ESTRATEGIA DE MINIMIZACION DE RESIDUOS DE LA

ESTRATEGIA DE MINIMIZACION DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA DE LA PINTURA Y TINTAS
Vaca Mier Mabel, Hernández Basilio Cesar, Martínez Cordero Miguel Ángel, García González Gerardo
Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco
Av. San Pablo No. 180, Col. Reynosa-Tamaulipas, México, D. F. 02200
Tel. 7244523, FAX: 7244280, Email: [email protected]
RESUMEN
La estrategia para la minimización de residuos requiere del estudio detallado del proceso sobre el cual se va
a aplicar, iasí como de la identificación las partes del proceso donde sea necesaria y factible su
instrumentación. En este trabajo se analizaron diferentes metodologías para la minimización de residuos
sólidos y líquidos y contaminantes atmosféricos en una fábrica de tintas y una de pinturas, después del
cuidadoso estudio de los procesos y procedimientos de las empresas vinculados directa o indirectamente
con la generación de desechos.. En general, las estrategias de miniminización propuestas de mayor
importancia incluyen: la limpieza mecánica y a alta presión, el mejoramiento de los planes de producción, el
uso de empaques reusables, el mejoramiento de la dispersión y la segregación de residuos.
INTRODUCCIÓN
Para los propósitos de este trabajo se hace necesario la descripción general de la composición de una
pintura y tinta así como de su proceso de producción.
Los componentes básicos de una pintura y una tinta son tres: pigmento, vehículo y solventes.
El proceso de fabricación de las pinturas consiste en los siguientes pasos: mezcla, dispersión o molienda,
adelgazamiento o ampliación, ajuste y empaquetado. El método más común de fabricación consiste en
mezclar todos los pigmentos con una porción líquida, para hacer una pasta de consistencia adecuada, en un
tanque de cuchillas rotantes. Esta pasta se alimenta al molino que tiene dos piedras que generan la presión
suficiente para dispersar los pigmentos en los líquidos, eliminando aglomeraciones no mojadas y bolsas de
aire. El resultado de la dispersión se pasa en corriente continua al tanque de ampliación de cuchillas
rotantes, donde se adiciona el sobrante de los líquidos y se realizan pruebas de viscosidad, color y otras
propiedades físicas para la fórmula en cuestión. La mezcla, finalmente debe de ser aprobada y entonces es
guardada dentro de los contenedores adecuados.
El proceso de fabricación de una tinta requiere de un mezclado donde el material se descompone y se
mezcla completamente con un vehículo. La naturaleza del vehículo y las características de la dispersión de
la materia colorante agregada determinaran si la fabricación de la tinta requerirá de una molienda donde se
complete la dispersión por medio de molinos de bolas, de municiones, de coloides, entre otros. Finalmente
se hace una filtración para eliminar impurezas tales como basura, fibras y vestigios de abrasivos dejados en
la tinta por los varios procesos de molienda.
Programas de Minimización de Residuos
Las técnicas de minimización de residuos, ya sea de las reducciones en la fuente o las actividades de
reciclaje, pretenden reducir la toxicidad de los residuos o el volumen generado. Con todas las soluciones
innovadoras, en los problemas de manejos de residuos, la minimización requiere de una cuidadosa
planeación, soluciones creativas, cambios en la actitud, en algunos casos inversiones de capital y de
compromiso de la empresa.
Las técnicas de minimización se muestran a continuación:
1. Reducción en fuente.
a) Cambios en la producción: sustitución y cambios en la composición de productos
b) Control en la fuente: cambios en la adquisición de material (purificación o
sustitución del material), cambios en la tecnología (cambios de procesos o en el
marco operacional) y buenas prácticas de operación.
2. Reciclado in situ y fuera del sitio.
a) Recuperación: sustituyendo materia prima en otro proceso o regreso al original.
b) Uso y reuso: procesarlo para recuperar el recurso o como un subproducto.
Un programa de minimización de residuos se debe de establecer como un todo, incluyendo en sus
componentes proyectos específicos de minimización pudiendo emplear evaluaciones de minimización de
residuos como herramienta para determinar donde y como se pueden reducir los residuos. La empresa
interesada debe de hacer una filosofía del programa por medio de metas y políticas establecidas por la
dirección, logrando con ello, no sólo eliminar o reducir residuos, sino también un mejoramiento en la
eficiencia de la compañía.
La evaluación de oportunidades de minimización de residuos es un proyecto de actividad estructurado y
diseñado para identificar, analizar y seleccionar las opciones para reducir el volumen o toxicidad de las
fuentes de residuos derivadas de los objetivos del proceso o de su operación. La evaluación es considerada
como el componente principal de un programa de minimización que de manera general consta de los
siguientes pasos:
1. Planeación y organización del proyecto: Adquisición del compromiso, establecimiento de responsables y
metas del programa.
2. Preparación de la evaluación: Identificación de las fuentes de residuos, recopilación de datos del proyecto
y de la empresa, objetivos de la evaluación y selección de los participantes.
3. EVALUACIÓN: Colección de los datos del proceso y de la empresa; Selección y jerarquizaciòn de los
objetivos; selección del personal que participa en la evaluación; revisión de datos e inspección del sitio;
planteamiento de opciones y revisiòn y selección de las opciones para su estudio.
4. Análisis de factibilidad. Evaluación técnico-económica y selección de la opciones para su manejo.
5. Instrumentación. Justificación de los proyectos y obtención de financiamiento; modificación, instalación e
instrumentación del equipo; evaluación de la eficiencia de los proyectos.
La evaluación consiste en revisar cuidadosamente las operaciones de la planta y sus corrientes de residuos.
Después de que una corriente de residuos es establecida como el foco, un número de opciones con
potencial para minimizar residuos se desarrollan y seleccionan con base en las factibildades tecnoeconómicas, para seleccionar las más factibles. Debido a que un amplio programa de minimización afecta a
muchos grupos funcionales dentro de la compañía, el programa necesita conjuntar a diferentes grupos para
reducir los residuos. La formalización del programa depende sobre todo del tamaño y al complejidad de la
organización y de sus problemas de residuos.
PLANEACIÓN Y ORGANIZACIÓN DEL PROGRAMA
Si a una compañía le interesa un programa de minimización, deberá planear desde la dirección, misma que
lo ha aprobado, su aplicación siempre y cuando sea factible económica y técnicamente. La directiva debe de
comunicar una política formal de minimización de residuos, ya que así los empleados entenderán mejor el
programa, sus actividades y se adaptaran más fácilmente a él; además el personal técnico se verá
beneficiado con capacitación y entrenamiento.
El personal responsable del proyecto deberá reunir a los integrantes de las áreas que afectará o que muy
probablemente afectará es programa para compartir responsabilidades y llegar a un acuerdo sobre las
actividades que cada área deberá asumir para que el programa funcione correctamente sin efectos
negativos sobre otras actividades. Algunas de las responsabilidades comunes son: establecer metas totales
del programa; establecer un sistema de monitoreo; difundir una cultura de minimización de residuos;
jerarquizar por orden de importancia las fuentes o áreas para su evaluación; dirigir la evaluación; estudios de
factibildad tecno-económica; obtención de financiamiento y seguimiento de la opción escogida.
Un programa de esta naturaleza implica obstáculos tales como conflictos jurisdiccionales; protestas,
desconcierto y malos trabajos por parte de los trabajadores; temor a la disminución en la calidad del
producto entre otros. Para evitar que eso suceda se debe de establecer una demostración a pequeña
escala en al empresa donde se involucren directivos, técnicos y obreros seleccionados de tal suerte que
cada uno de los involucrados estén bien informados y participando para que después sean personal que
transmita a su grupo de lo que trata el programa.
FASE DE EVALUACIÓN
La evaluación debe de desarrollar y establecer un amplio número de opciones de minimización e identificar
las que merezcan un análisis más detallado. El orden para el desarrollo de las oportunidades de
minimización, comienza con una compresión detallada de las operaciones y residuos de la planta. La
evaluación debe de analizar y examinar la información acerca de todos los procesos, operaciones y
prácticas de manejo de residuos y su disposición.
Los pasos de la evaluación son los siguientes:
1. Colección y compilación de la información. Se debe de plantear las fuentes de residuos de la planta; de
donde provienen; los residuos que haya de la materia que entra al proceso; que materiales de los usado
generan residuos y que prácticas de limpieza son usadas para limpiar derrames y cantidad de residuos
generados.
2. Información útil para la evaluación. Debe de incluir la siguiente información:
a) De diseño. Diagramas de flujo, de tubería, listas de equipos.
b) Ambiental. Manifiestos e inventarios de residuos, auditorias, permisos y licencias.
c) Producción/materia prima. Composición y hoja de seguridad del material, formulaciones, inventario de
materia prima y productos.
d) Económica. Costos de disposición y tratamiento de residuos; de producción, servicios y materia prima; de
operación y mantenimiento.
e) Organizacional. Organigrama y manual de organización.
f) Control de calidad. Controles de calidad de la compañía y departamentos.
3. Diagramas de flujo y balance de materia. Son de vital importancia para los proyectos de minimización de
residuos, puesto que éstos permiten cuantificar las perdidas o emisiones que no se hayan identificado con
anterioridad. También contribuye al desarrollo de lineamientos para el seguimiento de la minimización;
obtención de datos para la estimación del tamaño y costo adicional de equipo, tubería, instrumentación y
otros materiales.
4. Jerarquización. Se debe de hacer por la importancia de las fuentes de residuos y operaciones para la
evaluación en función de las normas, cantidad propiedades y costo de manejo de residuos, potencial de
recuperación de productos y riesgos para los empleados.
5. Inspección del sitio. Es importante ya que es frecuente que una unidad de proceso sea operada en forma
diferente al método descrito en el manual de operación. La inspección del sitio debe de ayudar a obtener
información adicional para complementar la obtenida con anterioridad.
6. Selección preliminar de opciones. Los resultados de la selección son usados para proporcionar las
opciones productivas para realizar un análisis de factibilidad técnica y económica y seleccionar la opción
más viable.
ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD E INSTALACIÓN
El resultado final de la evaluación es una lista de opciones postuladas para el área evaluada. El siguiente
paso es determinar la factibilidad económica y técnica de las opciones restantes y finalmente se considera el
financiamiento.
Evaluación Técnica: Determina si la opción propuesta trabajará en una aplicación específica en función de la
seguridad del mismo; de que la calidad del producto se conserve; la compatibilidad de equipos, procesos y
materiales nuevos con los aspectos del proceso vigente y de la sencillez de manejo, instalación y aplicación.
Evaluación económica: Es realizada empleando medidas estándar de productividad, tales como el período
de recuperación, retorno de la inversión y valor presente neto. El objetivo de esta evaluación es determinar
los costos del estudio y de la instalación de la modificaciones, además de la determinación de la
recuperación económica y a que plazo.
Financiamiento: Comúnmente en las industrias el capital disponible se dedica a varios planes para obtener
un incremento en los ingresos. En este caso los planes de minimización deben posponerse hasta que haya
un nuevo periodo de financiamiento. Por lo tanto para desarrollar un programa de minimización será muchas
veces necesario recurrir a fuentes de financiamiento externas, tales como el sector privado o
gubernamental.
Las opciones de cambios de material proceso u operación deben instrumentarse tan pronto como el costo
potencial se determina. Para los proyectos que requieren modificaciones de equipo o equipo nuevo, se
necesita planear, diseñar, obtenerlo y construirlo.
DESARROLLO
La aplicación del programa se hizo durante 5 días en una fabrica de pinturas y en una de tintas,
comenzando por aplicar una encuesta para obtener la información ya descrita para el desarrollo de un
programa de minimización de residuos, buscando que las entrevistas fueran breves para evitar
interrupciones durante el periodo laboral del entrevistado. La persona entrevistada fue el gerente de cada
industria, y se le aclaro cualquier duda sobre las preguntas y su contenido.
El desarrollo de la aplicación se llevó a cabo de la siguiente forma:
1. Observación de las instalaciones y del proceso de producción. Esta se llevó a cabo mientras se aplicaba
la encuesta. Se observó con detalle aspectos tales como la dedicación, operación y mantenimiento de los
equipos usados, así como la forma de manejar los residuos generados.
2. Identificación de las fuentes de residuos. A cada fuente se le dio una categoría de importancia dentro de
la planta, según la información obtenida, y se realizó una descripción de las actividades que justifican dicha
categoría.
3. Diagramas para la ubicación de las fuentes de residuos. Se efectuaron a partir de la información obtenida
en las observaciones del proceso, complementándose con lo reportado en la encuesta.
4. Planteamiento y selección de opciones. Las opciones de estrategias de minimización, se plantearon de
acuerdo a lo reportado en la identificación de las fuentes de residuos, considerando lo que hace la industria
para evitar la generación de residuos y comparándolo con las medidas de reducción contenidas en la
bibliografía.
Las mejores opciones que reducirían la generación de residuos, se hicieron tomando en cuenta la
importancia de la fuente dentro de la planta.
5. Evaluación de las opciones seleccionadas. Se analizaron las estrategias de minimización propuestas para
cada una de las plantas, según su eficiencia, su aplicación actual y potencial y su índice de reducción actual
y futura.
La información se concentro en una matriz estrategia/EAPI (Efectividad, Aplicación actual, Potencial de
aplicación e Índices de reducción actual y a futuro). Los valores fueron asignados de acuerdo a al
información obtenida durante el estudio, siendo el valor de cero el más bajo y de 10 el más alto.
RESULTADOS
La problemática es similar para ambas plantas, por lo tanto las opciones y resultados del estudio son
comunes a las dos plantas.
1. Manejo de materiales.
- Materias primas obsoletas. Al momento de recibir las materias primas, deben de etiquetarse con un color
distintivo y característico del dìa y mes en que llegaron para facilitar el ordenamiento según la antigüedad.
Se deben tener también registros estadísticos de consumo de materia prima por unidad de tiempo con el fin
de tener presentes las fluctuaciones de demanda respecto al aumento o disminución de ventas y así tener
márgenes confiables de consumo que establezcan los volúmenes de materia prima que se vayan a adquirir
con la seguridad de que se va a utilizar.
- Productos obsoletos. Para evitar este problema se recomienda que los registros de ventas se tengan
siempre presentes, organizados de tal forma que se conozcan las variaciones en la demanda a fin de tener
un promedio fijo de producción, que sea afectado por el crecimiento de la planta solamente cuando sea
necesario.
- Derrames y pérdidas de líquidos. Para control de los posibles derrames, se debe tener al menos el
siguiente equipo de seguridad: extinguidores de fuego (tipo A, B, C) ; alarmas manuales cerca de los
extinguidores; material de control de derrames (arcillas adsorbentes, arena y agentes neutralizantes); palas,
escobas, jaladores, jergas; recipientes vacíos para almacenar los contaminantes de recipientes con fugas y
equipo y ropa de protección personal.
- Derrames de polvo. Además de mantener el piso limpio, todo el material en polvo debe de estar dispuesto
en contenedores especiales para su empleo sin riesgo de derrames.
- Limpieza de ductos y tanques. En caso de presentarse la necesidad de limpiar tubos y tanques, se
recomienda usar sistemas de lavado de alta presión y métodos mecánicos de limpieza.
2. Procesos de operación
- Limpieza de los molinos. Para disminuir la frecuencia de limpieza de los molinos y el uso de solventes, se
debe de implementar un plan de producción adecuado y una limpieza mecánica en cada molino.
- Limpieza de tanques portátiles. Se sugiere usar limpieza mecánica de manera cuidadosa, para evitar el
usos de grandes cantidades de solvente.
- Limpieza de tanques estacionarios. La limpieza mecánica exhaustiva y el uso de lavado de alta presión es
lo que se recomienda.
- Limpieza del equipo de filtrado. Para evitar residuos durante el filtrado, se recomienda mejorar la dispersión
de pigmentos.
- Elementos de filtro gastados. Se debe de verificar el buen uso de filtros reutilizables para alargar su vida
útil.
- Segregación de residuos. Se debe procurar segregar todos los residuos generados durante el proceso de
producción y llevar un cuidadoso registro de los mismos.
SELECCIÓN DE LAS MEJORES OPCIONES Y EVALUACIÓN LA EAPI
En la tabla 1 se muestran los principales residuos generados asociados con sus fuentes de residuos
respectivas y sus estrategias de minimización correspondientes.
Residuos
generados
Solvente de
limpieza
Fuente principal
Planta A
Planta B
Limpieza de
mezcladoras
Limpieza del equipo
de llenado
Limpieza de
molinos
Residuos de filtrado
(Escorias y
Limpieza del equipo Limpieza del equipo
pigmentos mal
de filtrado
de filtrado
dispersados)
Empaques
Disposición de
Disposición de
(Bolsas de papel y
contenedores de
contenedores de
plástico)
papel
papel
Productos
asociados con la
limpieza
(Estopa sucia)
Limpieza general
Limpieza general
Derrames de polvos Derrames de polvos
Estrategia de minimización
Planta A
Planta B
Limpieza mecánica
Mejoramiento de
Limpieza a alta
planes de
presión
producción
Mejoramiento de
Limpieza mecánica
planes de
Limpieza a alta
producción
presión
Segregación de
Segregación de
residuos
residuos
Mejoramiento de la Mejoramiento de la
dispersión
dispersión
Uso de empaques
Uso de empaques
reusables
reusables
Segregación de
Segregación de
residuos
residuos
Limpieza mecánica Limpieza mecánica
Segregación de
Segregación de
residuos
residuos
Tabla 1. Estrategias principales de minimización
La evaluación EAPI para ambas plantas se presenta en la tabla 2.
Reducción efectiva
Mejoramiento de los
planes de
producción
Limpieza mecánica
Limp. alta presión
Mejorar la dispersión
Mejorar
entrenamiento y
supervisión
Empaques
reusables
Segregación de
residuos
Mejoramiento de los
planes de
producción
Limpieza mecánica
Limp. alta presión
Mejorar la dispersión
Mejorar
entrenamiento y
supervisión
Empaques
reusables
Segregación de
residuos
Grado de
Aplicación
aplicación
potencial
Evaluación de EAPI en la planta A
Índice de reducción Índice de reducción
actual
futura
6
8
3
4
1
8
8
4
0
0
8
5
3
4
0
0
6
5
3
2
4
9
4
4
2
6
2
4
1
5
3
3
2
2
7
Evaluación de EAPI en la planta B
7
6
5
4
6
8
9
4
0
0
7
8
8
6
0
0
3
6
7
5
5
8
9
4
6
7
0
5
0
4
2
2
8
2
7
Tabla 2. Evaluación EAPI para las plantas A y B.
CONCLUSIONES
Mediante la aplicación de la encuesta elaborada, pudo reunirse la información necesaria que contribuyó a
identificar las fuentes de residuos más importantes de cada planta que las incluyen: la limpieza de
mezcladoras y del equipo de llenado (para la planta A); la limpieza de los molinos (para la planta B); la
limpieza del equipo de filtrado, la disposición de contenedores de papel y la limpieza general; así mismo se
identificaron los residuos que ocasionan mayores problemas que son: el solvente de limpieza, las bolsas de
papel y plástico, los residuos del filtrado y la estopa sucia.
Una vez realizada la identificación de las fuentes, se plantearon las estrategias de minimización
correspondientes, que contribuirán a reducir la problemática existente. Las estrategias que mejor resultaron
para ambas plantas fueron: limpieza mecánica y de alta presión; el mejoramiento de los planes de
producción; el uso de empaques reutilizables, el mejoramiento de la dispersión y la segregación de residuos;
las cuales, y por medio de la evaluación, se jerarquizaron de la siguiente forma:
Planta A
Limpieza mecánica
Limpieza a alta presión
Uso de empaques reusables
Mejorar los planes de producción
Separación de residuos
Mejorar la dispersión
Mejorar entrenamiento y supervisión
Planta B
Limpieza a alta presión
Limpieza mecánica
Mejorar los planes de producción
Mejorar entrenamiento y supervisión
Uso de empaques reusables
Separación de residuos
Mejorar la dispersión
Tabla 3. Jerarquización de estrategias para la minimización de residuos
REFERENCIAS
1. EPA. “ The paint manufacturing industry” , Guides to pollution prevention, junio 1990.
2. Freeman, H. “ Hazardous waste minimization” , Mc Graw Hill, N.Y., 1990.
3. Higgins, Thomas. “ Hazardous waste minimization handbook” , Ed. Lewis Publishers, N.Y., 1991.
4. National Associaton of Printing Ink Manufacturers. “ Printing ink handbook” , 1988.
5. Theodore, Louis. “ Pollution prevention” , Van Nostrand Reinhold, N.Y.,1992.
6. UNEP-UNIDO. “ Audit and reduction manual for industrial emissions and wastes” , N.Y., 1991.