JORGE EDUARDO LOAYZA PÉREZ (FQIQ-UNMSM) - 2011

II CONGRESO PERUANO DE INGENIERÍA DE PROCESOS COPIP – UNI 2011

“LA INNOVACIÓN TECNOLÓGICA PARA EL LOGRO DE PROCESOS INDUSTRIALES SOSTENIBLES”

CONTENIDO

1. Introducción

2. Innovación tecnológica

3. Proceso industrial sostenible

4. Casos:

- Producción de ácido

sulfúrico

- Producción de pasta (o

pulpa papelera) y papel

5. Conclusiones

6. Referencias bibliográficas

EMPRESAINDUSTRIAL

ASPECTOS ORGANIZATIVOS

ASPECTOS OPERATIVOS

PRODUCCIÓN

PLANTA INDUSTRIAL

PROCESOINDUSTRIAL

(RESPONDE AL DISEÑO CONCEPTUAL)

(MODELO DE ORGANIZACIÓN)

(RESPONDE AL DISEÑO REAL,CORRESPONDE A LA INFRAESTRUCTURA FÍSICA)

BIENESMALES

(PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS)

(RESIDUOS Y DESECHOS)

(EXTERNALIDADES)

1. INTRODUCCIÓN

APRENDIZAJE

CONSIDERACIONES

• Las empresas desarrollan sus actividades en dos ambientes íntimamente relacionados: el ambiente empresarial y el ambiente natural.

• En el ambiente empresarial, las empresas deben ser “sostenibles” en el tiempo siendo competitivas.

(lo que implica, permanecer en el negocio).

• Las empresas requieren del ambiente natural para abastecerse de materias primas, insumos y energía, y para gestionar sus residuos.

• Las empresas (y sus procesos) deben contribuir al desarrollo sostenible.

2. INNOVACIÓN E INNOVACIÓNTECNOLÓGICA

La innovación implica el desarrollo de estrategias y modelos de negocio que

permitan obtener resultados en ámbitos

económico, social y medioambiental

La continuidad de una empresa está íntimamente

relacionada con su capacidad para innovar

La innovación exige adoptar una reglas de juego que

favorezcan la iniciativa y la creatividad

Las empresas innovadoras son aquellas que son capaces de ver oportunidades donde

otras ven problemas

La sostenibilidad puede enriquecer y orientar los esfuerzos de innovación

La innovación es un proceso que va desde la

generación de ideas creativas hasta la

obtención de resultados

GESTIÓN RESPONSABLE DE LA INNOVACIÓN

(La capacidad innovadora es uno de los cinco fundamentos de la empresa responsable y

sostenible)

Las ideas originales son un aspecto fundamental de la

innovación, pero para innovar no es suficiente tener ideas originales o creativas,

sino que además es necesario que éstas sirvan para algo

Requisito fundamentalde la innovación

Concepto de innovación

Elaborado por Jorge Loayza (2011)

INNOVACIÓNINCREMENTAL

INNOVACIÓNRADICAL

INNOVACIÓN DE PRODUCTO

Elaborado por Jorge Loayza (2011)

TIPOS GRADOS

INNOVACIÓN DE SERVICIO

INNOVACIÓN DE PROCESO

INNOVACIÓN COMERCIAL

INNOVACIÓNDE GESTIÓN

Implica el desarrollo progresivo de mejoras, denominadas “mejoras

incrementales”

Implica una ruptura o un salto importante respecto a lo que ya

existe

FUNDAMENTOS DE LA EMPRESA RESPONSABLE Y SOSTENIBLE

1) Apertura y sensibilidad hacia el entorno

2) Sentido de comunidad3) Capacidad innovadora4) Consideración del largo plazo5) Creación de valor

INNOVACIÓN

3. PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE Y SOSTENIBLE

PROCESO INDUSTRIALMATERIAS

PRIMASE INSUMOS

ENERGÍA

RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

ENERGÍA

PROCESO INDUSTRIAL Y PLANTA INDUSTRIAL

MATERIAS PRIMAS

E INSUMOS

ENERGÍA

RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

ETAPA 1(EQUIPOS Y C.O.)

ETAPA 2(EQUIPOS Y C.O.)

ETAPA 3(EQUIPOS Y C.O.)

ENERGÍA

MATERIAPRIMA EINSUMOS

PREPARACIÓN 1 PREPARACIÓN 2 REACCIÓN 1 (A)

REACCIÓN 2 SEPARACIÓN(A) PURIFICACIÓN

R1

SUBPRODUCTO

PRODUCTOS

R2

CATALIZAOR

ACTUALMENTE …

• Muchas plantas industriales utilizan procesos que no son responsables ni sostenibles, y que originan problemas ambientales locales, regionales y globales.

• Existen situaciones contradictorias, por un lado, colectivos cada vez más informados con respecto a la problemática ambiental , sectores no informados y por otro, la desinformación existente en otros grupos organizados.

• Las actividades industriales están generando conflictos socio-ambientales a nivel nacional (por ejemplo, Tía María) e inclusive entre países (por ejemplo, pastera en Uruguay frontera con Argentina).

EMPRESAINDUSTRIAL

ASPECTOS ORGANIZATIVOS

ASPECTOS OPERATIVOS

PRODUCCIÓN

PLANTA INDUSTRIAL

(MODELO DE ORGANIZACIÓN)

(RESPONDE AL DISEÑO REAL,CORRESPONDE A LA INFRAESTRUCTURA FÍSICA)

BIENESMALES

(PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOS)

(RESIDUOS Y DESECHOS)

EXTERNALIDADES

PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE

MATERIAS PRIMAS*

E INSUMOS

ENERGÍA

*RECURSOS NO RENOVABLES

(O “AGOTABLES”)RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

REAPROVECHAMIENTOOTROS

PRODUCTOS

ENERGÍA

MINIMIZA

PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE

MATERIAS PRIMAS*

E INSUMOS

ENERGÍA

*RECURSOS RENOVABLES

(REGENERABLESPOR MECANISMOS

BIOLÓGICOS)

RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

REAPROVECHAMIENTOOTROS

PRODUCTOS

MINIMIZA

ENERGÍA

DISEÑO SOSTENIBLE EN INGENIERÍA DE PROCESOS = DISEÑO DE PROCESOS

INDUSTRIALES SOSTENIBLES

DISEÑO DE INGENIERÍA

QUÍMICA

QUÍMICAVERDE

INGENIERÍAVERDE

DISEÑO INTEGRADODE LA “CUNAA LA CUNA”

BIOMIMETISMO BENYUS (1997)McDONOUGH Y

BRAUNGART(2002)

ALLEN YSHONNARD

(2002)

ANASTAS Y WARNER

(1998)

CERO RESIDUOS PALMER (2001)

CASO 1 : PROCESO INDUSTRIAL RESPONSIBLE PARA PRODUCIR ACIDO SULFÚRICO

REDUCCIÓN DE TAMAÑO

RECUPERACIÓN DE CALOR

CLASIFICACIÓN

DEPURACIÓN DE LOS GASES

OXIDACIÓN CATALÍTICA

ABSORCIÓN

GENERACIÓNDE VAPOR

ACIDOSULFÚRICO

(98,5 %)

PIRITAS

Elaboración: Loayza Jorge, 2008

FLOTACIÓN TOSTACIÓN

CALCINA

GASES DE TOSTACIÓN

R2

SO2,SO3

HACIA LA OBTENCIÓN DE HIERRO FUNDIDO

A ALMACENAMIENTO PARA LUEGO OBTENER

OTROS METALES

VAPOR DE SERVICIO PARA SER USADO EN DIVERSAS

ÁREAS DE LA PLANTAVAPOR AGUA

YACIMIENTO

EXTRACCIÓN

ABSORCIÓN

H2SO4(c)

H2SO4(c)

R1COLAS

AIRESECO

AIRESECO

R3

POLVO

ACERO

PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE(PRODUCCIÓN “LIMPIA”)

4. CASOS

CASO: PRODUCCIÓN DE PASTA PAPELERA

• Existen empresas cuyas plantas industriales utilizan procesos no sostenibles (producción “sucia”).

• En el caso de las empresas del sector industrial que producen pasta papelera (pulpa de celulosa o pulpa de madera), sus plantas son altamente contaminantes y son la causa de conflictos socio-ambientales.

BOSQUENATURAL TALA DESCORTEZADO

Especiesmaderables R1

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA

(PROCESO EN LA PLANTACIÓN)

PROCESO NO SOSTENIBLE (O INSOSTENIBLE)PRODUCCIÓN “SUCIA”

R2

TRANSPORTEROLOS

DESCORTE-ZADOS

CAMIONES CON CAPACIAD

DE CARGA DE 300 TM

R3

ASERRÍN Y ASTILLAS CORTEZAS

EMISIONES Y RUIDO

(QUEDAN EN LAPLANTACIÓN)

(QUEDAN EN LAPLANTACIÓN)

ROLOSDESCOR-TEZADOS

ASTILLADO

COCCION BLANQUEO PULPABLANQUEADA

COMPUESTOSAZUFRE

EMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS

DE AZUFRE

AGUAS RESIDUALES

AGUA CLORO (Cl2)

EMISIONES YEFLUENTES DE COMPUESTOS

DE CLORO

SECADO

R4

ENERGÍA

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA (PROCESO EN LA PLANTA)

PROCESO NO SOSTENIBLE (PRODUCCIÓN “SUCIA”)

R6R5 R7

ALMACENAMIENTO TRANSPORTE

LAVADO

ALMACENAMIENTO (B)

(B)

FAJAS TRANSPORTADORAS

ENERGÍA

PULPABLANQUEADA

MEZCLADO REFINACIÓN REGULACIÓN DE CONSISTENCIA

LAMINACIÓN

SECADO

PAPEL

AGUA

AGUASBLANCAS

AGUA ADITIVOS

ACABADO

ENERGÍA ENERGÍA

DIVERSOSAGENTESQUÍMICOS

PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE PAPEL

BOSQUESEMBRADO TALA DESCORTEZADO

Especiesmaderables

R1

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA

(PROCESO EN LA PLANTACIÓN)

PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE(PRODUCCIÓN “LIMPIA”)

R2

TRANSPORTEROLOS

DESCORTE-ZADOS

R3

INCORPORACIÓN AL SUELO

(Y/O COMPOST)

INCORPORACIÓN AL SUELO

(Y/O COMPOST)

CAMIONES CON CAPACIAD DE CARGA DE 300 TM

SUSTITUCIÓN DE COMBUSTIBLES Y/O

CONVERTIDORES CATALÍTICOS

Especiesgenéticamente

modificadas

Fuente: UPM Uruguay, 2004 (Ex Botnia)

ROLOSDESCOR-TEZADOS

ASTILLADO

COCCION BLANQUEO

PULPABLANQUEADA

COMPUESTOSAZUFRE

CONCENTRACIÓN DELLICOR NEGRO Y GENERACIÓN

DE ENERGÍA

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

AGUALCE o TLC (O2, H2O2)

SECADO

R4

DIAGRAMA DE BLOQUES PARA LA OBTENCIÓN DE PULPABLANQUEADA (PROCESO EN LA PLANTA)

PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE (PRODUCCIÓN “LIMPIA”)(HAY INNOVACIÓN EN LA PLANTACIÓN Y EN LA PLANTA)

R6R5

ALMACENAMIENTO TRANSPORTE

LAVADO

ALMACENAMIENTO (B)

(B)

FAJAS TRANSPORTADORAS

ENERGÍA RENOVABLE

PRE-BLANQUEO

1) Enzimático2) Deslignificación

con oxígeno

NO HAY INNOVACIÓN DE PRODUCTO

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Fuente: UPM Uruguay, 2004.

PULPABLANQUEADA

MEZCLADO REFINACIÓN REGULACIÓN DE CONSISTENCIA

LAMINACIÓN

SECADO

PAPEL

AGUA

AGUASBLANCAS

AGUA ADITIVOS

ACABADO

ENERGÍA ENERGÍA

DIVERSOSAGENTESQUÍMICOS

PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE PAPEL

5. CONCLUSIONES

• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para utilizar eficientemente la materia prima y energía proveniente de recursos no renovables y minimiza sus residuos, es un proceso industrial responsable.

• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para generar una mínima cantidad de residuos reaprovechables, usando materia prima y energía provienen de recursos no renovables es responsable.

PROCESO INDUSTRIAL RESPONSABLE

MATERIAS PRIMAS*

E INSUMOS

ENERGÍA

*RECURSOS NO RENOVABLES

RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

REAPROVECHAMIENTOOTROS

PRODUCTOS

INNOVACIÓNTECNOLÓGICA

CONCLUSIONES (CONTINUACIÓN)

• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para utilizar eficientemente la materia prima y energía proveniente de recursos renovables y minimiza sus residuos, es un proceso industrial responsable.

• Un proceso industrial que incorpora innovaciones tecnológicas para generar una mínima cantidad de residuos reaprovechables, usando materia prima y energía provienen de recursos renovables es responsable.

PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE

MATERIAS PRIMAS*

E INSUMOS

ENERGÍA

*RECURSOS RENOVABLES

RESIDUOS

PRODUCTOSY SUB

PRODUCTOS

REAPROVECHAMIENTOOTROS

PRODUCTOS

INNOVACIÓNTECNOLÓGICA

PROCESO INDUSTRIAL SOSTENIBLE

PROCESOINDUSTRIALSOSTENIBLE

UTILIZA T Y P“BAJAS” Y CATALIZA-

DORESUTILIZA M.P.E INSUMOS

MENOS TÓXICOS

SEGUROINTERNA-

MENTE

SEGUROEXTERNA-

MENTE

GENERA MENOS

RESIDUOS

VALORIZASUS

RESIDUOS

PRODUCTOSMENOS TÓXICOS

UTILIZA RECURSOS NATURALES

RENOVABLES

EFICIENTE

LIMPIO

SEGURO

CONTRIBUYE AL DESARROLLO SOSTENIBLE

DESARROLLO SOSTENIBLE

COMPONENTE SOCIAL

COMPONENTE ECONÓMICO

COMPONENTE AMBIENTAL

Fuente: Loayza M., 2007Bienestar socio – económico y equidad

Materias primas para la industria y sumidero de

residuos

Calidad devida y

derechoshumanos

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Cadena Edith (2008) Estudio del refinado de pastas de papel utilizando métodos biotecnológicos (enzimas) . Tesis Doctoral de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Terrasa. España.

• Fernández, G. (2007), Gestión de la Innovación. Ingeniería Química. XXXIX

(445), 134-143.

• García, J., Pérez, L., Cocero, M. (2007), Nuevas bases para el diseño de procesos industriales sostenibles. Ingeniería Química. XXXIX

(444), 106-113.

• Roncero, M. (2001), Secuencia “TCF” con aplicación de ozonoy enzimas para el blanqueo de pastas madereras. Tesis Doctoral de la

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Terrasa. España.

• Llamas, V. (2009), El conflicto entre Argentina y Uruguay por la instalación de las papeleras: Un caso de estudio. Edición electrónica

gratuita. www.eumed.net

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS

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BLOG:jorgeloayza.blogspot.com