia frente a posibles cambios en los procesos de producción. Siempre la resistencia al cambio es un factor importante a vencer. El objetivo es demostrar los beneficios que proporcionan estas nuevas actitudes y transformaciones. De ahí la importancia de que fluya una buena comunicación entre las diferentes partes implicadas.

• Falta de recursos económicos para comprar nuevos equipos o mejorar instalaciones.

• Falta de personal técnico adecuado para implementar cambios de procesos.

• Carencia de información tecnológica.

Conclusiones

En el trabajo se enumeran los principales residuos del proceso de secado y molinado del arroz en la UEB La Victoria. Realizando el balance de masa y energía de los mismos con la finalidad de tener una noción de los volúmenes reales de residuales a los que se les debe dar un tratamiento adecuado para evitar el impacto negativo en el medio ambiente. Se determinaron los valores aproximados de energía que se pueden obtener de los mismos según los datos de valor calórico y potencial energético.

Además se proponen algunas acciones encaminadas a garantizar una gestión eficiente de producciones más limpias en la UEB analizando los posibles factores que puedan entorpecer o apoyar el proceso.

Es importante llevarse el mensaje de que un sistema de producciones más limpias garantiza mayores índices de eficiencia en la producción, un mayor aprovechamiento de las materias primas, una reutilización o reciclaje adecuado de los desechos convirtiéndolos en un valor agregado y esto a su vez se traduce en mayores niveles de seguridad, eficiencia y un impacto menos agresivo al medio ambiente.

Autores:

Ing. Pedro Luis Díaz Navarro.

Ing. Daniel Regalado Nuñez.

MSc. Julio Rivero González.

Ing. Tania M. Pérez Sanjudo.

Pinar del Río, Cuba