Ingeniería química y ecología industrial

Autor:

Prof. Ursula F. Rodríguez Zúñiga,

Coordinadora de la Carrera de Ingeniería Química.

 urodriguez@utec.edu.pe

La ecología industrial (IE) es un paradigma cuyas bases se iniciaron en el siglo pasado con casos exitosos como el eco-parque de Kalunborg en Dinamarca y Londonderry, New Hampshire Inglaterra. IE ofrece un marco para alterar las actividades industriales para que reflejen más de cerca un ciclo cerrado, cíclico y simbiótico con la naturaleza en lugar de un flujo lineal de extracción y eliminación con el principal fin de promover el desarrollo sustentable, a nivel global, regional y local. 

De manera tal que, los recursos sean usados de manera integral alcanzando indirectamente la mejora en la calidad de vida humana y ambiental y que resurja la equidad social. Los principales beneficios serían la reducción en el impacto ambiental de los procesos industriales, la promoción de empleo y mano de obra local, disminución en los costos de producción y el fortalecimiento de la base industrial. Por otra parte, la ecología industrial pretende que los actuales sistemas industriales s

Para entender mejor este concepto podemos ver la industria como un ecosistema, donde cada uno de los componentes están relacionados y los residuos que se producen son reaprovechados, de modo que, todo ocurre en armonía y como en la naturaleza nada se desperdicia. Retomando el ejemplo del parque ecoindustrial de Kalundborg y asemejándolo a una cadena alimenticia: podemos representar en el eslabón de los productores, la planta eléctrica ASNAES que vende vapor a la refinadora STATOIL y a la planta farmacéutica NOVONORDISK (https://www.novonordisk.com/), y el calor obtenido de los generadores se usa para la calefacción de edificios en la ciudad, así́ como para calentar invernaderos y granjas acuícolas. Además de esto, la refinería STATOIL, hoy EQUINOR  (etano y metano) (https://www.equinor.com/)vende gas combustible y agua de enfriamiento a la planta eléctrica ASNAES, y el azufre que produce se envía a la planta de ácido sulfúrico de KEMIRA (https://www.kemira.com/br/empresa/).

Y en el segundo eslabón: el de consumidores primarios, la industria de paneles de cartón yeso GYPROC utiliza el sulfato de calcio enviado por la planta eléctrica ASNAES y el gas combustible de la refinería EQUINOR para la fabricación de paneles. Y la planta farmacéutica NOVONORDISK genera un lodo biológico que es usado como fertilizante en las granjas, y la mezcla de levadura en la producción de insulina se utiliza como suplemento para alimentar cerdos.

Según Kornohen et al., 2001, en general son cuatro los principios de ecología industrial: I. Crear flujos de recursos cíclicos – material reciclaje y cascada de energía, II Creación de diversos ecosistemas industriales: amplia variedad de empresas y actores económicos, III. Adaptación de la industria a su localidad: enfoque en el uso de recursos naturales regionales y cooperación local y IV. Cambio gradual: una vez establecidos, los sistemas la diversidad se desarrolla lentamente. 

Un segundo caso de eco-parque es el de Londonderry, New Hampshire para el cual se han desarrollado políticas públicas en consonancia con los tomadores de decisión y población desde 1960 tales como educación ambiental, control de polución, regulación ambiental y política energética. En un contexto en el que los impactos ambientales se vuelven más complejos e interrelacionados, el paradigma de la ecología industrial se vuelve más atractivo como marco alternativo para el ambientalismo. El Ecoparque de Londonberry (http://www.londonderrynh.net/tag/eco-park) está integrado por varias empresas como Gulf South Medical Supply quien ha reemplazado sus aditivos químicos por otros más ecoamigables, Ride Away que construye edificio con materiales de menor impacto ambiental y por último, Applied Energy Systems proveedora de calor y vapor a las industrias vecinas con significativas disminuciones en las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. En este panorama se observa el rol de la entidad gubernamental para que el manejo ambiental se aplique desde la planificación con el fin de eliminar los posibles impactos negativos.

Otros ejemplos se observan en la siguiente tabla: 

Fuente: Gizz et al., 2005.

Finalmente, estos ejemplos de implementación ofrecen esperanza a las alternativas lineares en prácticas industriales existentes, mientras que los ecoparques son una intervención local con impacto limitado en términos de escala geográfica, representan un modelo concreto para la implementación de IE en la práctica industrial convencional.

Podemos citar algunos de los principales logros como:

Significativas reducciones en el consumo de materias primas y energía. Especialmente en el consumo de agua, combustibles y energia.

Emisiones de CO2 evitadas. El cálculo derivado de la reducción de consumo de energía anual arroja valores de aproximadamente 300.000 toneladas de CO2 evitadas/año. 

¿Y cómo la Ingeniería química contribuye en este escenario? Pues es desde lo más básico al ocuparse principalmente de los flujos de materiales y energía a través de sistemas en diferentes escalas: productos - fábricas a nivel local, nacional y global hasta el diseño de procesos con integración energética, residuos acondicionados para servir como materia prima de los otros, logrando simbiosis. La simbiosis, término bastante usado en ecología se define como "la unión de diferentes organismos en una relación de beneficio mutuo" y no exclusivo de un recurso particular (residuos). Puede incluir: Materias primas, energía, logística, recursos humanos, agua, inversión. 

La aplicación de la ingeniería inter y transdisciplinar es de vital importancia, para el diseño de procesos más eficientes lo cual impacta en la disminución de costos y mejoramiento del desempeño ambiental de la organización. El primer paso en la ruta, es identificar, cuantificar y valorar económicamente los impactos ambientales derivados de los procesos y operaciones industriales y el segundo es diseñar y proponer estrategias de producción más limpias donde exista la recirculación, reaprovechamiento, optimización de recursos, etc. 

Debido a que IE nació de las disciplinas de ingeniería, existe gran potencial para integrarse en futuros diseños industriales. Subyacente a la implementación de IE, hay un cambio en la forma en la realización de control ambiental, la organización de actividades industriales y mentalidad empresarial con un entendimiento en que la localidad y región son una propiedad común para liderar la creación estructural e integrada de compañías industriales simbióticas. En vez de remediar la contaminación, IE ofrece formas de reducirla o reutilizarla. La implementación de IE a través de interconexión industrial representa un paso hacia la creación de una economía más sostenible. 

Bibliografia:

1. Wasserman SE. Sustainable economic development: The case of implementing industrial ecology. University of Northern Colorado; 2001. 

2. Gertler N. Industry ecosystems: developing sustainable industrial structures. Massachusetts Institute of Technology; 1995. 

3.  Korhonen, J., Wihersaari, M., Savolainen, I., 2001.Industrial ecosystem in the Finnish for-est industry: using the material and energyflow model of a forest ecosystem in a for-est industry system. Ecol. Econ. Vol. 39/1, 145–161. 

4. Gibbs, D., Deutz, P. & Proctor, A. 2005. Industrial ecology and eco-industrial development: a potential paradigm for local and regional development? Regional Studies 39, 171–183.

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