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SEDESOL
SECRETARIA DE DESARROLLO SOCIAL
CRITERIOS ECOLOGICOS PARA DISMINUIR LOS IMPACTOS
AMBIENTALES CAUSADOS POR LAS ACTIVIDADES PRODUCTIVAS DEL SECTOR INDUSTRIAL EN SU RAMA AZUCARERA
DICIEMBRE, 1994
INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGIA
DIRECCION GENERAL DE PLANEACION ECOLOGICA
INDICE
I . Caracterización del sector productivo
1 .1 .Ubicación geográfica a nivel mnicipal de todos los ingenios existentes I.2. Situación económica del sector
I.3. Volumen de producción - Capacidad de producción - Volumen de producción - Refinería
- Producción de alcohol
- Abastecimiento de la caña de azúcar
II . Procesos productivos
11 .1 Esquema básico del proceso productivo 11 .2 Materia prima
Ill . Impacto sobre el ambiente percibido en el entorno de las instalaciones del sector, azucarero
111 .1 Obtención de la materia prima 111 .2 Proceso de producción
IV . Técnicas y procedimientos de prevención y control del deterioro ambiental
IV .1 Optimización del proceso
IV .2 Instalación de equipos anticontaminantes IV .3 Aprovechamiento de residuos
IV .4 Capacitación y cambio de conductas
V . Criterios ecológicos.
Referencias
CARACTERIZACION DEL SECTOR PRODUCTIVO
I . CARACTERIZACIÓN DEL SECTOR PRODUCTIVO
1 .1 Ubicación geográfica.
Para la zafra 1993-1994 operaron 61 ingenios, todos pertenecientes a la Cámara de las Industrias Azucarera y Alcoholera, distribuidos en quince estados, de los cuales destaca Veracruz por tener 22 ingenios que . representan el 36% del número total que existen en el país, siguiendo en importancia Jalisco con 6 y Michoacán, Oaxaca, San Luis Potosí, Sinaloa y Tabasco con 4 . En la siguiente figura se presentan el número de ingenios por cada estado.
Fuente : Manual azucarero, 1994.
En las siguientes figuras se presenta la ubicación de los 61 ingenios a nivel estatal y municipal con su respectiva tabla indicando nombre del ingenio y municipio donde se localizan
ESTADO DE CAMPECHE
...
.. ..
...
1 .
La Joya Champotón
ESTADO DE COLIMA
; :C~ICI.
.
.1.#
1 . Quesería Cuauhtémoc
ESTADO DE CHIAPAS
1 . Belisario Domínguez Huixtla
2
Pujiltic Venustiano CarranzaESTADO DE JALISCO
1 . Bellavista Acatlán de Juárez
2 . José María Martínez
Tala 3 . José María Morelos
Casimiro Castillo 4 . Tamazula
Tamazula 5 . Melchor Ocampo
Autlán de Navarro
6 . San Francisco Ameca Ameca
ESTADO DE MICHOACAN
1 . Lázaro Cárdenas Taretán
2 . Pedernales Tacámbaro
3 . San Sebastián
Los Reyes
4 . Santa Clara Tocumbo
ESTADO DE MORELOS
1 .
EmilianoZapata
Zacatepec2 .
Casasano
H .
CuautlaESTADO DE NAYARIT
1 . El Molino Tepic
2 .
Puga TepicESTADO DE OAXACA
Adolfo López Mateos Tuxtepec
El Refugio Cosolapa
La Margarita Acatlán de Pérez de
Figueroa Santo Domingo
Santo Domingo
ESTADO DE PUEBLA
1 .
Atencingo
Chietla
2 .
Calipam
Coxcatlán
e
ESTADO DE QUINTANA ROO
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1
Alvaro
Obregón OthónP . Blanco
ESTADO DE SINALOA
1 . El Dorado Culiacán
2 . La Primavera Navolato
3 . Los Mochis Ahorne
4 . Rosales Culiacán
SAN LUIS POTOSI
1
. Alianza Popular
Tamasopo
2 . Plan de Ayala Cd . Valles
3 . Plan de San Luis Cd . Valles
4 .
Ponciano Arriaga
Cd . del MaízESTADO DE TABASCO
/ \
~--~-
1-\- \--.'
1 . Dos Patrias
Tacotalpa
2 .
Hermenegildo Galeana
Tenosique
3 . Presidente Benito Juárez H . Cárdenas
4 . Santa Rosalía H . Cárdenas
ESTADO DE TAMAULIPAS
ESTADO DE VERACRUZ
ESTADO DE VERACRUZ
... ... ..
1 . Central Progreso
Paso del Macho
2 . Constancia Tezonapa
3 . Cuatotolapam
Hueyapan de Ocampo
4 . El Carmen Ixtaczoquitlán
5 . El Higo
El Higo
6 . El Modelo Cd . Cardel
7 . El Potrero Atoyac
8 . Independencia Martínez de la Torre
9 . La Concepción Jilotepec
10 . La Gloria
Villa Ursulo Galván
1 1 . La Providencia Cuichapa
1 2 . Mahuixtlan
Coatepec
1 3 . Motzorongo
Tezonapa
1 4 . San Cristóbal Cosamaloapan
1 5 . San Francisco El Naranjal Lerdo de Tejada
1 6 . San Gabriel Cosamaloapan
17 . San José de Abajo Cuitláhuac
1 8 . San Miguelito Córdoba
1 9 . San Nicolás Cuichapa
20 . San Pedro Cd . Lerdo de Tejada
21 . Tres Valles Cosamaloapan
22 . Zaopapita
Pánuco
1 .2 Situación económica del sector
En algunas décadas de este siglo el azúcar fue considerádo dentro de los principales productos de exportación . Sin embargo, en la década de los setenta se manifestó una crisis estructural de la actividad azucarera, la cual involucraba problemas industriales, comerciales, social y político.
Esto provocó el declive de la producción, una mayor intervención del Estado (compra de ingenios, creación de Azúcar S .A, etc) y que a principios de los ochenta se importaran volúmenes considerables para satisfacer la demanda de la población.
La vía oficial para resolver el problema del desabasto resultó costosa y poco eficiente, a mediados de los ochenta se consiguió la autosuficiencia y volver a exportar, gracias a grandes inversiones oficiales, fuertes subsidios y a la puesta en marcha de una nueva planta productiv, pero no se obtuvo un cambio estructural, ni la satisfacción de los distintos intereses inmersos en dicha actividad agroindustrial.
A fines de la década se realizó un proceso de reprivatización de la industria y la modificación del papel que cumplía el Estado con ésta, acorde al proyecto de liberalización económica implantado;
bajo esta lógica ha ocrrido la venta de ingenios, la reducción de la intervención oficial, la disminución de subsidios y de inversión pública, etc . Este proceso también se ha reflejado en la reanimación de los conflictos socivales y políticos involucrados.
La desregulación actual de la agroindustria de la caña de azúcar ha repercutido en una fuerte inestabilidad del abasto nacional .
1 .3 Volumen de producción
- Capacidad de producción.
Los ingenios con mayor capacidad de molienda de caña de azúcar en 24 hrs son : el ingenio San Cristobál ubicado en Cosamaloapa, Veracruz, presenta la mayor capacidad con 21,000 ton, en segundo término están los ingenios José María Martínez y Los Mochis localizados en Jalisco y Sinaloa respectivamente con 12, 000 ton y finalmente El Potrero, también en el estado de Veracruz, con 11,000 ton.
Sin embargo al realizar el análisis por capacidad de producción de toneladas de azúcar en 24 hrs, se tiene que El Potrero tiene mayor capacidad con 1,400 ton, siguiendo José María Martinez con
1,200 ton y por último San Cristóbal y Los Mochis con 900 ton.
En lo que se refiere al resto de los ingenios, 19 tienen una capacidad de molienda entre 8,500 y 6,000 ton, con una producción de azúcar de 720 a 600 ton ; 16 se encuentran entre los 4,000 y 5,000 ton de caña y el resto tiene una capacidad de 3,600 a 2,000 ton/caña.
En el siguiente cuadro se presentan los datos de capacidad para cada uno de los ingenios, estos fueron ordenaron por grupo al que pertenecen.
Capacidad de producción por ingenio y por grupo.
Grupo AGA : Consorcio AGA S.A . de C. V.
Los Mochis 12,000 900
Puga 7,200 720
Asociación de apoyo a /a Unión Nacional de Productor de Caña deAzúcar, A . C. C. N. C:
El Higo 4,500 ----
Mahuixtlan 2,200 200
Melchor Ocampo 3,500 374
Grupo: BETA San Miguel, S.A . de C. V. (ELA/)
Alvaro Obregon 6,000 600
Constancia 4,500 450
Ponciano Arriaga 6,000 600
Queseria 4,250 361
San Fco . Ameca 5,500 500
Ingenio tons/caña/24 hrs tons/azucar/24 hrs
Capacidad de producción por ingenio y por grupo.
(continuación)
Grupo Escorpión. (Consorcio IndustrialEscorpión S.A de C. V.)
Atencingo 8,500
Casasano 2,500 240
La Providencia 5,000 600
Plan de San Luis 6,000 600
San Cristobal 21,000 900
Grupo Impulsora deMarcas Mexicanas S.A de C. V.
Cuatotolapam 4,500
Plan de Ayala 6,000 600
San Gabriel 3,000 240
Grupo Machado
Motzorongo 7,500 750
Central Progreso 4,500 500 .
El Refugio 3,500
Jose Maria Morelos 3,600 300
La Margarita 5,000 450
Santo Domingo 2,000 200
Grupo Mú/tip/e, S .A de C. V.
San Fco . El Naranjal 6,000 600
San Pedro 8,500
Grupo Porres
Belisario Dominguez 6,000
Santa Clara 3,600
San Sebastian 4,000
Grupo Promotora IndustrialAzucarera, S.A de C. V. (P/ASA)
Adolfo López Mateos 6,200
La Gloria 3,500 350
Tres Valles 8,000 800
Ingenio tons/caña/24 hrs tonslazucar/24 hrs
Capacidad de producción por ingenio y por grupo.
(continuación)
Grupo Saenz
Aaron Saenz 6,000 600
El Manta 5,000 500
Tamazula 6,000 600
Grupo Santos, S .A de C. V.
Alianza Popular 6,000 600
Bellavista 4,000
Pedernales 2,700 270
Grupo Sucrum: CorporativoIndustrial Sucrum, S.A de C. V.
El Dorado 3,600 300
Independencia 6,000 480
Jose Maria Martinez 12,000 1,200
Lazaro Cardenas 2,000 240
Rosales 4,500
Grupo : Tabasco H . Galeana
2,000
180 Benito Juarez
6,000
600 Santa Rosalia
4,500
Grupo Xafra: Servicios Corporativos Xafra S.A de C. V.
El Modelo 6,500 600
El Potrero 11,000 1,400
Emiliano Zapata 6,250
San Miguelito 3,500 400
Ingenio tons/caña/24 hrs tons/azucar/24 hrs
Capacidad de producción por ingenio y por grupo.
(continuación)
Grupos Independiente
Calipam 2,600 260
Dos Patrias 800 80
El Carmen 4,000 400
El Molino 4,000 400
La Concepción 2,000 200
La Joya 3,000 300
La Primavera 7,000 650
Pujiltic 7,000
San José de Abajo 3,500 350
San Nicolas 2,500 300
Zapoapita 5,500 550
Ingenio tons/caña/24 hrs tons/azucar/24 hrs
- Volumen de producción
Los tres estados que tienen mayor producción de azúcar son Veracruz, Jalisco y San Luis Potosí con 1,333,726 ; 450,465 y 286,625 ton respectivamente . Oaxaca también destaca con 171,603 ton . En el siguiente cuadro se presentan las toneladas de azúcar producidas por estado.
Estado Producción de Azúcar
(tons)
1987/88 1988/89 1989/90 1990/91 1991/92 1992/93
Campeche 25 309 21 253 28 295 32 005 34 723 26 000
Colima 36 663 31 012 33 243 38 361 40 341 59 180
Chiapas 125 194 131 203 142 300 143 323 159 761 159 129
Jalisco 446 726 401 881 412 927 501 768 431 499 510 990
Michoacán 141 703 133 145 139 724 163 971 123 817 179 536
Morelos 150 267 138 477 137 688 138 608 109 387 113874
Nayarit 149 662 123 446 128 117 168 830 155 668 182 474
Oaxaca 188 051 207 019 200 274 225 354 208 920 226 546
Puebla 117 969 109 229 126 560 136 975 99 535 121 875
Q . Roo 65 013 76 615 73 385 76 530 66 623 71 672
S .L . P . 318 035 304 361 165 199 286 873 244 412 400 870
Sinaloa 182 245 192 996 159 961 130 865 151 449 127 475
Tabasco 120 902 106 214 121 246 118438 115 067 117 296
Tamaulipas 154 977 140 222 80 081 112 679 103 366 177 524 Veracruz 1 299 064 1 313 361 1 200 645 1 336 030 1 251 233 1 602 025
- Consumo de Azúcar.
En los últimos siete años, la producción promedio de azúcar ha sido de 3,562,100 ton siendo la zafra 1991/92 la de menor producción con 3,295,801 ton, coincidiendo esto con la venta de los ingenios azucareros al sector privado, dos zafras posteriores 1992/93 se obtuvo la producción más alta con 4,076,466 ton, está producción disminuyó a 3,850,000 ton en la zafra 1993/94 de acuerdo al primer estimado.
El consumo promedio de azúcar en los últimos siete años es de 387,000 ton, según los datos recopilados por Desarrollo Operativo de Azúcar S .A de C .V . y la Cámara Nacional de las Industrias Azucareras y Alcoholeras.
AI realizar un análisis entre la producción y el consumo se tiene que desde la zafra de 1987/88 a 1991 /92 existió un déficit en la producción ya que el consumo se mantuvo por arriba, periodo en el que se realizó mayor importación de azúcar ; en la zafra 1992/93 se llegó al equilibrio y en 1993/94 según la primera estimación hubo mayor producción que consumo.
millones de toneladas 4 .5 —
4
3 .5
3
2 .5
2 —
1 .5 —
0 .5 —
zafra 1987/88
1988/89
1989/90
1990/91
1991 /92
1992/93
1993/94 Consumo ~— Producclón
Zafra Producción de azúcar (ton)
Consumo de azúcar (ton)
1987/88 3 521 780 3,510,000
1988/89 3 430 434 3,730,000
1989/90 3 149 610 3,850,000
1990/91 3 610 610 3,960,000
1991 /92 3 295 801 4,100,000
1992/93 4 076 466 4,090,000
1993/94 4 130 000 3,850,000
Fuente : 1987/88 a 1989/1990, estadísticas azucareras e informes de desarrollo operativo de Azúcar S .A de C .V.
1990/91 a 1992/93, última corrida de zafra de los ingenios, recopilada por la C .N .I .A .A.
1993/1994 primer estimado de producción 0
- Refinería
Existen diecinueve ingenios que elaboran azúcar refinada, sin embargo no se tienen datos sobre el volumen de su producción.
• Belisario Domínguez
• Tamazula
• Casasano
• Emiliano Zapata
• La Margarita
• Atencingo
• Plan de San Luis
• Los Mochis
• Rosales
• Benito Juárez
• El Mante
• Aaron Saenz Garza
• Cuatotolapam
• El Carmen
• El Potrero
• Independencia
• San Cristobál
• San Nicolás (en proceso de montaje)
• Tres Valles
- Producción de alcohol
En el país hay ventinueve ingenios que destilan alcohol, de los cuales los que tienen mayor capacidad son : San Cristobal con 70,000 It/24 hrs, siguiendo El Potrero con 37,500 It, El Mante y Alianza Popular con 30,000 y 28,800 It respectivamente . En el siguiente cuadro se presenta la capacidad de cada ingenio .
Ingenios que destilan alcohol
Ingenio Capacidad
(It/24 hrs)
Ingenio Capacidad
(It/24 hrs)
La Joya 14,000 Sta Rosalía 14,700
Pujiltic 20,500 El Mante 24,000
José María Martinez 14,500 Constancia 30,000
Tamazula 25,000 Cuatotolapam 24,500
Pedernales 3,000 El Carmen 18,000
San Sebastian 7,007 El Potrero 33,500
Santa Clara 12,000 Independencia 14,162
Casasano 8,500 La Providencia 21,000
El Molino 15,000 Mahuixtlán 3,150
Puga 9,500 San Cristobal 70,000
Calipam 8,000 San José de Abajo 15,000
Alianza Popular 28,800 San Miguelito 9,000
Los Mochis 26,400 San Nicolás 20,000
Rosales 26,000 San Pedro 25,000
Dos Patrias 4,600
- Abastecimiento de caña de azúcar.
La información sobre este aspecto no es uniforme por lo que se separó de la siguiente forma, en el primer cuadro se presenta el porcentaje de ejidatarios, particulares y colonos ; en la segunda tabla se hace referencia al tipo de propiedad y para algunos ingenios no se cuenta con información.
El abastecimiento de caña en su mayor parte es cultivada por ejidatarios, a excepción de los ingenios Rosales, La Joya y Aaron Saenz cuyo suministro proviene de particulares o en el caso de Dos Patrias por colonos .
Tipo de propietarios
Ingenios Ejidatarios Particulares Otros
(%) (%) (%)
La Joya 35 65
Quesería 69 31
Belisario Domínguez 76 24
Pujiltic 61 39
Bellavista 84 16
Morelos 62 38
Melchor Ocampo 80 20
San Francisco Ameca 93 7
Tamazula 50 50
Pedernales 89 1 1
Emiliano Zapata 86 13 .9
El Molino 75 25
El Refugio 85 5
La Margarita 65 35
Santo Domingo 62 38
Atencingo 70 30
Calipam 83 . 17
Plan de Ayala 85 15
Plan de San Luis 52 48
El Dorado 90 10
La Primavera 60 40
Los Mochis 100
Rosales 27 22
Dos Patrias 8 92
Hermenegildo Galeana 52 48
Aaron Saenz 42 58
Cuatotolapan 76 24
El Higo 68 32
El Modelo 75 25
Tipo de propietarios (continuación)
Ingenios Ejidatarios Particulares Otros
(%) (%) (%)
Independencia 89 1 1
La Concepción 61 39
La Gloria 81 19
La Providencia 81 19
Motzorongo 74 26
Cosamaloapan 63 16 21
San José de Abajo 60 40
San Nicolás 50 50
La información para los siguientes ingenios se refiere al tipo de propiedad y se tiene que todos se abastecen principalmente de terrenos ejidales.
Tipo de propiedad
Ingenios Terrenos ejidales Terrenos particulares
(%) (%)
Lázaro Cárdenas 92 .5 7 .5
San Sebastián 72 .39 27 .61
Santa Clara 89 .5 10 .5
Casasano 84 .7 15 .3
Puga 98 .7 1 .23
Adolfo López Mateos 97 .5 2.5
Alianza Popular 80 .61 19 .39
Ponciano Arriaga 71 .3 28 .6
Central Progreso 54 .99 45 .01
Constancia 84 .94 15 .05
El Potrero 72 .79 27 .20
Mahuixtlán 95 .2 4 .77
San Francisco El Naranjal 69 .52 30 .47
San Gabriel 68 .16 31 .84
San Miguelito 52 .08 47 .9
San Pedro 75 .05 24 .95
Tres Valles 66 .56 33 .44
No se cuenta con datos de los siguientes ingenios:
• José M . Martínez
• Alvaro Obregón
• Benito Juárez
• Santa Rosalía
• El Manta
• El Carmen
• Zapoapita
PROCESOS PRODUCTIVOS
II . Procesos productivos
11 .1 Esquema básico del proceso productivo
El ingenio azucarero produce azúcar estandar, alcohol y mieles finas a partir de la caña de azúcar . En el proceso de fabricación, el principal subproducto es la miel final o incristalizable, de donde es obtenido el alcohol etílico.
A continuación se hace una breve descripción de los procesos empleados, tanto para la producción de azúcar estándar como para la producción de alcohol.
Producción de azúcar estandar
La caña es cortada en los campos y transportada por diversos medios a el ingenio, donde se almacena en un patio denominado batey . De aquí se pasa a la primera separación o lavado de caña.
Lavado de caña
En esta operación la caña es lavada con la finalidad de quitarle la tierra y basuras que arrastra de los campos . El efluente de esta operación contiene altas concentraciones de sólidos suspendidos . Además por el daño que sufre la caña en el corte, tránsporte, carga y descarga, el agua de lavado puede llevar una cantidad considerable de azúcar . Después de esta operación, la caña es transportada hasta las mesas alimentadoras por medio de gruas, dichas mesas se encargan de conducir la caña a la siguiente operación.
Molienda.
Esta operación tiene por objeto extraer el jugo de la caña, denominado guarapo . Esta extracción se efectua haciendo pasar la caña por un tren de molienda, según la siguiente secuencia:
• La caña se ordena en un nivelador llamado gallego, mediante una serie de cuchillas sin filo, con el fin de darle el sentido a ésta para evitar sobrecargas a la molienda.
• La caña se corta en trozos pequeños, mediante unos juegos de cuchillas giratorias, las cuales además la golpean y ablandan sin extraer el jugo.
• Los trozos de caña son rasgados y convertidos a tiras pequeñas mediante una desfibradora.
• Las tiras de caña se filtran y se extrae el primer jugo por medio de una desmenuzadora.
• La caña desmenuzada se hace pasar por un tándem de molinos, donde se extrae la mayor parte del jugo . Para mejorar la extracción, la torta de bagazo que va hacia el último molino es lavado con chorros de agua, a esta operación se le denomina imbibición . El guarapo extraido en el último molino se utiliza para lavar el bagazo denominado bagacino las cuales se eliminan mediante tamices antes de que el jugo crudo pase a la clarificación . El guarapo
es un jugo turbio, ácido de color verde obscuro que contiene una gran cantidad de impurezas solubles e insolubles . El bagazo separado es transportado ya sea a las calderas o a su almacenamiento antes de su disposición final .
C
/arificación.
La remoción de las impurezas presentes en el guarapo se realiza mediante el proceso de clarificación, en el cual se utilizan el calor y la cal como principales agentes de remoción . La secuencia es la siguiente:
El jugo o guarapo es pesado en básculas especiales, se agrega cal al jugo crudo en cantidad suficiente para neutralizar su acidez natural y formar sales insolubles, esto se hace en recipientes especiales o tanques de alcalización . A continuación el jugo alcalizado se calienta hasta el punto de ebullición o ligeramente más alto, propiciándose entonces la precipitación de albúmina, grasas, ceras y gomas . Mediante la sedimentación en tanques individuales de decantación o en clarificadores cautivos de varias bandejas, se separan los sólidos precipitados y en suspensión del jugo claro.
Los lodos precipitados son enviados a filtros rotatorios de vacío, para la recuperación del jugo ahí atrapado . La torta de sólidos separados es llamado cachaza, la cual se descarga mediante una corriente de agua a un canal de riego, a este mismo se vierten las vinazas.
El jugo clarificado, de color café obscuro, posee casi la misma composición que el jugo crudo, con excepción de las impurezas removidas, y contiene aproximadamente el 85% de agua.
Evaporación.
Mediante evaporadores de múltiple efecto al vacío, generalmente de cuatro etapas, se evaporan aproximadamente dos terceras partes del agua contenida en el jugo crudo . Con este sistema, el vapor que se introduce al primer cuerpo, logra producir evaporación en efecto múltiple y el vapor que sale del último de ellos se envía a un condensador . El jugo concentrado, llamado meladura, jarabe o melaza, sale continuamente del último cuerpo y contiene aproximadamente el 65% de sólidos y 35% de agua.
La meladura obtenida está enturbiada por precipitados finos que se eliminan mediante carbonatación o por sulfitación . El gas sulfuroso tiene la ventaja de blanquear el jarabe que es amarillo pardo.
Crista/ización
ycentrifugación.
La cristalización es una continuación del proceso de evaporación, la cual se lleva a cabo en recipientes de vacío de un sólo efecto, llamados tachos . En estos recipientes se concentra el jarabe hasta quedar saturado de azúcar, punto en el cual se introducen cristales de siembra que sirven de núcleo a los cristales de azúcar . A medida que se evapora el agua, se agrega más meladura hasta que la mezcla de cristales y melaza queda concentrada formando una masa densa, conocida como masa cocida . Una vez saturado el tacho, se descarga el contenido a un tanque mezclador o cristalizador, cuyo propósito es disminuir la temperatura de la masa cocida.
La masa cocida del primer tacho, denominada templa , pasa a una centrífuga donde se separan los cristales de azúcar del líquido madre, proceso que a continuación se describe .
La centrífuga gira a velocidades sobre 1000 y 1800 RPM, el canasto cilíndrico suspendido de una flecha, tiene los costados y están formados de tela metálica . Entre el forro y el costado hay láminas de metal que contienen de 60 a 90 perforaciones por centímetro cuadrado . El forro retiene los cristales de azúcar y deja pasar las aguas madres o mieles impulsadas por la fuerza centrífuga quedando lista para recibir otra carga de masa cocida.
Las mieles (aguas madres) de la templa A se envían a un segundo separador llamado tacho B, donde se repite el proceso descrito anteriormente . Después de la cristalización y centrifugación se obtiene azúcar B y miel B, siendo ésta última de muy poca pureza y la cual es enviada al tacho C . El azúcar obtenida en este tacho, se utiliza como semilla para la cristalización en los otros tachos y la miel final es un líquido pesado y viscosos que contiene una tercera parte de sacarosa, otra parte de azucares reductores y el resto con cenizas y agua . Debido a que es incosteable una nueva cristalización a este producto se le llama miel incristalizable.
Los azucares de las templas A y B se mezclan constituyendo la producción final de azúcar.
Secado y envase.
El secador o granulador consta de uno o más tambores rotatorios en paralelo, los cuales reciben vapor o aire caliente junto con los cristales de azúcar, eliminando la mayor parte del contenido de humedad en éstos, hasta el 0 .02% o menos . Posteriormente el azúcar se envía a enfriadores que son tambores parecidos a los secadores, pero sin los elementos de calentamiento . Finalmente el azúcar se transporta a tolvas para pesarlo y envasarlo en sacos.
Producción de Alcohol.
A partir de la miel incristalizable se obtiene el alcohol etílico, la miel final es un líquido viscoso que contiene aproximadamente el 55% de azucares fermentables . Para realizar la fermentación, es necesario hacer en primer término una dilución de licor o meladura, obteniéndose un líquido llamado mosto el cual se envía a tinas de fermentación en donde se inocula con una lechada de levaduras, las que desdoblan los azúcares en compuestos más sencillos que son asimilados y posteriormente transformados en alcohol y CO 2 . El líquido resultante de la fermentación se le denomina vino ; cuyo contenido de alcohol en promedio es de 7 .5% . El fermento es recuperado por centrifugación para usarse en una nueva fermentación y el vino separado se envía a columnas de destilación, donde se obtiene alcohol hidratado que contiene 96% de alcohol etílico y un residuo de destilación llamado vinaza.
El alcohol de 96% se somete a un proceso de deshidratación en columnas, en donde se mezcla con benzal y heptano, con lo cual dicho alcohol pasa a ser alcohol anhídrido, con una pureza de 99 .7% en peso de alcohol etílico destinado a la industria química y también adicionado a la gasolina.
En la producción de alcohol se generan dos descargas de aguas residuales, las aguas de los condensadores y las vinazas . Las aguas de los condensadores son similares en calidad a las provenientes de la fabricación de azúcar . Las vinazas en cambio, constituyen una descarga muy importante por su volumen y alto contenido de materia orgánica, particularmente formada por levaduras que no son separadas de los mostos fermentados .
Las vinazas junto con las cachazas son conducidas mediante un canal agrícola a los campos de caña.
Servicios auxiliares
Son todas aquellas operaciones realizadas en equipos y sistemas que aunque no entren de manera directa en el proceso de producción del azúcar, son sobre los que están sustentadas algunas operaciones que participan directamente en dicho proceso . Estas se pueden listar como sigue:
Calderas
Estas son alimentadas con una cierta cantidad de agua, con el fin de producir vapor, necesario para los turbogeneradores, operaciones de producción, tales como evaporación, cristalización, centrifugación y secado.
El calor requerido para la producción de vapor se obtiene mediante la combustión de bagazo y combustóleo . Dicha combustión se caracteriza por la generación de humos, polvos y gases, que son arrojadoa a la atmósfera . La extracción de los gases de combustión en los humos se realiza normalmente a través de la chimenea de la caldera.
Los residuos sólidos de los hornos son visualmente, cenizas, hollín y escoria usados para emparejar caminos.
Turbogeneradores
Estos reciben el vapor necesario de las calderas, para la generación de energía eléctrica . El vapor de escape es condensado y enviado nuevamente a la caldera . Por otro lado el agua de enfriamiento, sale al ambiente con una temperatura elevada si es que no se envía a una torre de enfriamiento.
Chumaceras de molinos.
Estas son enfriadas con agua, por lo que la descarga contiene grasas y aceites.
Condensadores
En éstos, se tienen dos corrientes de agua, por un lado el vapor, procedente de otras unidades (evaporadores, tachos, etc .) es condensado y por otro, el agua de enfriamiento, que circula en un circuito que se complementa con un sistema de enfriamiento.
Debido al volumen de condensado, este representa una de las más importantes descargas de un ingenio, a menos que se reuse en otra parte del ingenio o se envie a una torre de enfriamiento.
Si el control del proceso en el evaporador es adecuado, la única contaminación del agua es su elevada temperatura ; sino, al tener fallas en la operación del evaporador, pueden presentarse concentraciones apreciables de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y sólidos disueltos por arrastre de azúcar . Si al reusarse el agua de condensado se detecta su contaminación con azúcar, puede llegarse a purgar el sistema de que se trata, con la consecuente contaminación de cuerpos receptores y el desperdicio de un volumen importante de agua .
Lavados químicos
Cada semanas o dos, los evaporadores de los ingenios son sujetos a un lavado de acuerdo a la siguiente secuencia:
1. Lavado con agua
2. Ebullición por varias horas con sosa cáustica concentrada 3. Lavado con ácido clorhídrico diluido
4. Enjuage con agua
Las soluciones limpiadoras y el agua de enjuage contribuyen en pequeña escala al volumen total descargado de un ingenio, sin embargo estas aguas llevan contaminantes químicos incluyendo sales de metales pesados, además de ser excesivamente ácidas o alcalinas.
Plan de acondicionamiento de aqua
En esta se tiene agua residual proveniente de filtros de arena y zeolita y de la regeneración de las unidades de intercambio fónico . Su caudal está en función de la capacidad de la planta de tratamiento.
Mantenimiento
En esta operación se generan grasas, aceites, solventes, pinturas y chatarras.
Fondajes en tan querías
En tanques de almacenamiento de la sosa, que se ha usado varias veces, se van acumulando los lodos que se forman con carbonatos, fosfatos y otras sales alcalinas de las incrustaciones removidas . Estos lodos se descargan periodicamente al dren general del ingenio, para dejar espacio a nuevas soluciones de sosa cáustica.
Agua de alimentación de calderas
Esta agua se envia a una planta de desmineralización y acondicionamiento, el resto del agua es empleada con la misma calidad con la que se recibe.
Servicios genera/es
En este rubro se contemplan las descargas de aguas residuales provenientes de los servicios sanitarios (obreros y oficinas administrativas) y de lavado de instalaciones, además de
considerar los residuos sólidos generados.
Servicios sanitarios
El volumen de agua residual proveniente de los servicios sanitarios de un ingenio, depende del número de obreros y empleados que laboran en la planta . Su contaminación es por materia orgánica y principalmente por la presencia de organismos patógenos .
Lavado de pisos
La descarga proveniente del lavado de las instalaciones del ingenio, tienen una alta concentración de sólidos, grasas y aceites . Estas aguas se desalojan (en algunos ingenios) a través de trincheras junto con las aguas pluviales.
Otras actividades
Residuos sólido, principalmente basura de tipo municipal (doméstico) generados en oficinas, por la preparación y consumos de alimentos y en servicios sanitarios .
PRODUCCION DE AZUCAR ESTANDAR
Lavado de caña
agua de lavado de caña
~
♦
Preparación de la caña
♦ Molienda
agua de enfriamiento de molinos► aqua de enfriamiento de turbinas
+
VPetróleo
Sulfitación
V Alcalización
vapor ►
purgas
gases de combustión
aqua de enfriamiento de turbinas
bagazo
4
Calderas
V Planta eléctrica
Calentadores
Clarificación
Filtro
sosa y residuos de ácido
vapor ►
.. ..I Evaporación aqua de condensador V
aqua de condensador►
torta de cachaza ►
vapor
...
.. .. .... .. .. .... ... ...
aire ►
Cristalización V Centrifugación
♦ Secado
miel final
aire humedo con polvillo de azúcar►
♦ Envase y almacenamiento
11 .2 Materia prima
La caña de azúcar es originaria de Nueva Guinea, suministra el 70% de la demanda internacional de azúcar, y fue de las primeras plantas tropicales adaptadas al cultivo agroindustrial en gran escala . Pertenece a la familia de las gramíneas, las variedades
cultivadas comercialmente pertenecen a la especie Saccharum officinarum.
Morfología
El tallo está formado por nudos y entrenudos, de longitud de 5 a 25 cm, con un diámetro de hasta 6 cm . En cañas desarrolladas la longitud del tallo puede ser de 3 a 6 m . Las hojas son alternas, y alargadas, se originan en los nudos . La inflorescencia es una panoja ramificada con muchas espiguillas dispuestas en pares, una sésil y otra pedunculada . La flor es bisexual y con un sólo ovulo.
Fisiología
La caña de azúcar se caracteriza por su capacidad de almacenar el máximo de energía solar por hectárea y por mes medida por el poder calorífico de la sacarosa sintetizada . La mayor concentración de sacarosa se localiza en la parte madura de cada tallo y en los entrenudos.
Para que se de la floración, la duración del día debe ser próxima a las 12 hrs, la temperatura mínima superior debe ser de 18°C , al iniciarse la floración se suspende la formación de las yemas laterales . Aparentemente la absorción de agua y de nutrimientos se suspende y las hojas más bajas empiezan a secarse . Si la cosecha se realiza recién iniciada la floración el porcentaje de azúcar es normal, si se espera algún tiempo, este porcentaje disminuye notablemente.
Sistemas de cultivos
Los sistemas de cultivos de la caña de azúcar presentan los siguientes ciclos:
• cultivo a partir de terrenos vírgenes : ciclo nuevo
• cultivo a partir de retoños de cepas : ciclo de retoño
• cultivo a partir de renovación de cepas : ciclo de renovación
La primera cosecha se obtiene aproximadamente de 14 a 18 meses posteriores la siembra de cultivo nuevo . Luego se inicia el ciclo de retoño de cepas o socas . Este ciclo toma aproximadamente 12 meses despues de la cosecha anterior . Así la caña sigue produciendo varios años, luego se renueva el ciclo.
El ciclo nuevo empieza con la destrucción de las cepas viejas mediante un equipo rompe cepas, luego se realiza una operación de subsoleo, a continuación se realiza la preparación del terreno y las siguientes operaciones son similares a las de un cultivo nuevo .
Preparación de/ terreno
La preparación del suelo incluye las siguientes operaciones básicas para los ciclos nuevos y de renovación .
• acondicionamiento de terrenos nuevos en caso de un cultivo nuevo
• romper cepas y subsoleo en el caso de renovación
• labranza primaria
• barbecho
• labranza secundaria
Los terrenos nuevos se limpian mediante una operación de desmonte y limpieza . Una labor escencial es la nivelación del campo tanto para cultivos de temporal como para cultivos de riego . Para la renovación del cultivo, la primera operación despues de la cosecha del cultivo anterior será la destrucción de las cepas con unsubsolador, el cuál romperá el centro de la hilera, extrayendo las cepas mientras los discos las cortan y las dejan expuestas al aire en el entresurco . La labranza primaria se realiza a una profundidad de unos 50 cm para romper el subsuelo y mejorar la aireación y absorción del agua.
Despues de estas operaciones preliminares se inicia el barbecho, la profundidad varía de unos 35 cm hasta 50 cm . En algunos lugares se deja descansar la tierra barbechada por un periodo de tres a nueve meses, para que la tierra se asiente y las condiciones climatológicas la puedan desmenuzar . Se puede trabajar esta tierra sembrando una leguminosa como abono verde . Esta práctica produce un gran volumen de materia verde, que se entierra unas tres o cuatro semanas antes de la siembra del nuevo cultivo de caña.
Semi//as
Comercialmente, la caña de azúcar se propaga de manera vegetativa, por medio de estacas o esquejes . Hay tres clases de semillas que comunmente usan los agricultores.
• trozos de cogollo
• semillas de plantillas o socas
• semillas de semilleros
Los trozos de cogollo se obtienen en el momento de la cosecha de una plantación sazonada.
Esta semilla es de baja calidad . Las plantillas o primeras y segundas socas de aproximadamente ocho meses de edad con frecuencia se usan como fuente de semilla . En este caso se puede utilizar todo el tallo . Sin embargo también es de baja calidad . La semilla obtenida a partir de semilleros es la más adecuada, ya que es de excelente calidad, tiene un alto porcentaje de germinación, asegura pureza de variedad, el estado sanitario y su condición nutricional es superior .
Surcos
Los surcos se trazan a una distancia de 130 a 150 cm entre ellos . La profundidad es de 30 a 40 cm . Luego de la siembra, las semillas se cubren con tierra formando un camellón, mediante operaciones de aporque, el cual se efectua gradualmente mientras crece la planta.
La siembra en surcos es el método más usado ya que facilita la mecanización de la cosecha, el suministro de agua de riego por los surcos, la aplicación de fertilizantes en bandas y el deshierbe mecánico, así como el adecuado desarrollo del sistema de raíces.
Siembra
La siembra se realiza de manera manual o mecanizada . En la siembra manual la semilla se coloca en el fondo del surco acostada y alineada según los siguientes sistemas:
• sistema de chorro semi/1o : se realiza con semilla de alta calidad, se coloca en el fondo del surco y sus extremos pueden tocarse o separarse entre sí unos 20 cm . Los trozos pueden ser de dos o tres yemas . Se emplean aproximadamente 5 toneladas
• sistema de chorro y medio : se emple cuando la semilla se ha maltratado durante el transporte o tiene cinco o seis días de cortada . Consiste en sobreponer los extremos de un trozo, sobre los extremos de dos trozos contiguos que están un poco separados . Se emplean unas 7 toneladas de semilla por hectárea.
• sistema de chorro doble : se aplica cuando la semilla no ha sido bien seleccionada o se encuentra maltratada Se coloca en el fondo del surco, dos hileras de trozos . Se emplean unas 10 toneladas de semilla por hectárea.
• sistema de chorro trip/e : se utiliza cuando la semilla no es uniforme, ha sido maltratada, está vieja y no es seleccionada . Esto se corrige con una mayor densidad de siembra, empleando unas 15 toneladas de semilla.
Los procesos de preparación de la semilla y su siembra en el campo son los siguientes:
• los tallos provenientes del semillero se llevan al sitio de siembra y se deshojan a mano, evitando el empleo de cualquier instrumento que pueda dañar las yemas.
• el corte de los tallos se hace sobre una estaca enterrada . El corte debe ser limpio, perpendicular al tallo y aproximadamente a la mitad de los entrenudos.
• los trozos de tallos o semillas deben tener una longitud de 45 cm
• la semilla se coloca en el fondo del surco acostada y alineada
• la semilla se tapa con tierra, a mano o mecánicamente
Fertilización
Se calcula que una tonelada de tallos de caña de azucar listos para la molienda extrae del suelo las siguientes cantidades de elementos nutritivos : nitrógeno 0 .50 kg/ton, fósforo 0 .50 kg/ton y potasio 1 .20 kg/ton . La elevada exigencia de nutrimientos de la caña hace necesaria la fertilización, los más comúnmente empleados en caña de azúcar son : nitrato o sulfato de amonio, urea, superfosfato triple, cloruro de potasio y fórmulas compuestas como : 10-20-20;
10-30-10 ; 14-14-14.
Manejo de cu/tivo
A medida que crece la caña al cabo de algunas semanas después de la siembra, se empieza a aporcar la planta ; gradualmente, mediante una operación adicional de aporque se forman surcos y un camellón . A medida que crecen las plantas van creciendo también las malezas en los surcos entre las hileras, para eliminarlas se emplean dientes montados en la barra portaherramientas . Cuando la caña tiene más altura, se usa una barra portaherramientas con un arco central.
En el caso del ciclo de retoño de cepas, después de la cosecha se realiza el rasurado de tocones, recorte lateral y se pasa la surcadora para rehabilitar el camellón y se aplica la primera fertilización.
Cosecha y beneficio
La maduración se favorece naturalmente por una baja temperatura y artificialmente por la detención del riego . La epóca ideall para el corte es durante los tres meses en que la caña alcanza su desarrollo máximo y conserva su máxima calidad . Para determinar la maduración de la caña se toman muestras para determinar el contenido de azúcar . (° Brix).
La cosecha se realiza a mano, semimecanizada o mecanizada, el beneficio se realiza lo más rápidamente posible, para evitar pérdidas de sacarosa que puede alcanzar un nivel del !% por día .
DIAGRAMA DE FLUJO
CULTIVO DE LA CAÑA DE AZUCAR
Ciclo nuevo
Desmonte, limpieza y acondicionamientos de terrenos nuevos
Labranza primaria
Barbecho leguminosas Labranza secundaria
Surcos y camellones
Preparación de semilla y siembra
Fertilización básica
I
Desaporque
Aporque Subsoleo
I
Subsolación
Control de malezas
I
I
Recorte lateral
I I I
Rompecepas
Ciclo de renovación
Fertilización adicional
I
Control de plagas y enfermedades
Cosecha
Rasurado de cepas
Ciclo de retoño de cepas
Quema
Corte, troceo
Carga, transporte
Ingenio azucarero
IMPACTOS AMBIENTALES
Ill .lmpacto sobre el ambiente percibido en el entorno de las instalaciones del sector azucarero, respecto a:
///. 1 Obtención de la materia prima
Los principales impactos ambientales producidos durante la obtención de la materia prima son en las siguientes actividades : limpia, quema, riego y fertilización . Dichas actividades causan efectos sobre la fauna y vegetación del área así como en el suelo y en el agua.
Durante las actividades de limpias se utilizan principalmente herbicidas e insecticidas que cuando son utilizados en exceso, afectan los suelos provocando horizontes endurecidos o la muerte de microorganismos edáficos ; las aguas de retorno agrícolas saturadas con plaguicidas afectan a la fauna.
Las zonas cañeras presentan gran cantidad de plagas (ratas y tuzas) que afectan a la producción de caña por lo que para su control se utilizan cebos envenenados, sin embargo estos no son específicos y afectan también a la fauna del lugar.
Ahora bien la caña de azúcar es un cultivo que necesita gran cantidad de nutrientes por lo que rapidamente los suelos se empobrecen y para suplir esta falta de nutrientes se utilizan grandes cantidades de fertilizantes, los cuales son arrastrados por las lluvias o las aguas de riego a cuerpos receptores provocando su eutroficación.
Durante la quema de la caña, para eliminar las hojas y facilitar su corte, son emitidos a la atmósfera partículas, monóxido de carbono e hidrocarburos, los cuales afectan la calidad del aire, la visibilidad y a la salud de la gente de poblaciones cercanas y a los mismos agricultores . Además afecta a la fauna local la cual muere o huye del sitio.
Cuando se realizan trabajos de desmonte y nivelación del terreno para abrir nuevas tierra de cultivo, se afecta al suelo porque al remover la vegetación se pierden los primeros horizontes, además esto tendrá consecuencias al llevar a cabo labores agrícolas haya necesidad de aplicar mayor cantidad de fertilizantes, proporcionando una mayor carga de éstos en las aguas de retornoagrícola provocando los impactos mencionados ya con anterioridad . La remoción total de la vegetación árborea y arbustiva puede provocar la desaparición de algunas especies útiles, así como de la fauna silvestre que al cambiar sus habitats es más susceptible a la depredación . También se propicia el aumento de la erosión eólica e hídrica , lo que producirá mayor carga de sedimentos fáciles de transportar por los escurrimientos.
///.2Proceso de producción
La contaminación producida por los ingenios azucareros es escencialmente de origen orgánico y consiste en materiales sólidos en la atmósfera (bagazo quemado y sin quemar), gases disueltos en la atmósfera (CO y SO 2 ), materia orgánica soluble o coloidal (azúcares, grasas, etc), materiales sólidos en suspensión cachaza . También existen contaminantes inórganicos como son los lavados de evaporadores y tachos (ácido muriático, sosa cáustica) . Por último la temperatura de los efluentes también es una causa de contaminación de ríos y lagunas .
Las áreas de un ingenio, que mayor contaminación producen son : clarificación, evaporación, cristalización y calderas.
Clarificación:
El principal contaminante en esta área lo constituye la cachaza . Aproximadamente por cada tonelada de caña se producen 0 .29 ton de cachaza . Los componentes de la cachaza que más contaminan, lo constituyen la fibra (celulosa) y la materia orgánica disuelta (sacarosa) . Los otros sólidos están constituidos por cera, cenizas, SiO 2 y componentes inórganicos.
La materia orgánica absorbe el oxígeno del agua causando un desequilibrio, hasta que los contaminantes se han degradado biológicamente.
Los contaminantes inórganicos son el ácido muriático y sosa cáustica para el lavado de calentadores de jugo mezclado y no obstante que en conjunto son descargas inapreciables (0 .020 Its/tonelada de caña de ácido muriático y 0 .030 Its/ton de caña de sosa cáustica) en algunas regiones también causa contaminación en la zona de descarga.
Evaporación:
Los ingenios utilizan el agua para condensar vapores de último efecto de los evaporadores y producir el vacío . Estos vapores, no obstante que pasan por separadores de arrastre, transportan partículas de licor en suspensión las que al entrar en contacto con el agua, se disuelven formando el contaminante que en este caso también es materia orgánica.
Por los flujos tan grandes que se manejan, no obstante que la materia orgánica es de baja concentración (2 000 Its/ton de caña de azúcar) es una de las principales causas de contaminación del agua.
La temperatura de descarga del agua también contribuye a disminuir la vida acuática en las zonas cercanas a los ingenios que no cuentan con sistemas de enfriamiento.
Los contaminantes inórganicos están constituidos por ácido muriático y sosa cáustica con aproximadamente 0 .0488 y 0 .0717 Its/tonelada de caña respectivamente.
Cristalización
Los contaminantes en esta etapa están constituidos por : efluentes con materia orgánica cuando no existe recirculación en los ingenios ; temperaturas altas en los efluentes, cuando no
hay enfriamiento y recirculación .
Molinos, centrífugas, refinación y secado.
La contaminación en estas áreas está constituida por descargas de materia orgánica, polvos finos de azúcares, lavados y drenajes.
Calderas
La emisión de contaminantes en valores promedio por tonelada de caña se presenta a continuación:
Cenizas 8 .5375 kg/ton de caña CO
SOx 0 .342 kg/ton de caña Polvos 0 .65 kg/ton de caña
tamaño promedio de partículas de : 40 a 150 p
Purgas de caldera 25 Its/ton de caña
En el caso de los polvos, las partículas pequeñas no constituyen un problema, debido a su tamaño y alto grado de diseminación en la atmósfera . No así las partículas de medianas de 40 a 50
µ
las que se dispersanen una extensión de un kilómetro, dependiendo también de la velocidad del viento.Las purgas de las calderas contaminan en un grado moderado, ya que los flujos de descarga por ingenio fluctuan entre los 40 y los 100 Ipm y con un alto contenido de sólidos.
Servicios auxiliares
En el caso del mantenimiento de la planta también son causantes de contaminación, en particular en el lavado de pisos se arrastra gran cantidad de materia orgánica, sólidos además de grasas y aceites que escurren de la maquinaria que necesita lubricación.
Producción de alcohol
Las vinazas constituye el principal residuo generado en la fabricación de alcohol y es el efluente líquido más contaminante ya que tiene una alta carga orgánica, pH bajo y altas temperaturas de 95-98°C.
ACTIVIDAD
IMPACTOS GENERADOS
Ciclo nuevo
Horizontes endurecidos
Muerte de microorganismo edáficos Afectación a la fauna
Erosión de suelos
Labranza secundaria
Surcos y camellones
Preparación de semilla y siembra
Fertilización básica
Aporque
Control de malezas Desmonte, limpieza y acondicionamientos de terrenos nuevos
Labranza primaria
Eutroficación de cuerpos receptores
Quema
Carga, transporte
Ingenio azucarero
Afectación a la fauna circundante
Emisiones a la atmósfera
( partículas, monóxido de carbono e hidrocarburos ) Calidad del aire
Visibilidad
Tráfico vehicular Afectación a caminos Fertilización adicional
I
Control de plagas y enfermedades
Cosecha
Corte, troceo
Lavado de caña
Sólidos, Materia orgánica
Preparación de la caña
agua de enfriamiento de molinos aqua de enfriamiento de turbinas►
Calderas agua de lavado de caña
Molienda
V
Petróleo purgas
qases de combustión
Alto contenido de sólidos Emisiones a la atmósfera
Afectación a la población circundante vapor
► Sulfitación
VI
bagazo
Alcalización Planta eléctrica aqua de enfriamiento
de turbinas
Calentadores
Clarificación
I
vapor _I
Evaporación
Filtro
♦
aqua de condensador►
torta de cachaza ►
Materia orgánica, pH y temperatura Eutroficación de cuerpos receptores sosa y residuos de ácido
aqua de condensador
► `• Materia orgánica
► Cambio de pH en cuerpos receptores
vapor
Cristalización
♦
Centrifugación miel final
► Efluentes con materia orgánica Temperaturas altas de los efluentes
(DBO alto en cuerpos receptores)
aire
Envase y almacenamiento
aire humedo con polvillo de azúcar►
Simbologfa
Actividad
Impacto generado ♦
Secado
♦
TECNICAS Y PROCEDIMIENTOS DE PREVENCION Y
CONTROL DEL DETERIORO AMBIENTAL
IV . Técnicas y procedimientos de prevención y control del deterioro ambiental.
/V. 1 Optimización de/ proceso.
Los contaminantes que pueden disminuirse mediante una operación eficiente son:
• contaminantes en caldera
• descarga de cachaza
• efluentes orgánicos Calderas
En este caso mediante una combustión eficiente disminuyen el consumo de bagazo y petróleo y por lo tanto la emisión de gases y polvos
La combustión está ligada directamente con la eficiencia térmica de las calderas . Para lograrlo se requiere:
• Rehabilitación de equipos : instalación de equipos de control en las chimeneas en particular lavadores de gases de alta eficiencia.
• Instrumentación y control de los sistemas de combustibles : principalmente limpieza de tanques de combustible y verificación de la eficiencia de los quemadores
• Preparación adecuada del bagazo : evitar el alto contenido de humedad y/o impurezas
• Formación de recursos en todos los niveles
Cachaza
Su control se origina desde la caña sembrada, quema de la caña, transporte y almacenamiento, manejo y preparación en el batey . La extracción y la clarificación también son etapas de control ya que si éstas son eficientes, la producción de cachaza por tonelada de caña disminuye . Sin embargo posteriormente también es necesario hacer un adecuado manejo Siendo la cachaza un material que se presenta en un estado semilíquido, con gran cantidad de sólidos, es conveniente separar una fase de la otra para manejar más fácilmente el residuo sólido con una cantidad de humedad menor.
Efluentes orgánicos.
Se pueden combatir con un buen mantenimiento preventivo, puesto que al no existir fugas en tuberías, sellos, fluxes, etc ., la descarga orgánica a los drenajes disminuye.
Otra forma es la recirculación interna del agua . Las aguas condensadas de los evaporadores de múltiple efecto constituyen la mayor fuente de recirculaciones ; generalmente la práctica de recirculación de este tipo de aguas es la siguiente : El efluente del primero y segundo efecto se pueden utilizar como alimentación de calderas y el efluente de los restantes efectos
pueden ser utilizados para : imbibición durante la molienda, preparación de la cal hidratada, en los filtros de vacío, en las centrífugas de azúcar entre otros.
/V.2/nsta/ación de equipos anticontaminantes
Cuando los contaminantes no pueden controlarse en la operación normal, se debe utilizar equipo anticontaminante, el cual se describe a continuación:
Control atmósferico
En el caso de emisión de humos y polvos existe una gran variedad de equipos anticontaminantes, los que se pueden aplicar a la industria azucarera son los que se describen a continuación:
Eliminación de partícu/as en corrientes gaseosas por medio de colectores mecánicos o filtros de cartucho . En los colectores mecánicos, la corriente gaseosa, se hace pasar por compartimientos donde las partículas por los cambios de dirección no pueden seguir el flujo fácilmente ; presenta la venteja de tener costos bajos de operación y mantenimiento, su configuración es simple lo que hace posible el uso de materiales resistentes a la abrasión, corrosión o temperatura . Las desventajas que presenta es la falta de habilidad para para retener el material fino y la tendencia a formar gotas de agua . Los filtros de cartucho se usan para eliminar partículas finas (hasta 0 . 5 p. ) están hechos a base de fibras naturales y sintéticas, limitan su uso a una temperatura de 290 0 C.
Eliminación de contaminantes gaseosos (SO 2) : en aquellos ingenios donde se ha sustituido el bagazo por combustible líquido se tienen contaminantes en los gases de combustión, los que son aún más dificiles que los polvos . Algunos equipos que pueden ser aplicados son : Torres rociadoras atmosféricas, torres empacadas, venturi seco, venturi húmedo ; en estos los contaminantes gaseosos, el líquido que entra en contacto con la corriente gaseosa, generalmente es agua con un compuesto que reacciona con el SO 2 (algunos compuestos son : sulfito de potasio, amoniaco, lechada de cal, hidróxido de magnesio etc).
Control de agua
Los tratamientos de efluentes contaminantes que se pueden aplicar a la industria azucarera son :
Tratamientos químicos ; pueden ser de tres tipos : neutralización, cloración y coagulación . La neutralización se utiliza para las aguas ácidas y alcalinas provenientes de los lavados desincrustantes de los equipos de evaporación .Los neutralizantes más aplicados son para efluentes ácidos : lechada de cal, cal, carbonato de sodio, amoniaco, desecho alcalino . Para efluentes alcalinos son el ácido sulfúrico, clorhídrico CO2, azúfre y desecho ácido . La cloración se aplica para el tratamiento de efluentes con materia
orgánica . La coagulación funciona para la eliminación de cuerpos micróscopicos de 0 .001 a 1 .0 de diámetro dispersos uniformemente en un medio homógeneo y se utilizan dos tipos de coagulantes (coagulantes para orientación en la carga eléctrica de las partículas y formación del flóculo y coagulantes que ayudan a terminar la formación del flóculo) . Este tipo de tratamiento se combina con algún tratamientoprimario de filtración, sedimentación o flotación.
Tratamientos biológicos; incluyen la eliminación de sólidos en suspensión, ajuste de pH y la reducción del DBO, se utilizan equipos de oxidación, los dos grupos que más se utilizan en la industria azucarera lo constituyen los aereadores mecánicos y los aereadores por difusión.
Adsorción por carbón activado ; la adsorción con carbón activado es un buen metódo para adsorber materia orgánica soluble que no se eliminó por lo metódos convencionales . El efluente pasa a través de un lecho de carbbón activado granular donde las moléculas orgánicas se adhieren a la superficie del carbón, cuando se satura se cambia.
Desechos sólidos
En la mayoría de los procesos, el producto final es un sólido, del cual debe controlarse su destino final . Para su control se utilizan depósitos sanitarios en tierra, conversión química, reciclado, incineración y depósitos oceánicos.
El más simple es el depósito sanitario como relleno de tierras . Comprende básicamente el depósito y compactado de los desechos en módulos que se cubren con tierra . El problema de este tipo de rellenos son la producción de compuestos líquidos que contaminan las tierras y la acumulación de gases que pueden provocar incendios o explosiones.
En lo que se refiere a las grasas y aceites es necesario separarlos por medio de trampas de grasas y aceites trasladarlos a un lugar adecuado para el manejo de residuos peligrosos.
/V.3Aprovechamiento de residuos
La disposición y tratamiento de los subproductos contaminantes en los ingenios considera la reutilización de los mismos, ya que se tiene la gran ventaja de que en su mayoría son orgánicos y susceptibles de ser usados y/o transformados, algunos ejemplos se presentan a continuación:
Cachaza : es utilizado como mejorador de suelos manejandose de forma sólida y transportandose en camiones de volteo o bien puede ser incorporado al sistema de riego.
Vinazas : podrían ser utilizadas como alimento animal previa concentración y al igual que la cachaza puede ser utilizada como abono por su contenido de fosfato y potasio .
Bagazo : además de ser utilizado como combustible, el excedente puede servir como materia prima de aglomerado, para fabricación de papel y celulosa, para tableros de fibra comprimida, y plástico previo estudio de factibilidad.
Cenizas : producto de la combustión del bagazo, es utilizada posteriormente en algunos ingenios como material de relleno de baches y hoyos de las poblaciones cercanas, dando buenos resultados debido a sus características inertes y de buena compactación, por lo que esta práctica debia de generalizarse a otros ingenios.
Miel final : las mieles incristalizables obtenidas como subproducto en la elaboración de azúcar pueden ser vendidas a ganaderos y fabricantes de alimento para ganado . Además de ser utilizadas en algunos ingenios para la producción de alcohol.
Aguas residuales : previo tratamiento pueden ser utilizadas para el riego.
Materia orgánica : puede ser utilizada para la producción de biogas y la obtención de proteína microbiana.
/V.4 Capacitación y cambio de conductas.
Para tener éxito en un programa de control de la contaminación ambiental en un ingenio azucarero, es necesario concientizar tanto empleados como obreros, sin embargo, actualmente no existen programas encaminados a la capacitación ambiental, como ejemplo se tiene a el Instituto de Capacitación de la Industria Azucarera "José María Martinez
Rodríguez" el cual es el encargado de llevar a cabo la capacitación global de la plantilla de obreros sin embargo no tienen programas en el área ambiental y a corto plazo no lo tienen contemplado . En cuanto al personal técnico se ignora si existen programas de capacitación, ya que estos se hacen en cada uno de los ingenios de acuerdo a sus políticas internas.
Ahora bien es necesario realizar reuniones periódicas con los técnicos de todos los ingenios para el intercambio de experiencias y resultados de tecnologías aplicadas con el fin de controlar la contaminación y/o la optimización del proceso de producción . Unicamente se tiene conocimiento que por parte de la Cámara Nacional de las Industrias Azucareras y Alcoholeras de México existe el compromiso de iniciar una recopilación de toda la información existente de los ingenios en México para hacer un banco de datos.
Por parte de organismos internacionales se realizó en 1993 un proyecto con la participación de la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI) y el Grupo de
Países Latinoamericanos y del Caribe Exportadores de Azúcar (GEPLACEA) con el fin de apoyar y realizar estudios sobre algunos ingenios para obtener un desarrollo sostenido y compatible con el medio ambiente . Como resultado de este estudio se obtuvieron algunas medidas propuestas para la prevención de la contaminación a corto y mediano plazo de cada ingenio estudiado . Sin embargo es necesario hacer mayor difusión de los resultados obtenidos .