Vol2_No2_Julio_Diciembre_2007 - Area Metropolitana del Valle de

Indexada en Fuente Académica de EBSCO
Indexada en Fuente Académica de EBSCO
ISSN: 1909-0455 Julio - Diciembre de 2007 Vol.2, No.2
Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Ricardo Smith Quintero; Director
María del Pilar Restrepo Mesa; Subdirectora Ambiental
María Helena Gómez Gallo; Coordinadora Programa Producción Más Limpia
Corporación Universitaria Lasallista
Hno. José Bianor Gallego Botero; Presidente del Consejo Superior
César Augusto Fernández Posada; Rector
Lucía Mercedes De La Torre Urán;Vicerrectora Académica
Luis Fernando Garcés Giraldo; Decano Facultad de Ingenierías y Director del Grupo GAMA
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez; Directora de Investigación
Comité Editorial Interno
Área Metropolitana del Valle de Aburrá:
María Helena Gómez Gallo
Luz Matilde Flórez López
Corporación Universitaria Lasallista:
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez
Luís Fernando Garcés Giraldo
Joan Amir Arroyave Rojas
Comité Editorial Externo
PhD. Alejandro Amézquita Campuzano; Unilever R&D Colworth, Reino Unido
PhD. Edgar Botero García; Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia
Mg. Carlos Cadavid Restrepo; Centro Nacional de Producción más Limpia, Colombia
PhD. Farid Chejne Janna; Universidad Nacional, Colombia
Mg. Francisco Molina Pérez; Universidad de Antioquia, Colombia
PhD. Jordi Morató Farreras; Universitat Politècnica de Catalunya, España
PhD.Gustavo Antonio Peñuela Mesa; Universidad de Antioquia, Colombia
PhD. Francisco Ruiz Beviá; Universidad de Alicante, España
PhD. José Luis Vázquez Picó; Universidad de Alicante, España
Editores
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez, Luis Fernando Garcés Giraldo y Joan Amir Arroyave Rojas
Revisión de estilo
Juan David Tous Ramírez
Revisor bibliográfico
Andrés Echavarría Ramírez
Interventoría
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez
Coordinación de la publicación
Oficina de Comunicaciones de Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Fotografía Carátula
Laboratorios Laproff S.A
Diseño gráfico e impresión
Editorial Artes y Letras e-mail: [email protected]
Medellín, Diciembre 3 de 2007
Está prohibida la reproducción parcial o total de esta publicación y mucho menos para fines comerciales. Para
utilizar información contenida en ella, se deberá citar fuente..
Tabla de Contenido
EDITORIAL
Ricardo Smith Quintero
Director Área Metropolitana del Valle de Aburrá............................................................................... 5
ARTÍCULO CENTRAL
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el
Área Metropolitana del Valle del Aburrá
María Victoria Toro Gómez y Andrea Viviana Marín Calderón................................................7
ARTÍCULOS ORIGINALES
Tratamiento de aguas residuale de la industria láctea
Álvaro Arango Ruíz y Luis Fernando Garcés Giraldo.....................................................................23
Cambio del sistema de calentamiento de agua empleando calderas
por páneles solares y otros procesos de P+L
Carlos Mario Uribe Mejía.....................................................................................................................31
Implementación del Plan de Manejo Integral de residuos sólidos
en COSERVICIOS S.A.
Lina María Londoño Benítez y Álvaro Arango Ruiz........................................................................38
ARTÍCULOS DE REVISIÓN
Evolución ecológica de los productos químico utilizados en la industria
del cuero
Oscar Duque Vanegas.............................................................................................................................47
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
Juan Alberto Vélez Zuluaga...................................................................................................................57
ACTUALIZACIÓN
Bioagricultura urbana y cambio climático
Lucía Atehortúa Garcés...........................................................................................................................................72
Desarrollo sostenible en los esmaltes arquitectónicos de vanguardia
Pablo Cesar Ospina Orozco y William Jiménez Madrigal............................................................................90
CASO EXITOSO
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la
industria química. Caso de implantación: COLORQUÍMICA S.A.
Pilar Eugenia Flórez Guisao y Sandra Milena Jiménez Buriticá...................................................................96
Política Editorial............................................................................................................................... 105
Instrucciones para los Autores.................................................................................................. 105
Editorial
Para el Área Metropolitana del Valle de Aburrá es muy gratificante ver la aceptación que ha tenido en el ámbito empresarial regional, el programa de Producción Más Limpia, y cada una de las publicaciones que se han editado alrededor del tema, entre ellas la presente revista.
Este programa, comenzó con la participación de cerca de 30 empresas y en
la actualidad cuenta con 180 en convenio, y con más de 650 MIPYME que han
recibido acompañamiento y asesoría en la implementación de buenas prácticas
ambientales.
Muchas de las organizaciones beneficiarias son casos exitosos. Micro, pequeñas, medianas y grandes empresas, a partir de procesos voluntarios realizados en convenio con la autoridad ambiental urbana, han logrado disminuir el
consumo de recursos, optimizar procesos y cambiar tecnologías, todo esto
en aras de una relación más amigable con el ambiente, la productividad y la
competitividad.
Con el propósito de retroalimentar dichas experiencias, en los diversos artículos de esta revista se han recopilado los esfuerzos realizados en la región
metropolitana, para proteger y preservar los recursos naturales, reconociendo
que la producción industrial y el sector de servicios tienen una significativa
contribución al deterioro ambiental y, en este sentido, cobra mayor importancia
la variable ambiental en los diferentes ámbitos empresariales y sociales.
En esta oportunidad, la revista aborda temas como la agricultura urbana y el
cambio climático, el programa para el mejoramiento de calidad del aire del Área
Metropolitana del Valle de Aburrá, los biosólidos un problema o una solución,
desarrollo sostenible en esmaltes arquitectónicos, gestión ambiental como estrategia de competitividad, entre otros, orientados todos a estrategias de mejoramiento ambiental. La gestión ambiental, los programas de Producción Más Limpia, el eco-etiquetado y el eco-marketing son, entre otras, estrategias que han ceñido sus modelos
a la internalización de costos ambientales, la responsabilidad empresarial y la
optimización de procesos, para lo cual, es necesario apoyarse en los avances
tecnológicos, en los cambios culturales, en la legislación tributaria y ambiental,
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
y en todo tipo de instrumentos económicos que se puedan aplicar a cualquier
proyecto. Son, entonces, herramientas significativas que las organizaciones modernas deben implementar, con miras al fortalecimiento de una la cultura ambiental y al desarrollo mismo de las economías locales.
RICARDO SMITH QUINTERO
Director Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Indexada en Fuente Académica de EBSCO
Indexada en Fuente Académica de EBSCO
ISSN: 1909-0455 Julio - Diciembre de 2007 Vol.2, No.2
Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Ricardo Smith Quintero; Director
María del Pilar Restrepo Mesa; Subdirectora Ambiental
María Helena Gómez Gallo; Coordinadora Programa Producción Más Limpia
Corporación Universitaria Lasallista
Hno. José Bianor Gallego Botero; Presidente del Consejo Superior
César Augusto Fernández Posada; Rector
Lucía Mercedes De La Torre Urán;Vicerrectora Académica
Luis Fernando Garcés Giraldo; Decano Facultad de Ingenierías y Director del Grupo GAMA
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez; Directora de Investigación
Comité Editorial Interno
Área Metropolitana del Valle de Aburrá:
María Helena Gómez Gallo
Luz Matilde Flórez López
Corporación Universitaria Lasallista:
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez
Luís Fernando Garcés Giraldo
Joan Amir Arroyave Rojas
Comité Editorial Externo
PhD. Alejandro Amézquita Campuzano; Unilever R&D Colworth, Reino Unido
PhD. Edgar Botero García; Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia
Mg. Carlos Cadavid Restrepo; Centro Nacional de Producción más Limpia, Colombia
PhD. Farid Chejne Janna; Universidad Nacional, Colombia
Mg. Francisco Molina Pérez; Universidad de Antioquia, Colombia
PhD. Jordi Morató Farreras; Universitat Politècnica de Catalunya, España
PhD.Gustavo Antonio Peñuela Mesa; Universidad de Antioquia, Colombia
PhD. Francisco Ruiz Beviá; Universidad de Alicante, España
PhD. José Luis Vázquez Picó; Universidad de Alicante, España
Editores
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez, Luis Fernando Garcés Giraldo y Joan Amir Arroyave Rojas
Revisión de estilo
Juan David Tous Ramírez
Revisor bibliográfico
Andrés Echavarría Ramírez
Interventoría
María de los Ángeles Rodríguez Gázquez
Coordinación de la publicación
Oficina de Comunicaciones de Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Fotografía Carátula
Laboratorios Laproff S.A
Diseño gráfico e impresión
Editorial Artes y Letras e-mail: [email protected]
Medellín, Diciembre 3 de 2007
Está prohibida la reproducción parcial o total de esta publicación y mucho menos para fines comerciales. Para
utilizar información contenida en ella, se deberá citar fuente..
Tabla de Contenido
EDITORIAL
Ricardo Smith Quintero
Director Área Metropolitana del Valle de Aburrá............................................................................... 5
ARTÍCULO CENTRAL
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el
Área Metropolitana del Valle del Aburrá
María Victoria Toro Gómez y Andrea Viviana Marín Calderón................................................7
ARTÍCULOS ORIGINALES
Tratamiento de aguas residuale de la industria láctea
Álvaro Arango Ruíz y Luis Fernando Garcés Giraldo.....................................................................23
Cambio del sistema de calentamiento de agua empleando calderas
por páneles solares y otros procesos de P+L
Carlos Mario Uribe Mejía.....................................................................................................................31
Implementación del Plan de Manejo Integral de residuos sólidos
en COSERVICIOS S.A.
Lina María Londoño Benítez y Álvaro Arango Ruiz........................................................................38
ARTÍCULOS DE REVISIÓN
Evolución ecológica de los productos químico utilizados en la industria
del cuero
Oscar Duque Vanegas.............................................................................................................................47
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
Juan Alberto Vélez Zuluaga...................................................................................................................57
ACTUALIZACIÓN
Bioagricultura urbana y cambio climático
Lucía Atehortúa Garcés...........................................................................................................................................72
Desarrollo sostenible en los esmaltes arquitectónicos de vanguardia
Pablo Cesar Ospina Orozco y William Jiménez Madrigal............................................................................90
CASO EXITOSO
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la
industria química. Caso de implantación: COLORQUÍMICA S.A.
Pilar Eugenia Flórez Guisao y Sandra Milena Jiménez Buriticá...................................................................96
Política Editorial............................................................................................................................... 105
Instrucciones para los Autores.................................................................................................. 105
Editorial
Para el Área Metropolitana del Valle de Aburrá es muy gratificante ver la aceptación que ha tenido en el ámbito empresarial regional, el programa de Producción Más Limpia, y cada una de las publicaciones que se han editado alrededor del tema, entre ellas la presente revista.
Este programa, comenzó con la participación de cerca de 30 empresas y en
la actualidad cuenta con 180 en convenio, y con más de 650 MIPYME que han
recibido acompañamiento y asesoría en la implementación de buenas prácticas
ambientales.
Muchas de las organizaciones beneficiarias son casos exitosos. Micro, pequeñas, medianas y grandes empresas, a partir de procesos voluntarios realizados en convenio con la autoridad ambiental urbana, han logrado disminuir el
consumo de recursos, optimizar procesos y cambiar tecnologías, todo esto
en aras de una relación más amigable con el ambiente, la productividad y la
competitividad.
Con el propósito de retroalimentar dichas experiencias, en los diversos artículos de esta revista se han recopilado los esfuerzos realizados en la región
metropolitana, para proteger y preservar los recursos naturales, reconociendo
que la producción industrial y el sector de servicios tienen una significativa
contribución al deterioro ambiental y, en este sentido, cobra mayor importancia
la variable ambiental en los diferentes ámbitos empresariales y sociales.
En esta oportunidad, la revista aborda temas como la agricultura urbana y el
cambio climático, el programa para el mejoramiento de calidad del aire del Área
Metropolitana del Valle de Aburrá, los biosólidos un problema o una solución,
desarrollo sostenible en esmaltes arquitectónicos, gestión ambiental como estrategia de competitividad, entre otros, orientados todos a estrategias de mejoramiento ambiental. La gestión ambiental, los programas de Producción Más Limpia, el eco-etiquetado y el eco-marketing son, entre otras, estrategias que han ceñido sus modelos
a la internalización de costos ambientales, la responsabilidad empresarial y la
optimización de procesos, para lo cual, es necesario apoyarse en los avances
tecnológicos, en los cambios culturales, en la legislación tributaria y ambiental,
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
y en todo tipo de instrumentos económicos que se puedan aplicar a cualquier
proyecto. Son, entonces, herramientas significativas que las organizaciones modernas deben implementar, con miras al fortalecimiento de una la cultura ambiental y al desarrollo mismo de las economías locales.
RICARDO SMITH QUINTERO
Director Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Artículo Central
Programa para el
mejoramiento de la calidad del aire
en el Área Metropolitana del Valle
de Aburrá Contrato 158 de 2005
María Victoria Toro Gómez1 / Andrea Viviana Marín Calderón2
Air quality increase program in the Metropolitan Area
of the Aburrá Valley. Contract 158, 2005
Programa para o melhoramento da qualidade do ar na Área
Metropolitana do Vale de Aburrá. Contrato 158 de 2005.
RESUMEN
En el siguiente artículo se presenta el programa de Protección y Control de la Calidad del aire
del Área Metropolitana del Valle de Aburrá, diseñado inicialmente en 1998 por las universidades de Antioquia, Pontifica Bolivariana y el Politécnico Jaime Isaza Cadavid y posteriormente
desarrollado y ajustado por el Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Dicho Programa ha
sido la base del adelanto de diversas investigaciones y trabajos de consultoría por parte de la
entidad, entre las que se encuentran el monitoreo de la calidad del aire, para la cual se ilustra
un resumen de su diseño, funcionamiento actual, descripción de las estaciones, los resultados
obtenidos desde 1993 y los proyectos desarrollados con el fin de obtener herramientas para la
toma de decisiones y la elaboración de programas de reducción y planes de descontaminación
atmosférica con el fin de mejorar la calidad de vida de los habitantes de la región.
Palabras Clave: Valle de Aburra. Red de Monitoreo. Control de la Calidad del Aire.
ABSTRACT
In the following article we show the Program for the Protection and Control of the Ar Quality
from the Metropolitan Area of the Aburrá Valley, designed primarily in 1998 by the universities of Antioquia, Pontificia Bolivariana and Politécnico Jaime Isaza Cadavid, and, afterwards,
1
2
Ingeniera Química, PhD en procesos Químicos. Grupo de Investigaciones Ambientales GIA de la Universidad Pontificia Bolivariana/
Ingeniera Química, Especialista en Ingeniería Ambiental, interventora de Área Metropolitana del Valle de Aburrá.
Correspondencia: María Victoria Toro Gómez. email: [email protected]
Fecha de recibo: 05/06/2007; fecha de aprobación: 19/07/2007
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
developed and adjusted by the Área Metropolitana del Valle de Aburrá. This program has been
the basis for the progress of several research and consulting works made by the AMVA, among
which we have the monitoring of the air quality. We show ere a brief of its design, current way
to work out, description of the stations, results obtained since 1993 and the projects developed
aiming to get tools for the making of choices and the elaboration of programs to reduce air and
atmospheric pollution, in order to increase life quality among the inhabitants of the region.
Key words: Aburrá Valley. Monitoring network. Air quality control.
RESUMO
No seguinte artigo se apresenta o programa de Proteção e Controle da Qualidade do ar
da Área Metropolitana do Vale de Aburrá, desenhado inicialmente em 1998 pelas universidades de Antioquia, Pontifica Bolivariana e o Politécnico Jaime Isaza Cadavid e posteriormente desenvolvido e ajustado pela Área Metropolitana do Vale de Aburrá. Dito Programa
foi a base do progresso de diversas pesquisas e trabalhos de consultoria por parte da entidade, entre as que se encontram a monitorarão da qualidade do ar, para a qual se ilustra
um resumo de seu desenho, funcionamento atual, descrição das estações, os resultados
obtidos desde 1993 e os projetos desenvolvidos com o fim de obter ferramentas para a
tomada de decisões e a elaboração de programas de redução e planos de descontaminação
atmosférica com o fim de melhorar a qualidade de vida dos habitantes da região.
Palavras chaves: Vale de Aburrá. Rede de Monitoração. Controle da Qualidade do Ar.
INTRODUCCIÓN
El programa de Protección de la Calidad del Aire tiene como objetivo primordial
determinar las políticas, los mecanismos y los instrumentos técnicos, humanos y
operativos que le permitan a la autoridad ambiental garantizar una óptima calidad del aire para la comunidad1,2.
El programa se enmarca dentro del sistema de gestión de la calidad del aire,
presentado en la figura 1. Dicho sistema muestra tres momentos que permiten
plantear una secuencia lógica para enfrentar el problema de la contaminación
del aire2. Estos momentos son identificados de la siguiente manera: Momento
conocer, momento proponer y momento actuar.
MOMENTO CONOCER
El momento conocer está asociado con la obtención del diagnóstico y constituye
la información básica para la toma de decisiones sobre las fuentes de contaminación, la calidad del aire, los efectos en la salud y las aspiraciones y problemáticas
económicas, políticas y sociales de las comunidades afectadas. Como secuencia lógica para el desarrollo de los proyectos dentro del momento
conocer, se plantearon tres fases de trabajo:
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
Figura 1. Programa y para el mejoramiento de la calidad del aire
del Área Metropolitana del Valle de Aburrá
• Fase de diagnóstico
• Fase de estudios básicos
• Fase de pronóstico
Por lo tanto, en el desarrollo del momento conocer, se planteó la ejecución de
los siguientes proyectos:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Red de monitoreo de la calidad del aire
Estudios epidemiológicos
Estudios de meteorológicos y de microclima
Estudios de lluvia ácida
Estudios de emisiones de fuentes móviles
Estudios de contaminantes tóxicos
Caracterización de material particulado en suspensión
Evaluación y seguimiento de quejas
Análisis de la calidad de los combustibles.
Elaboración de mapa acústico de monóxido de carbono para la jurisdicción del AMVA.
• Inventario de Emisiones
• Calibración y Validación de modelos de pronóstico con los cuales se identifican las acciones a realizar, con el fin de alcanzar niveles de contaminación no nocivos para la salud.
10
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
La fase de diagnóstico se realiza a través de la Red de Monitoreo de la Calidad del
Aire y Estudios Específicos. Por lo tanto el programa de protección y control de la
calidad del aire en el Valle de Aburrá, de acuerdo con la naturaleza de su problemática,
tendrá los siguientes objetivos, los cuales hacen parte del Sistema de Gestión de la
Calidad del Aire propuesto por la Subgerencia Ambiental del Área Metropolitana:
• Realizar una evaluación de la calidad del aire de tal manera que se puedan
determinar tendencias de la evolución de la problemática.
• Evaluar que las estrategias de control estén de acuerdo con la dimensión
de la situación real existente, mediante la aplicación de datos de monitoreo validados y que sean confiables.
• Realizar actividades de divulgación de la calidad del aire, vinculando a los
diferentes sectores de la comunidad en las acciones de vigilancia y control.
• Evaluar los niveles de concentración de contaminantes que sean perjudiciales para la salud de la población, por medio de estudios epidemiológicos.
• Obtener datos que provean la base para la planificación del uso del suelo,
desarrollando modelos matemáticos que permitan el pronóstico de los
cambios en la calidad del aire por riesgos potenciales.
• Alimentar el sistema de información ambiental para el desarrollo de investigaciones que ayude al conocimiento profundo de los problemas de la
contaminación del aire.
• Identificar estándares de calidad del aire que realmente estén de acuerdo
con las características de la población afectada.
• Determinar los indicadores de calidad del aire que midan la eficacia de los
planes de control de las fuentes de emisión e informen a la comunidad de
manera sencilla y comprensible el estado actual de la calidad del aire.
Red de Monitoreo de Calidad del Aire del Valle de Aburrá
Es un elemento del sistema de gestión de la calidad del aire, cuya función principal
es suministrar información analizada en forma regular y eficiente. El monitoreo
de la calidad del aire y de las variables meteorológicas se fundamenta en el conocimiento de la evolución de las concentraciones de los contaminantes, las tendencias, la ocurrencia de episodios de contaminación y el comportamiento de las
variables meteorológicas que inciden directamente en las condiciones de mezcla
y dispersión de contaminantes.
Criterios de diseño de la Red de Monitoreo. En la actualidad no existen reglas estrictas para el diseño de redes, debido a que cualquier decisión
depende de los objetivos generales de monitoreo. En la práctica, el número y
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
11
distribución de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire dependen
del área de cobertura, la variabilidad espacial de los contaminantes medidos y
los datos requeridos1. Naturalmente, la disponibilidad de los recursos (fiscal y
humano) también juega un papel importante en la determinación de la estructura final de la red.
Entre los criterios específicos para el diseño para la red de calidad del aire se
emplearon: los tipos de contaminantes, la población, el tipo de red y la morfología
del área de estudio. Estos parámetros se ilustran a continuación.
Los contaminantes a ser analizados en el Área Metropolitana se dividen en dos
grupos, según sea su procedencia: los contaminantes relacionados con el sector
industrial, constituidos por material particulado y dióxido de azufre, y los relacionados principalmente con el sector transporte, que son monóxido de carbono,
hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y oxidantes fotoquímicos3.
El parámetro de densidad de población es un criterio básico de diseño. Es la localización de las estaciones basadas en la protección de la población.
Se propuso una red mixta conformada por equipos de monitoreo automáticos y
semiautomáticos, orientando la ubicación de estaciones automáticas en las zonas
críticas. Adicionalmente, para la evaluación de material particulado se requiere
realizar la transición de la medición de partículas suspendidas totales (TSP) hacia
la medición de partículas respirables, (PM10 y PM2,5) que, según la tendencia mundial, son de mayor importancia.
La morfología del Valle de Aburrá determina tres zonas específicas para el diseño
de la red:
• Zona Norte: comprendida por los municipios de Barbosa, Girardota y
Copacabana
• Zona Centro: comprendida por los municipios de Bello, Medellín, Envigado, Itagüi, La estrella y Sabaneta.
• Zona Sur: comprendida por el municipio de Caldas.
Variables de Diseño de la Red de Monitoreo. Las variables que se tomaron
en cuenta en el diseño de la red son:
• Contaminantes a monitorear. Los principales contaminantes a determinar son óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx), monóxido
de carbono (CO), el ozono (O3) y el material particulado (TSP). Tienen
diferentes fuentes y en algunos casos diferentes distribuciones espaciales.
Aasí pues, los NOx, SOx, CO, y TSP en su mayoría poseen concentraciones significativas3.
12
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
• Número de estaciones de monitoreo. Para la definición del número
de estaciones se utilizó la siguiente secuencia lógica:
- Utilización de datos de calidad del aire, que mediante un análisis
estadístico permite el cálculo del número de estaciones.
- Modelación de la dispersión de contaminantes que genera las curvas de igual concentración, identificando las zonas de mayor influencia, lo cual determina el número y localización de estaciones.
- Cuando no se dispone de las dos anteriores, el cálculo se fundamenta en los datos de población.
• Métodos de Diseño. El número y distribución de los sitios de muestreo
para el diseño de la red de monitoreo de la calidad del aire dependió de
varios factores, como son: área de cobertura, variabilidad de las concentraciones de los contaminantes, objetivos del muestreo, datos de población, relación de la concentración con la norma de calidad, identificación
de áreas críticas, estudios específicos y la topografía.
Existen en la literatura varios métodos para determinar el número mínimo de
estaciones para la cobertura de un programa de monitoreo. A continuación se
presentan seis metodologías, las cuales se utilizaron para determinar el número
de estaciones para el Valle de Aburrá.
• Método 1: es el método de la Organización Mundial de la Salud, que se
basa en datos de población validados en algunas ciudades.
• Método 2: se trata del criterio establecido por la Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos (1975) para la determinación del número de estaciones necesario para estimar la concentración de cada uno de
los principales contaminantes en el área de interés. El método tiene en
cuenta algunas características locales, tales como la población.
• Método 3: la Agencia de Protección Ambiental propuso un método analítico, para determinar el número de estaciones de una red de muestreo.
Este método tiene en cuenta el valor de la concentración de fondo, las
isopletas de mayor concentración (pronóstico) y la norma de calidad para
cada contaminante. Este método le da gran importancia a la modelación
de la calidad del aire, ya que la modelación suministra datos de insumo
para el diseño de la red.
• Método 4: se trata de un método estadístico para determinar el número
de estaciones. A partir de un nivel de significancia preestablecido y de una
variabilidad aceptable en torno al valor medio verdadero es posible obtener la expresión que permite el cálculo del número de estaciones necesarias. Se torna evidente que la utilización de la relación de cálculo sólo será
posible si se conocen datos de las concentraciones de los contaminantes
obtenidos anteriormente a través de un estudio piloto.
13
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
• Método 5: basado en otros criterios establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (1990) para la determinación
del número de estaciones de muestreo necesario para estimar la concentración de los principales contaminantes en el área de interés. El método
tiene en cuenta algunas características locales, tales como la población,
para la determinación del número de estaciones de muestreo para óxidos
de azufre y material particulado menor de 10 micras (PM -10).
Posteriormente a la aplicación de cada una de las metodologías propuestas para la
determinación del número de estaciones y teniendo en cuenta que la aplicación de
algunas de las metodologías no era idónea por la falta de datos históricos de calidad
del aire, se presentan en la Tabla 1 los valores consolidados obtenidos en la aplicación
de los diferentes métodos para determinar el número de estaciones necesarias.
Tabla 1. Selección del Número Mínimo
de Estaciones para todas las Zonas
Número mínimo de estaciones
Contaminante
Sur
M
Central
A
M
A
10
Norte
M
PST
2
SO2
2
5
2
NOx
2
5
2
O3
5
CO
5
PM-10
4
HC
Est. Meteorológica
A
2
4
5
1
2
1
Nota: (A) Automática, (M) Manual
Localización de estaciones. Teniendo en cuenta la descripción sobre la distribución de los contaminantes en el ambiente urbano, se puede concluir que las concentraciones más altas de NO2, CO y SO2 tienen una mayor probabilidad de ser encontradas en las zonas centrales e industriales de la ciudad y en las zonas cercanas a vías
congestionadas. Sin embargo, los niveles de ozono serán menores en esos lugares1.
El objetivo general de las redes de monitoreo es la medición en puntos con niveles representativos de contaminación en los que la gente esté expuesta por períodos de tiempo considerables. Su objetivo no es la medición de niveles extremos
en puntos en los que la gente esté expuesta por períodos muy cortos de tiempo,
como ocurre en la berma de las vías. Con esta filosofía, los puntos de monitoreo de la red urbana generalmente se localizan en áreas centrales de la ciudad, pero sin la influencia directa de grandes fuentes
de contaminación. En el centro de las ciudades generalmente hay zonas peatonales
14
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
en las cuales un gran número de personas permanece por largos períodos de tiempo. Estos puntos son óptimos para cumplir con el objetivo general de la red y son
claros candidatos para la instalación de una estación de monitoreo.
Para la ubicación de las estaciones se tomaron como referencia los aspectos relacionados con el estudio de modelación que determina los lugares óptimos para
evaluar material particulado y flujo vehicular y densidad industrial para el resto
de los contaminantes. En la Tabla 2 se presenta una localización de las estaciones
y contaminantes a ser evaluados.
Tabla 2. Ubicación de las Estaciones en el Diseño
Municipio
Medellín- Centro
Contaminante
PTS
PM10
SO2
NOX
CO
X
X
X
X
X
X
Medellín- Sur Occidente
X
X
Medellín- Centro Occidente
X
X
Medellín- Sur Oriente
X
X
Medellín- Norte
X
X
Itaguí
X
Bello
X
Sabaneta
X
La Estrella
X
Caldas
X
Copacabana
X
Girardota
X
Barbosa
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Envigado
X
X
X
X
X
Total de Equipos
10
8
9
7
2
O3
X
X
Localización Detallada. Una vez se han identificado las regiones de la ciudad en
las que se van a instalar las estaciones de monitoreo, ciertos factores locales debieron
ser tomados en cuenta en la selección del punto preciso para la localización de éstas.
El objetivo es seleccionar un sitio que sea ampliamente representativo de la calidad
del aire aspirado por la gente en esa parte de la ciudad durante su vida cotidiana. En
otras palabras, el punto de muestreo no debe representar un caso especial.
La selección de un punto representativo3 es un trabajo arduo, particularmente
cuando se tienen en cuenta factores tales como el impacto visual y el permiso
de planeación. Adicionalmente, en lo posible deben ser empleados los siguientes
criterios para la selección del punto de monitoreo:
• El punto se debe localizar donde un significativo número de personas
permanezca por períodos considerables de tiempo.
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
15
• Debe ser lo más abierto posible en relación con edificios circundantes.
• La parte superior de la estación debe estar despejada. Encima de las estaciones no pueden estar ubicados árboles o edificios.
• La toma de la muestra no debe estar a más de 10m sobre el nivel del piso.
Idealmente debe encontrarse a menos de 5 m de altura
• No debe haber fuentes mayores de contaminación a menos de 50 metros,
como por ejemplo un gran parqueadero.
• No debe haber fuentes medianas a menos de 20 metros, como por ejemplo estaciones de gasolina, salidas de ventilación, etc.
• No debe haber sitios donde se puedan encontrar vehículos parados y con
el motor encendido a menos de 5 metros de la toma de la muestra.
• El sitio no debe estar a menos de:
- 30 m de vías muy transitadas (> 30.000 vehículos/día)
- 20 m de vías transitadas (10.000-30.000 vehículos/día)
- 10 m de otras vías ( < 10.000 vehículos/día)
- El área circundante, es decir, 100 metros, no debe de tener una alta
expectativa de desarrollo a corto plazo, para evitar la inutilización
del sitio y para poder tomar medidas a largo plazo.
Adicionalmente hay algunas consideraciones prácticas que deben ser tenidas
en cuenta:
• Debe existir la posibilidad de hacer conexiones de energía y teléfono.
• El sitio debe ser accesible para un camión, con el fin de transportar la caseta.
• Debe ser razonablemente fácil la ubicación de los cilindros de gas cerca a la
estación y su transporte hasta la caseta sin dificultad.
• Debe ser fácil el acceso al sitio en cualquier momento.
• El sitio debe estar en un área donde el riesgo de vandalismo sea mínimo.
• Se debe tener en cuenta el impacto visual y la oportunidad de usar estructuras ya existentes para el alojamiento de la estación.
La Tabla 3 muestra la cantidad actual de equipos de monitoreo y la localización de las
estaciones. En ella se puede observar que algunas no están ubicadas en el mismo sitio
propuesto por el diseño, ya que algunas de las condiciones descritas en el numeral
anterior no se pudieron alcanzar. Otra diferencia con el diseño original es que se necesitan más monitores de PM10, SO2, NOx y CO, tanto manuales como automáticos.
Los resultados de los análisis en estos últimos 5 años han mostrado que es importante tener más monitores de Ozono, pues es un contaminante que, según
estudios realizados aparte de la red, se reporta con alta concentración en las
zonas alejadas del centro urbano. Igualmente las partículas respirables son muy
16
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Tabla 3. Localización actual de las estaciones
Estación
Sitio Actual
Parámetros
PST
Caldas
Hospital
X
La Estrella
Estación de Policía
X
PM10
Sabaneta
Palacio Municipal
X
Itagüí
Colegio el Rosario
X
Medellín- Sur Oriente
Politécnico JIC
X
Medellín- Centro
Edificio Miguel de
Aguinaga
X
X
Medellín- Sur
Occidente
Planta de Tratamiento
Aguas Residuales
San Fernando
X
X
Medellín- Centro
Occidente
Universidad Pontificia
Bolivariana
X
Medellín- Centro
Occidente
Corantioquia
X
Medellín- Norte
Universidad
de Antioquia
X
Medellín- Occidente
Universidad de
Medellín
X
MedellínNoroccidente
Universidad Nacional
X
Medellín
Edificio Área
Metropolitana
Bello
Instalaciones del
Metro
X
Copacabana
Hospital
X
Girardota
Liceo
X
Barbosa
Hospital
X
SO2
NOx
X
X
X
X
O3
X
X
X
X
X
X
CO
X
X
X
Total de monitores
16
3
4
4
1
3
Diseño original
14
10
8
9
2
7
importantes y se hace necesario incrementar las estaciones, pues, aunque no están legisladas, no se desconoce su efecto en la salud de la población.1
Frecuencia de muestreo. En cuanto a la frecuencia de muestreo, hay dos factores que desempeñan un papel predominante:
• La variabilidad inherente del contaminante y
• La precisión requerida de los datos sobre la calidad del aire, que se relaciona con el objetivo de la vigilancia.
Si hay que computar con los datos en un promedio anual, es recomendable que todas
las partes del año estén igualmente representadas. Es posible suponer, como norma,
que el programa de vigilancia está debidamente equilibrado si cada trimestre del año
contiene no menos del 20% del total de observaciones efectuadas dentro del año.
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
17
Evidentemente la exactitud está relacionada directamente con la frecuencia del
muestreo. Según el artículo 33 del Decreto 02 de enero 11 de 19824,5, que habla
de los métodos y frecuencia de contaminación del aire, se tiene como frecuencia
de muestreo para muestreo manual (partículas en suspensión, óxidos de azufre y
óxidos de nitrógeno), una muestra tomada en forma continua, durante 24 horas
cada tres días. La frecuencia de los equipos automáticos es continua.
Manejo de Datos. Los datos recolectados en las estaciones de monitoreo se
analizan estadísticamente para obtener valores representativos de la calidad del
aire, los cuales son publicados en boletines informativos. Toda esta metodología
se encuentra consignada en el manual de manejo de la Base de Datos de Calidad
del Aire, presentado en el componente informático.
MOMENTO PROPONER
El momento proponer plantea la reducción de emisiones basados en un estándar de calidad del aire fijado como meta dentro de un período dado. Para ello
se utilizan como herramienta los modelos de pronóstico, con los cuales deben
identificar las acciones que hay que realizar para alcanzar niveles de contaminación no nocivos para la salud. Para el desarrollo del momento proponer se
plantean las siguientes estrategias:
• Pacto por la calidad del aire: a través de este acuerdo las autoridades territoriales y ambientales acordaran el desarrollo de una agenda interinstitucional
para la elaboración e implementación de un programa regional de reducción
de la contaminación atmosférica, con el fin de mejorar la calidad del aire.
• Programas localizados de reducción de la contaminación atmosférica: así
como la estructura del programa de reducción de la contaminación y las
medidas de contingencia a que haya lugar con los sectores productivos,
de la construcción y de transporte.
• Planteamiento de las metas de reducción de contaminación para este programa: está basado en:
- Estándares de calidad del aire fijando como meta los periodos
definidos por la Normatividad Colombiana.
- Implementar el programa de aseguramiento y control de la calidad del muestreo y análisis de la calidad del aire.
- Desarrollo e implementación de índices de la calidad del aire
- Desarrollo de programas para la captura de información para
evaluar el impacto de las medidas tomadas e implementadas por
el plan de Reducción de la Contaminación en el Valle de Aburra.
- Planeación del uso eficiente de la energía y el desarrollo sostenible con énfasis en los programas de transporte más limpio y
producción más limpia, basados en modelaciones matemáticas de
planificación como el modelo de Energía-Ambiental-Economía
18
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Los proyectos y estrategias ejecutados en estas dos etapas del programa (Momento de Conocer y Momento Proponer), suministran herramientas para la
elaboración de programas de descontaminación.
Actualmente el Pacto por la Calidad del Aire se encuentra en discusión, así como
el programa de reducción de la contaminación, los cuales serán concertados con
los entes territoriales y productivos. Como insumo inicial para este programa de
reducción se han determinado varias medidas generales y especificas a adoptar.
En el Valle de Aburra y se han definido las zonas criticas según los reportes de
calidad del aire producidos por la red de monitoreo de la calidad del aire.
Clasificación de “Áreas – fuente” de contaminación. De acuerdo con el
Artículo 5 del Decreto 976 de 20066, las autoridades ambientales competentes
deberán clasificar como áreas – fuente de contaminación zonas urbanas o rurales del territorio nacional, según la cantidad y características de las emisiones y
el grado de concentración de contaminantes en el aire, a partir de mediciones
históricas, con el fin de adelantar los programas localizados de reducción de la
contaminación atmosférica.
Para la Declaración de las “Áreas – fuente” de contaminación en el Valle de Aburra
se estimó la frecuencia de las excedencias y se utilizaron las medias móviles de las
concentraciones de material particulado medido entre los años 1993 y 2006, reportadas por la red de monitoreo del Valle de Aburra. De esta forma se determinaron
las siguientes clases de áreas de contaminación que aparecen más adelante.
Medidas Generales para el Valle de Áburra. Se deberá informar al público
a través de los medios de comunicación sobre la ocurrencia del episodio de contaminación por material particulado o por ozono y la declaratoria del mismo.
En ninguno de los episodios se podrá limitar la operación de ambulancias o vehículos destinados al transporte de enfermos, vehículos de atención de incendios
y vehículos de atención del orden público.
Medidas Específicas
Salud
• Difundir la información relativa a la calidad del aire en medio masivos de
comunicación
Transporte
• Se restringirá la circulación de transporte público que utilice Diesel con
emisiones visibles.
• Se aplicará la medida de Pico y Placa para todo el día.
• Se aplicará la medida de Pico y Placa para motocicletas
• Se deberá realizar la optimización de transporte público y la implementación de sistema integrado de transporte en las zonas más afectadas
• Estaciones de buses fijas y obligatorias
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
19
Industria
• Utilizar combustibles de buena calidad, con el fin de minimizar las emisiones a la atmósfera
• Exigencia de medición de gases
• Determinación de Normas de material particulado basadas en la emisión
máxima total para el Valle.
• Paralización industrial en episodios de contaminación (incentivo poderoso al mejoramiento tecnológico)
• Quedarán exentas de cumplir con las restricciones de operación aquellas fuentes fijas que demuestren operación continua de su sistema de
control. Estos reportes serán avalados por el Área Metropolitana del
Valle de Aburrá, quien dará dicha exención.
Clases de áreas de contaminación
Clase I Áreas de contaminación alta. Son aquellas en las que la concentración de contaminantes, dadas las condiciones naturales o de fondo y las de
ventilación o dispersión, excede con una frecuencia igual o superior al setenta
y cinco por ciento (75%) de los casos, la cantidad anual contemplada en la
norma de calidad l.
De acuerdo con el análisis realizado, esta clase de área se encuentra en el sector
localizado entre las estaciones de Mayorista, Itagüí, Centro de Medellín (Éxito) y
Universidad Nacional (Facultad de Minas). Por lo tanto se plantean como medidas
de contingencia, según la regulación del decreto 976 de 20066, la suspensión del
establecimiento de nuevas fuentes de emisión y se adoptarán programas de reducción de la contaminación que podrán extenderse hasta por diez años.
Salud
• Se suspenderán las actividades deportivas al aire libre de las personas
más sensibles a la contaminación durante las horas pico.
• Se llevarán a cabo estudios de vigilancia epidemiológica en las zonas donde se hayan registrado los valores máximos de TSP.
•
•
•
•
Transporte
Se realizará mejoramiento de vías, de tal forma que sean más.
Se incrementará la eliminación de buses viejos, es decir, “chatarrización”.
Se destinarán vías exclusivas para el transporte público.
Restricción a vehículos sin convertidor (incentivo al recambio).
Industria
• Se restringe la instalación de nuevas empresas que incluyan en sus procesos sistemas de combustión que usen carbón o crudo como combustible. De dicha restricción estarán exentas las industrias que utilicen
combustibles limpios.
• Todas las fuentes fijas existentes en la zona deberán reducir sus emisiones de material particulado.
20
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Clase II- Áreas de contaminación media. Aquellas en las que la concentración
de contaminantes, dadas las condiciones naturales o de fondo y las de ventilación y
dispersión, excede con una frecuencia superior 50% e inferior 75% de los casos, la
cantidad anual contemplada en la norma de calidad. De acuerdo al análisis realizado,
esta clase de área se encuentra en el sector localizado entre las estaciones de Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, Guayabal, Centro de Medellín (San Juan) y
Centro de Medellín (Edificio Miguel de Aguinaga). Por lo tanto, se plantean las siguientes medidas de contingencia, según la regulación del decreto 976 de 20066: Se debe
restringir el establecimiento de nuevas fuentes de emisión y se adoptarán programas
de reducción de la contaminación que podrán extenderse hasta por cinco años.
Transporte
• Eliminación de buses viejos, “chatarrización”.
• Restricción a vehículos sin convertidor (incentivo al recambio).
Industria
• Todas las fuentes fijas existentes en la zona deberán reducir sus emisiones
de material particulado.
Clase III- Áreas de contaminación moderada. Aquellas en las que la concentración de contaminantes, dadas las condiciones naturales o de fondo y las
de ventilación y dispersión, excede con una frecuencia superior al 25%, e inferior
50% de los casos, la cantidad anual contemplada en la norma de calidad. De
acuerdo con el análisis realizado, esta clase de área se encuentra en el sector
localizado entre las estaciones de Universidad Pontificia Bolivariana, Universidad
de Antioquia, Sabaneta y Corantioquia (Edificio Administrativo).
Por lo tanto se plantean las siguientes medidas de contingencia, según la regulación del Decreto 976 de 20066:
Se deben tomar medidas dirigidas a controlar los niveles de contaminación y
adoptar programas de reducción de la contaminación, que podrán extenderse
hasta por tres años.
Se plantean entonces las siguientes medidas:
Transporte
• Eliminación de buses viejos, “chatarrización”.
• Restricción a vehículos sin convertidor (incentivo al recambio)
Industria
• Todas las fuentes fijas existentes en la zona deberán reducir sus emisiones
de material particulado.
Clase IV- Áreas de contaminación marginal. Estas áreas son aquellas en las que la
concentración de contaminantes, dadas las condiciones naturales o de fondo y
las de ventilación y dispersión, excede con una frecuencia superior 10% e inferior
al 25%, de la cantidad anual contemplada en la norma de calidad.
Programa para el mejoramiento de la calidad del aire en el Área Metropolitana del Valle de Aburrá
21
De acuerdo con el análisis realizado, esta clase de área se encuentra en el sector
localizado entre las estaciones de Bello, Girardota, La Estrella, Barbosa, Caldas y
Copacabana. Por lo tanto, se plantean las medidas de contingencia generales para el
Valle de Aburrá, las cuales ya se han definido anteriormente en el presente texto.
MOMENTO ACTUAR
El momento actuar se fundamenta en la ejecución del programa de reducción, así
como en la implementación de las medidas de contingencia ya propuestas. El programa de reducción será elaborado y concertado con las autoridades territoriales y los
sectores productivos, mediante agendas de cooperación, en cinco ejes de trabajo:
• Estrategias para el control de emisión de contaminantes por automotores
a través del sistema integrado de transporte, mejores vías, chatarrización y
programas de racionalización del ingreso de vehículos a las zonas críticas.
• Proyectos para la reducción de emisiones industriales, utilizando mecanismos como convenios de producción más limpia y las ventanillas de
servicios ambientales para las Pymes e incentivos tributarios.
• Estrategias de educación y divulgación, unidas al plan estratégico de educación ambiental para el Área Metropolitana
• Actividades de vigilancia y control fundamentadas en la expedición de
licencias y permisos y en el seguimiento de las fuentes de contaminación
atmosférica.
El Programa para el mejoramiento de la calidad del aire se retroalimenta partiendo nuevamente del momento conocer, permitiendo identificar la calidad del aire
resultante luego de aplicar las acciones de prevención y control de emisiones,
delineando así nuevas metas, y estrategias para lograrlas.
CONCLUSIÓN
La Red diseñada en 1998 trae una propuesta proyectada a partir de cinco métodos avalados por la OMS y la EPA, basados en: población, datos reportados por los
monitoreos de los años anteriores y modelo de dispersión para material particulado. Estos métodos permitieron determinar las zonas de mayor contaminación y
así instalar la mayor parte de los monitores existentes para ese entonces.
El desarrollo de los modelos matemáticos y el monitoreo de la calidad del aire le
han permitido a nuestra entidad elaborar propuestas para la concertación de programas de reducción y es éste el desafío actual del Área Metropolitana del Valle
de Aburrá, cuyo programa se encuentra en los momentos de proponer y actuar.
La entidad reconoce en el Gobierno Nacional su mejor aliado para la implementación de medidas restrictivas a nivel regional y nacional. Entre las medidas se tienen:
22
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
• Establecer en el menor tiempo posible la norma de emisiones para las
fuentes fijas.
• Una política para el mejoramiento de la calidad del Diesel, que actualmente es 5.500 ppm de SO2, hasta cumplir con los valores de la norma EURO
IV de 50 ppm. Para lograr esto es necesario que ECOPETROL y del Ministerio de Energía formulen el programa de reducción de la concentración
SO2 en el combustible. Es importante tener en cuenta que en la Unión
Europea, desde el año 2005, se comercializa combustible Diesel con un
contenido máximo de azufre de 10 ppm. En Colombia el contenido de
azufre es cercano a las 4.800 ppm.
• Incluir como medida preventiva a nivel nacional la instalación de filtros
para vehículos a Diesel.
• Implementación de mecanismos que restrinjan la importación y producción de motos a dos tiempos y, según el caso, prohibir su circulación en
zonas de altas concentraciones de contaminantes.
El desarrollo de las agendas de trabajo de manera concertada con los sectores de
transporte e industrial es la tarea actual de la entidad, como institución líder en
la región en el mejoramiento de la calidad del aire. De la voluntad y el aporte de
todos los sectores, incluyendo a la comunidad como principal actor, depende el
éxito de los programas de descontaminación y la implementación de las medidas
de contingencia ya propuestas.
REFERENCIAS
1. ECHEVERRI, C. et al. Estudio de la Protección y Control de la Calidad del Aire para
el Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Medellín : Area Metropolitana del Valle de
Aburrá; Universidad de Antioquia; Politécnico Jaime Isaza Cadavid; Universidad Pontificia Bolivariana, 1998.
2. REDAIRE. Convenio interinstitucional 896. Medellín : Redaire, 2005.
3. IDEAM. Protocolo de monitoreo y seguimiento de la calidad del modulo aire del
sistema de información ambiental. Medellín : IDEAM, 2005.
4. COLOMBIA. MINISTERIO DE SALUD. Decreto 02 de 11 de Enero de 1982. Por el
cual se reglamenta parcialmente el titulo I de la Ley 09 de 1979 y el Decreto Ley 2811
de 1974, en cuanto a emisiones atmosférica. (Diario Oficial. Bogota. 1982). 44 p.
5. ________. Resolución 601 del 4 de abril 2006, Por la cual se establece la Norma de
Calidad del Aire o Nivel de Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones
de referencia. Bogota : El Ministerio, 2006. 13 p.
6. ________. Decreto 979 del 3 abril de 2006, Por el cual se modifican los artículos
7,10, 93, 94 y 108 del Decreto 948 de 1995. Bogotá : El Ministerio, 2006. 7 p.
Artículo Original
Tratamiento de aguas residuales
de la industria láctea
Álvaro Arango Ruíz1 / Luis Fernando Garcés Giraldo2
Watewater treatment from milk industries
Tratamento de águas residuais da indústria láctea
RESUMEN
Introducción. La industria láctea genera gran cantidad de aguas residuales, concentrando
en estas la mayor cantidad de contaminantes originados en sus procesos. Las aguas residuales de la industria láctea se caracterizan por poseer una gran cantidad de materia orgánica,
especialmente grasas y aceites, además de sólidos suspendidos y valores de pH que se salen
de los rangos aceptables para vertimiento. La electrocoagulación es un proceso que se ha
venido desarrollando en los últimos años y que se presenta como alternativa de tratamiento
para las aguas residuales de esta industria, ofreciendo múltiples ventajas comparativas con
las tecnologías tradicionales. Objetivo. Estudiar la aplicación de electrocoagulación como
tratamiento de las aguas residuales de la industria láctea. Materiales y métodos. Las aguas
residuales de la industria láctea fueron tratadas por electrocoagulación empleando un diseño
experimental factorial 3x2x3, que obedece a variaciones de pH, densidad de corriente y tiempo de tratamiento, las variables de respuesta medidas fueron porcentajes de remoción de
DQO y grasas y aceites. Resultados. Las remociones de DQO fueron del orden del 94 % y
la de grasas y aceites del orden del 99 % a pH ácido y a tiempo de tratamiento de 15 minutos.
Conclusión. La electrocoagulación se vislumbra como un tratamiento eficiente para la remoción de contaminantes en las aguas residuales industriales, específicamente en el caso de la
industria láctea como sucedió en esta investigación.
Palabras clave: Electrocoagulación. Celda tipo bach. Electrodo de hierro. Electroquímica.
1
Ingeniero Químico. Especialista en Ingeniería Ambiental. Magíster en Ingeniería Ambiental. Profesor de la Facultad de Ingenierías. Investigador grupo GAMA. Corporación Universitaria Lasallista/ 2 Ingeniero Sanitario. Especialista en Ingeniería Ambiental. Magíster en Ingeniería Ambiental. Director grupo de investigación GAMA. Decano Facultad de Ingenierías. Corporación Universitaria
Lasallista.
Correspondencia: Álvaro Arango Ruiz. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 22/102007; fecha de aprobación: 16/11/2007
24
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
ABSTRACT
Introduction. Milk industries generates lots of waste waters, accumulating in them the highest quantities of pollutants resulting from their processes. These waste waters content much
organic matter, specially fat and oils. They also contain solid materials in suspension and pH
values beyond acceptable rates for pouring. Electrocoagulation is a process that has been being
developed in recent years and has been an alternative to treat waste waters from milk industries, offering many advantages when compared to traditional technologies. Objective. To study the application of electrocoagulation to treat waste waters from milk industries. Materials
and methods. Waste waters were traeted with the electrocoagulation process by the use
of an experimental factorial design 3X2X3, which obeys to pH variations, current density and
treatment time. The response variables measured were removal percentages of COD, and fats
and oils. Results. COD removals had a 94% value and fats and oils had a 99% measurement,
at an acid pH and at a treatment time of 15 minutes. Conclusion. Electrocoagulation can be
seen as an efficient treatment to remove pollutants from waste waters coming from industries,
specifically from milk industries, like in the case of our research.
Key words: Electrocoagulation. Bach type cell. Iron electrode. Electrochemistry.
RESUMO
Introdução. A indústria láctea gera grande quantidade de águas residuais, concentrando nestas a maior quantidade de contaminantes originados em seus processos. As águas residuais da
indústria láctea se caracterizam por possuir uma grande quantidade de matéria orgânica, especialmente gordurosas e azeites, além de sólidos suspendidos e valores de PH que se saem das
castas aceitáveis para vertimento. A electrocoagulação é um processo que veio desenvolvendo
nos últimos anos e que se apresenta como alternativa de tratamento para as águas residuais
desta indústria, oferecendo múltiplas vantagens comparativas com as tecnologias tradicionais.
Objetivo. Estudar a aplicação de electrocoagulação como tratamento das águas residuais da
indústria láctea. Materiais e métodos. As águas residuais da indústria láctea foram tratadas
por electrocoagulação empregando um desenho experimental fatorial 3x2x3, que obedece
a variações de PH densidade de corrente e tempo de tratamento, as variáveis de resposta
medidas foram percentagens de remoção de DQO e gordurosas e azeites. Resultados. As
remoções de DQO foram da ordem de 94 % e a de gorduras e azeites da ordem de 99 % a PH
ácido e a tempo de tratamento de 5 minutos. Conclusão. A electrocoagulação se vislumbra
como um tratamento eficiente para a remoção de contaminantes nas águas residuais industriais, especificamente no caso da indústria láctea como aconteceu nesta investigação.
Palavras chaves: Electrocoagulação. Cela tipo bach. Eletrodo de ferro. Eletroquímica.
INTRODUCCIÓN
La industria alimentaria en sus procesos debe utilizar grandes cantidades de agua
de buena calidad que se requiere en los procesos de lavado, limpieza y desinfección; actividades que hacen de esta industria una de las de mayor generación de
aguas residuales con altas cargas de contaminantes orgánicos1-3.
Factores económicos, legislativos y ambientales, obligan a la industria de los alimentos a recurrir a estrategias conducentes a reducir tanto la cantidad como la
Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea
25
carga de las aguas residuales. Dentro de estas estrategias cabe considerar desde
dimensiones y secciones de los establecimientos, grado de tecnificación y variedad de productos hasta precauciones adicionales en las zonas de producción tales
como pérdidas de producto por derrames, goteo o formación de espumas4,5.
La DQO depende de la composición, sobre todo de su cantidad de grasa por lo que
siempre resulta económicamente favorable separar las grasas utilizando trampas de
grasa y si éstas aparecen junto con tensoactivos en forma emulsionada se separan
por medio de flotación (separación de sustancias que sobrenadan con ayuda de
finas burbujas de aire). Además, se separan sustancias proteicas en disolución coloidal. El efecto se ve reforzado cuando se agregan compuestos floculadores5.
El uso de tanques reguladores permite mantener un flujo constante de aguas hasta el
canal de desagüe, incluso durante las horas en que no hay generación de aguas residuales. Los establecimientos que tienen tres turnos de producción llegan a necesitar tanques hasta 1,2 veces la cantidad máxima de generación de aguas residuales por día5.
Los tanques permiten también regular el pH y realizar la neutralización de producto microbicida no utilizado, a fin de prevenir alteraciones de la limpieza biológica de las aguas residuales y finalmente refrigeran las aguas con soluciones
limpiadoras que usualmente son vertidas sin ningún reparo a las canalizaciones.
Las metas internas de los establecimientos de producción de alimentos son principalmente la neutralización, regulación de temperatura y separación de grasas
de las aguas residuales. Para un posterior tratamiento de las aguas se plantea un
tratamiento aerobio y otro anaerobio, este último se propone para el tratamiento
de aguas de plantas lecheras ya que ofrece la ventaja de producir biogás y menor generación de lodos. Sin embargo frente a la escasez del recurso hídrico la
industria alimentaria se ve en la necesidad de reciclar y reusar el agua. Para ello
se enfrenta al reto de seleccionar tecnologías que le permitan tratar sus aguas
residuales de forma económica y eficiente.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se desarrolló una investigación con las aguas residuales de una industria láctea
de la región. Se recolectaron muestras tanto del tanque de descargas como del
tanque de homogenización, este último, toma las aguas del tanque de descarga de
las aguas residuales de la empresa y las mezcla. A estas se le analizaron: pH, DQO,
conductividad eléctrica, grasas y aceites en los laboratorios de la Corporación
Universitaria Lasallista. Los análisis se realizaron el mismo día del muestreo, de acuerdo con los resultados se decidió que las muestras de agua para la investigación serían recolectadas
sólo del tanque de homogenización por ser este el más representativo en las
características fisicoquímicas del agua residual láctea.
La experimentación se llevó a cabo en la celda diseñada para la electrocoagulación
de la cual se habló en el capítulo anterior sobre “Diseño y construcción de una
celda prototipo de electrocoagulación para el tratamiento de aguas residuales”.
26
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Se realizó una prueba de tamizado consistente en la observación del comportamiento de diferentes variables fisicoquímicas en el medio acuoso recolectando
información a priori que permitiera determinar los valores de corriente eléctrica,
distancia entre electrodos, tiempo de exposición al tratamiento y pH que llevan
a tratamientos de electrocoagulación más eficientes para ser tenidos en cuenta
en el diseño experimental.
Las variables que se consideraron como factores para el diseño experimental
fueron: densidad de corriente eléctrica (J), pH inicial del agua residual y tiempo de
tratamiento (min); manteniendo como electrodo de sacrificio al hierro (ánodo)
y como cátodo el aluminio.
El diseño experimental utilizado en la investigación es un diseño factorial de tres
factores (pH, densidad de corriente y tiempo), completamente al azar. Los niveles
para cada uno de estos factores se consignan en la Tabla 1. Para cada uno de los
experimentos se realizaron cuatro repeticiones. Las variables de respuesta fueron
el porcentaje de remoción de DQO y el de grasas y aceites. La DQO fue corregida por las interferencias de hierro.
Tabla 1. Factores y niveles en el diseño experimental
Factores
pH
Densidad de corriente (A/m2)
Tiempo (min)
Niveles
5,0
7,0
32,43
5
8,0
43,23
10
15
El modelo estadístico utilizado para el análisis de la información fue:
Donde,
m es el porcentaje medio de remoción de DQO del modelo.
i = 5, 7 y 8.
ai es el efecto del i-ésimo nivel del factor pH.
bj es el efecto del j-ésimo nivel del factor Densidad de Corriente. j = 32,43 y 43,23.
gk es el efecto del i-ésimo nivel del factor Tiempo.
k = 5, 10 y 15.
(ab)ij es el efecto de interacción entre los niveles i y j de los factores pH y Densidad de Corriente. ∀i,j
(ag)ik es el efecto de interacción entre los niveles i y k de los factores pH y
Tiempo. ∀i,k
(bg)jk es el efecto de interacción entre los niveles j y k de los factores Densidad
de Corriente y Tiempo. ∀j,k
Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea
27
(abg)ijk es el efecto de interacción entre los niveles i, j y k de los factores pH,
Densidad de Corriente y Tiempo.∀i,j,k
yijkl es la l-ésima observación del porcentaje de remoción de DQO observado en
los niveles i, j y k de los factores pH, Densidad de Corriente y Tiempo.
eijkl es el l-ésimo término de error aleatorio.
RESULTADOS
La Gráfica 1 muestra el porcentaje de remoción de DQO para las diferentes combinaciones de tratamientos considerados en el diseño experimental. Se observa
que los mayores porcentajes de remoción de DQO se presentan a pH inicial de 5,
densidad de corriente (J) de 43,23 y de 32,43 A/m2 y un tiempo de proceso de 15
minutos, estas remociones son de 93,99 y 75,73 % respectivamente, lo cual es alto.
Gráfica 1. Porcentajes de remoción de DQO a las diferentes
combinaciones de tratamientos.
A pH 7 se presenta un comportamiento similar al observado en el caso anterior,
esto es, durante los primeros 6 minutos la diferencia entre la remoción de DQO
es muy pequeña para las dos densidades de corriente. Aunque es más apreciable
que la observada para pH 8, y finalmente para pH inicial 5 se observa para todos
los tiempos una diferencia importante entre la remoción de DQO para las dos
densidades de corriente.
A un tiempo de 15 minutos existen diferencias en los porcentajes de remoción
entre el tratamiento a 32,43 y 43,23 a/m2, pero estas diferencias se van reduciendo a medida que aumenta el pH. Este comportamiento se puede evidenciar más
fácilmente en la Tabla 2.
28
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
El análisis anterior sugiere que a medida que aumenta el pH inicial del agua residual,
disminuye la eficiencia de la densidad de corriente en la remoción de la DQO. Este
comportamiento se explica ya que las propiedades de precipitación de proteínas y
materia orgánica de los componentes lácteos se presentan a pH ácidos.
Tabla 2.Variaciones del % de remoción de DQO para los diferentes pHs
pH
Tiempo
(min)
% remoción de
DQO a 32,43 A/m2
% remoción de
DQO a 43,23 A/m2
Δ % remoción
DQO
5
15
75,73
93,99
18,26
7
15
62,36
70,83
8,47
8
15
46,55
51,44
4,89
La Gráfica 2 muestra los porcentajes de remoción de DQO, de grasas y aceites
para la combinación del ensayo que arrojó las remociones más altas de DQO,
esto es pH de 5 y densidad de corriente de 43,23 A/m2; en la foto 1 se observa el
estado del agua antes durante y después del tratamiento.
Gráfica 2. Remociones de DQO, grasas y aceites para pH de 5
y densidad de corriente de 43,23 A/m2.
Estas dos curvas guardan una proporcionalidad debido a que las grasas y aceites hacen
parte de la materia orgánica cuantificada como DQO. La curva de remoción de grasas
y aceites está por encima de la remoción de DQO para todos los tiempos, lo que indica una alta eficiencia de la electrocoagulación en la eliminación de estas sustancias.
En la Tabla 3 se muestran los valores de remoción de la DQO, Grasas y aceites a
diferentes tiempos.
29
Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea
Foto 1. Evolución de la electrocoagulación del agua residual
para pH inicial de 5 y densidad de corriente de 43,23 A/m2.
Tabla 3. Remoción de DQO, grasas y aceites para pH de 5 y
densidad de corriente de 43.23 A/m2
Tiempo (min)
% Remoción DQO
% Remoción Grasas y Aceites
5
43,88
60,40
10
77,29
84,53
15
93,99
99,32
Se realizó el análisis de varianza a la información mediante el paquete estadística
SAS. Se observa que el modelo estadístico propuesto explica el 98,61% de la
variabilidad de la proporción de remoción de DQO, lo cual indica un gran ajuste
del modelo a los datos recolectados.
Tabla 4. Resultados del análisis de varianza
Fuente
Grados de
libertad
Suma de
cuadrados tipo III
Media
cuadrática
F
Valor
de p
Densidad de
corriente
1
1651,88
1651,88
151,68
<0,0001
Tiempo
2
26194,40
13097,20
1202,63
<0,0001
pH
2
11517,34
5758,67
528,78
<0,0001
Densidad
corriente*Tiempo
2
51,43
25,72
2,36
0,1040
pH*Densidad
de corriente
2
1574,90
787,45
72,31
<0,0001
pH*Tiempo
4
587,14
146,79
13,48
<0,0001
pH*Densidad de coririente*Tiempo
4
178,99
44,75
4,11
0,0056
30
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
En la tabla 4, las pruebas de significancia de los efectos principales y de interacción
(de dos y tres factores) se observa que, excepto el efecto de interacción entre
la densidad de corriente y el tiempo, todos los efectos son significativos, claro
está que como la interacción de los tres factores es significativa (p<0,01), se debe
tener cuidado al considerar la no significancia de la interacción entre la densidad
de corriente y el tiempo.
DISCUSIÓN
Los tres factores bajo estudio (pH, densidad de corriente y tiempo) tienen un
efecto significativo sobre la proporción de remoción de DQO. El diseño de tres
factores es bastante ajustado a los datos (R-Square = 0,986112). En particular se
tiene como nivel óptimo del estudio cuando pH = 5, Tiempo = 15 y Densidad de
Corriente = 43,23 A/m2, seguido de cualquiera de las dos medias que corresponden
a pH = 5, Tiempo = 10, Densidad de Corriente = 43,23; o pH = 5, Tiempo = 15,
Densidad = 32.43, estas ultimas con un valor estadísticamente más bajo de la proporción de remoción de DQO.
CONCLUSIONES
La electrocoagulación se vislumbra como un tratamiento eficiente para la remoción de contaminantes en las aguas residuales industriales, específicamente en el
caso de la industria láctea como sucedió en esta investigación.
REFERENCIAS
1. WIBLBRETT, Gerard. Limpieza y desinfección en la industria alimentaria. Zaragoza :
Acribia, 2000. 349 p. 2. CENTRO DE ACTIVIDAD REGIONAL PARA LA PRODUCCIÓN LIMPIA (CAR/PL).
Prevención de la contaminación en la industria láctea [on line]. Bogotá : Ministerio del
Medio Mabiente, s.f. [Citado en mayo de 2002]. Disponible en: http://www.medioambiente.gov.ar/ciplycs/documentos/archivos/Archivo_104.pdf
3. EC.SYNNOLT. Bulletin dairy effluents. IDF (Internacional Dairy Foundation) Seminar.
Killamey, Irleand : Internacional Dairy Foundation. 1984. (IDF Document 184).
4. ALFA LAVAL. Manual de industrias lácteas. Madrid : A. Madrid Vicente, 1990. p.17.
5. AYMERICH, Sigfrido M. Conceptos para tratamiento de residuos lácteos. Costa Rica
: CNP, 2000. p.12
Artículo Original
Cambio del sistema de
calentamiento de agua
empleando calderas por paneles
solares y otros procesos de P+L
Carlos Mario Uribe Mejía1
Change of the heating water systems by the use of boilers
to solar panels and other C+P (Cleaner Production) processes
Mudança do sistema de aquecimento de água empregando
caldeiras por painéis solares e outros processos de P+L
RESUMEN
Introducción. La Organización Hotelera Gran Hotel S.A, fundada en 1965 y está dedicada a la
explotación de la industria Hotelera, utilizó desde su comienzo calderas para el calentamiento
de agua, las que utilizaban por ACPM como combustible. El desarrollo de la actividad hotelera generó altos consumos de agua y energía en las habitaciones y el área de restaurante, por lo tanto,
se requería de medidas de control. Metodología. Se implementaron una serie de medidas de
control de consumo de agua y energía. Resultados. Con el cambio de las calderas por paneles
solares para el calentamiento de agua, se consiguió, entre otros, la eliminación de emisiones de
CO2 a la atmósfera, se disminuyó la contaminación por ruido y se redujo el calor en el área de
lavandería, lo cual mejoró la calidad de vida de las personas que laboraban en esa área. También
se adecuó la tubería que distribuye el agua, lo cual ocasionó una disminución en el consumo del
agua; adicionalmente, con el cambio de luminaria se produjeron ahorros en el consumo de energía, y con la actualización en las máquinas de lavado y secado se redujo el consumo de energía y
agua. Conclusión. La implementación de P+L en la Organización Hotelera Gran Hotel S.A. mejoró las condiciones de salud ocupacional del personal y mejoró las condiciones ambientales.
Palabras Clave: Paneles solares, Calentadores solares, Ahorro agua, Salud Ocupacional, Ahorro energía.
1
Gerente de la Organización Hotelera Gran Hotel.
Correspondencia: Carlos Mario Uribe Mejía e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 05/10/2007; fecha de aprobación: 16/11/2007
32
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
ABSTRACT
Introduction.The Gran Hotel SA organization, founded in 1965, used ACPM fuel boilers for
heating water.The development of the hotel business generated a high consumption of energy
and water in the rooms and the restaurant area. Therefore, control actions.were required.
Methodology. We implemented a series of actions to control energy and water consumption. Results. With the change of boilers to solar panels for water heating, the level of CO2
sent to the atmosphere was reduced, also was noise pollution and the heat in the laundry area,
fact that improved the quality of life of the people working in that area. We also adapted the
pipe that distributes water, and it resulted in a decrease in the consumption of water. Additionally, with the change of illumination systems there were savings in energy consumption, and
the updating of the washing and drying machines dropped the energy and water consumption.
Conclusion. The implementation of C+P in the Gran Hotel SA organization improved conditions of occupational health in the staff and also improved environmental conditions.
Key Words: solar panels, solar heaters, saving water, occupational health, saving energy.
RESUMO
Introdução. A Organização Hoteleira Grande Hotel S.A, fundada em 1965 e está dedicada à
exploração da indústria Hoteleira, utilizou desde seu começo caldeiras para o aquecimento de
água, as que utilizavam por Diesel como combustível. O desenvolvimento da atividade hoteleira
gerou altos consumos de água e energia nas habitações e a área de restaurante, portanto, requeria-se de medidas de controle. Metodologia. Programaram-se uma série de medidas de
controle de consumo de água e energia. Resultados. Com a mudança das caldeiras por painéis
solares para o aquecimento da água, conseguiu-se, entre outros, a eliminação de emissões de
CO2 à atmosfera, diminuiu-se a contaminação por ruído e se reduziu o calor na área da lavanderia, o qual melhorou a qualidade de vida das pessoas que trabalhavam nessa área. Também se
adequou à tubagem que distribui a água, o qual ocasionou uma diminuição no consumo de água;
adicionalmente, com a mudança de luminária se produziram economias no consumo de energia,
e com a atualização nas máquinas de lavagem e secado se reduziu o consumo de energia e água.
Conclusão. A implementação de P+L na Organização Hoteleira Grande Hotel S.A. melhorou as
condições de saúde ocupacional do pessoal e melhorou as condições ambientais.
Palavras chaves: Painéis solares.Aquecedores solares. Economia de agua. Saúde Ocupacional.
Economia de energia.
INTRODUCCIÓN
La energía en sus diferentes manifestaciones se constituye, en los procesos industriales, en un importante factor de producción. Dependiendo de la estructura
productiva de las industrias, ella puede tener múltiples impactos, destacando entre
otros los costos de producción, la calidad de los productos, la productividad de
los procesos, la salud ocupacional de los operarios y el cuidado del ambiente1.
En el devenir del desarrollo tecnológico a nivel mundial para el siglo XXI se espera lograr una puesta a punto de tecnologías limpias2 y eficientes, que permitan al
Cambio del sistema de calentamiento de agua empleando calderas por paneles solares y otros procesos de P+L
33
hombre vivir en un ambiente menos deteriorado y más confortable3.Teniendo en
cuenta lo anterior, el cambio del sistema de calentamiento de aguas empleando
calderas por un sistema sostenible como lo es la energía solar, se enmarca en una
estrategia de desarrollo sostenible y una tecnología ambientalmente limpia2.
El cambio de calentamiento de agua de calderas por energía solar fue un proceso
que se realizó gracias a la colaboración de la empresa Energía Solar, además de la
iniciativa y conciencia de la Organización, considerando los posibles beneficios en
materia de ahorro y de bienestar, tanto para los huéspedes del hotel como para
las comunidades circundantes. El anterior proceso se había proyectado desde hace
varios años, y no se había llevado a cabo por algunas dificultades económicas de
la Organización. Posteriormente, con el conocimiento de la empresa Energía Solar
sobre programas de apoyo para la financiación de proyectos de P+L por parte del
Centro Nacional de Producción Más Limpia y Tecnologías Ambientales de Colombia
– CNPML y su línea de crédito ambiental3; se comenzó la ejecución del proyecto
en el marco de la aplicación de tecnologías ambientalmente sostenibles2.
El proyecto consistió en el cambio de dos calderas, dos tanques de almacenamiento de ACPM, toda la tubería de distribución de acueducto del Hotel -la cual
era de hierro galvanizado por un sistema de paneles solares- y el cambio de material de la red de distribución que disminuyera las pérdidas de temperatura y de
agua en la prestación del servicio a las habitaciones.
Las principales dificultades que se presentaban con el sistema de calderas eran:
• Generación de calor en el área de lavandería. Ocasionaba un deterioro en
el lugar de trabajo del personal de dicha división, debido a las condiciones
de trabajo. Sin embargo se habían realizado algunas iniciativas tendientes
a mejorar dicha situación, sin lograr avances significativos al respecto.
• Producción de ruido. Incrementaba la presión sonora, desfavoreciendo
las condiciones del sitio de trabajo. Las emisiones atmosféricas originadas por el uso de combustibles fósiles como el ACPM, además de los
inconvenientes en la calibración y mantenimiento de los quemadores de
la caldera, afectaba el entorno inmediato incluyendo los mismos servicios
del hotel, como es el caso de la zona de la piscina.
• Dificultades del almacenamiento de productos peligrosos, como el ACPM.
El continuo mantenimiento preventivo y correctivo de las calderas y el
vertimiento de las aguas de purga de las mismas, incrementaban las operaciones de mantenimiento por análisis y caracterizaciones de ellas de
forma periódica5.
MATERIALES Y MÉTODOS
En el año 2004, luego de atravesar una dura crisis económica, se decide comenzar
a implementar una serie de medidas de control de consumo de agua y energía.
34
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
En el proceso de calentamiento de agua se utilizaban dos calderas, de 30 HP y 40
HP, además de dos tanques de almacenamiento de ACPM, con capacidad de 1.400
galones, los cuales se consumían en un periodo entre 20 días y un mes, dependiendo del número de personas que estuvieran demandando servicios.
Para la distribución del agua caliente a las habitaciones se utilizaba una tubería
de hierro galvanizado sin ningún tipo de recubrimiento, la cual hacia ineficiente el
sistema, provocando que las calderas permanecieran encendidas durante tiempos
más prolongados y de forma continua, lo que generaba mayor consumo de hidrocarburo y emisiones atmosféricas por la combustión del ACPM. Por lo tanto, éstas
fueron reemplazadas por 36 paneles solares.
En los baños se utilizaban duchas y grifería de lavamanos no ahorradoras, debido a
que la presión de servicio con la cual se atendía la edificación no era suficiente para
poder operarlas. Ppor otro lado, la tubería de hierro galvanizado presentaba demasiados precipitados de óxido en sus paredes6,7, lo que incrementaba la rugosidad de
su interior, generando una mayor cantidad de pérdidas en la conducción del agua, y la
disminución de la presión en las tuberías de manera considerable. Esto de igual forma
aumentaba los tiempos de residencia del agua caliente en las tuberías, repercutiendo
en un incremento en el despilfarro del agua mientras los clientes esperaban la llegada
del servicio. Por las anteriores razones se realizó el cambio del tipo de material por
tubería de cobre con recubrimiento, lo cual garantizaba que la pérdida de calor fuera
la menor posible, además de favorecer la disminución de la cantidad de veces que las
bombas de recirculación eran encendidas para mantener el agua caliente en el sistema
de distribución, lo que significó el ahorro de horas de consumo de energía eléctrica.
Como consecuencia inevitable se tuvo la remodelación de todos los baños del
hotel, debido al cambio de la tubería. Se aprovechó entonces la oportunidad para
instalar aparatos hidrosanitarios ahorradores de agua en las duchas y en los lavamanos, además de una adecuada calibración de los fluxómetros de todas las
habitaciones en donde la presión de servicio lo permitiera.
Desde el punto de vista visual y de iluminación sucedía que prácticamente todas
las paredes del hotel estaban recubiertas con madera, lo cual producía un efecto
de oscuridad debido a que la madera es un material no reflectivo porque absorbe
mucha cantidad de luz, lo que obligaba al personal a mantener encendidas una
mayor cantidad de iluminarias en los pasillos y corredores prácticamente durante
todo el día. En forma adicional, el piso era de color gris y crema y de material
plástico y tampoco reflejaba la luz, por lo que estos materiales fueron sustituidos
por muros estucados y pintados de color claro y pisos en porcelanato de color
claro con un alto grado de reflexión de luz. Con esta medida se logró aprovechar
la luz solar en buena parte del día y así evitar tener que emplear el 70% de las
iluminarias de las zonas comunes de los pisos del hotel durante el 50% del día.
Todos los buenos resultados alcanzados a partir de las reformas que se hicieron impulsaron a realizar trabajos en torno al programa de P+L día tras día, lo que condujo
a realizar nuevas inversiones en otras áreas: a) En la cocina se implementó el lavado
de losa con máquina lavavajillas, lo que hizo más eficiente esta actividad logrando
una mayor cantidad de losa limpia en menor tiempo, una mejor higienización de los
Cambio del sistema de calentamiento de agua empleando calderas por paneles solares y otros procesos de P+L
35
elementos y menor consumo de agua. b) En lavandería se cambiaron las lavadoras y
se adquirieron nuevas máquinas secadoras, lo que ha contribuido a que los índices
generales de consumo de agua y energía se vean disminuidos.
De acuerdo con los buenos resultados que se lograron con la implementación del
programa de ahorro y uso eficiente de la energía y del agua ya relatados arriba,
se remodelaron las áreas comunes de los pisos para aprovechar la luz solar como
iluminación por periodos del día más prolongados y disminuir el consumo de
energía eléctrica y se dio inicio al reemplazo de tapetes por cerámica para disminuir las actividades de limpieza con aspiradoras y mejorar la iluminación.
RESULTADOS
El cambio de los sistemas de calentamiento de calderas a paneles solares consiguió una retoma de conciencia y evita actualmente la compra y almacenamiento
de los 1.400 galones de ACPM que se consumían, con lo cual se logró un ahorro
anual por un valor aproximado de $47.040.000.
El incremento en la eficiencia de la distribución y llegada del agua caliente a la habitaciones del hotel por el reemplazo de la tubería de hierro galvanizado por cobre,
logró disminuir considerablemente los tiempos que demoraba el agua caliente en
llegar a los baños de las habitaciones de 180 a 30 segundos, lo que significó una
reducción del 500%, mejorando el servicio prestado al cliente y ahorrando agua. El cambio de las secadoras disminuyó los tiempos de operación comparada con las
anteriores, (45 minutos para una carga de 70 lbs. de carga versus 75 minutos para una
capacidad de 40 lbs.), lo que se traduce en un aumento de la carga en un 75% y una
disminución el tiempo de secado del 66%, para un ahorro sustancial en el consumo
de gas y el incremento en la eficiencia de dicha operación y del servicio al cliente.
Con el cambio de las lavadoras se logró disminuir el consumo de agua por ciclos
y el consumo de energía eléctrica, debido a que las lavadoras antiguas tenían una
carga de 50 lbs. Con consumo fijo de agua por ciclo de 20 galones y un tiempo
fijo de operación de 50 minutos; mientras que las nuevas lavadoras, poseen una
carga de 50 lbs., un consumo de 15 galones de agua y un periodo de operación de
35 minutos por ciclo. Por lo tanto se logró obtener un ahorro de 25% en agua y
30% en tiempo de ciclo de lavado.
Los resultados globales de la implementación del programa de ahorro y uso eficiente del agua8 y de la energía9 en la Organización Hotelera Gran Hotel que se realizó
en el año 2004, son mostrados en las Tablas 1 y 2. Podemos apreciar que en 2005 y
2006 se presentaron reducciones importantes en consumo de agua y energía.
Como se puede observar en la Tabla 1 se presentaron reducciones superiores al
20% en el consumo de energía eléctrica con respecto al año 2004, año base en
el que se implementó el proyecto de P+L de la sustitución del sistema de calentamiento de calderas por calentadores solares, además de las adecuaciones en
iluminación realizadas.
36
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Tabla 1. Resultados globales del consumo de energía eléctrica
Año
Consumo
kwh
Total
huéspedes
año
Kwh
promedio
huésped
Reducción
Anual
Reducción
Global
2004
265.922
26.300
10,11
-
-
2005
265.720
34.448
7,71
23,71%
23,71%
2006
273.800
37.854
7,23
6,23%
28,46%
En la Tabla 2 se muestra que las reducciones en consumo de agua son superiores
al 30% en el consumo para los periodos 2005 y 2006 con relación al año 2004,
cuando se implementó el programa de sustitución del sistema de calentamiento
y cambio del sistema de distribución de agua. Si lo observamos desde el punto de
vista de la ley 373 de 19978, se tiene una reducción significativa de pérdidas y de
la demanda del recurso hídrico.
Tabla 2. Resultados globales del consumo de agua
Año
Consumo
m3 de agua
Total huéspedes/
año
m3 promedio
huésped
Reducción
Anual
Reducción
Global
2004
13.350
26.300
0,51
-
-
2005
11.600
34.448
0,34
33,66%
33,67%
2006
12.100
37.854
0,32
5,07%
37,04%
CONCLUSIÓN
Se evidencian la importancia y las oportunidades que se pueden aprovechar en los
programas de P+L en el sector de la industria hotelera y del turismo, el cual en
la actualidad hace parte muy importante de la industria nacional y local debido al
gran auge que tiene la misma. El grado de conciencia e iniciativa alcanzado en el
grupo empresarial de la Organización Hotelera Gran Hotel S.A. contribuye a aunar esfuerzos por disminuir los impactos negativos de las actividades comerciales
e industriales sobre el ambiente y a mejorar la condiciones de calidad de vida de
las comunidades día a día, con el acompañamiento de programas y proyectos de
diferentes instituciones, como es el caso del Centro Nacional de Producción Más
Limpia y Tecnologías Ambientales de Colombia.
REFERENCIAS
1. AMELL, A. A. Energía, economía y medio ambiente en procesos industriales. Área
Metropolitana del Valle de Áburra, Universidad Nacional de Colombia, Universidad
Pontificia Bolivariana y Universidad de Antioquia. Medellín: Universidad Nacional de
Colombia, 2007.
Cambio del sistema de calentamiento de agua empleando calderas por paneles solares y otros procesos de P+L
37
2. ARROYAVE R., Joan Amir y Garcés Giraldo, Luís Fernando. Tecnologías Ambientalmente
Sostenibles. En : Revista de Producción + Limpia.Vol. 1, No. 2 (jul. – dic. 2006); p. 78 – 86.
3. HILL, B. A. y FIGUEROA, E. Administración de los recursos energéticos. Área Metropolitana del Valle de Áburra, Universidad Nacional de Colombia, Universidad Pontificia Bolivariana y Universidad de Antioquia. Medellín: Universidad Nacional de Colombia, 2007
4. CENTRO NACIONAL DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA. Portal de internet del
Centro Nacional de Producción Más Limpia y Tecnologías Ambientales de Colombia.
[online]. Medellín: El Centro, 2007. [Citado noviembre de 2007]. URL disponible en:
<http://www.cnpml.org>
5. COLOMBIA. MINISTERIO DE AGRICULTURA. Decreto 1594 del 26 de Junio de
1984, por el cual se reglamenta parcialmente el titulo I de la ley 9 de 1979, así como
el capitulo II del titulo IV – parte III – libro II y titulo III – libro I – del decreto 2811 de
1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. Bogota: El Ministerio, 1984.
6. MCNEILL, L.S. and EDWARDS, M. Iron pipe corrosion in distribution systems. In: Journal American Water Works Association. Estados Unidos. Vol. 93, No. 7 (jul. 2003); p.
88 – 100.
7. LITTLE, B. RAY, R. A Perspective on Corrosion inhibition by biofilms. In: Corrosion.Vol.
58, No 5 (may. 2002); p. 424 – 428.
8. COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 373 de 6 Junio de 1997, Por la
cual se establece el Programa para el Uso Eficiente de Agua Potable. Bogota: El Congreso, 1997.
9. COLOMBIA. CONGRESO DE LA REPÚBLICA. Ley 697 de 3 Octubre de 2001, mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente de la energía, se promueve la utilización de energías alternativas y se dictan otras disposiciones. Bogota: El Congreso, 2001.
Artículo Original
Implementación del plan
de manejo integral de residuos
sólidos en COSERVICIOS S.A.
Lina María Londoño Benítez1 / Álvaro Arango Ruiz2
Implementing the Integral Plan for the Management
of Solid Waste in Coservicios S.A.
Implementação do plano de manejo integral
de resíduos sólidos em COSERVICIOS S.A.
RESUMEN
Introducción. COSERVICIOS S.A. fundada en 1965, es una empresa del sector de la construcción
dedicada a la producción de ascensores. Esta empresa preocupada por mejorar su desempeño
ambiental, propicia el espacio para un detallado diagnóstico ambiental de todos sus procesos, herramienta que fue crucial para la implementación de su plan de manejo integral de residuos sólidos.
Materiales y métodos. Se realizó un diagnóstico ambiental que sirvió de base para desarrollar
todas las actividades necesarias que permitieran mitigar los impactos ambientales identificados,
enfocándose en una fase inicial en los residuos sólidos peligrosos y no peligrosos, ya que estos
se generan en todos los procesos productivos y propician traumatismo en los mismos procesos.
Resultados. Como resultado de la formulación e implementación del Plan de Manejo Integral de
Residuos Sólidos –PMIRS-, se generó en todos los niveles de la empresa, una transformación en
las actitudes frente a los residuos y una serie de cambios que redundaron en un mejor aprovechamiento de residuos y una organización en los procesos de producción. Conclusiones. La implementación del PMIRS en COSERVICIOS S.A. cambio la cultura ambiental de la empresa e incentivó
una serie de transformaciones de esta en el aspecto ambiental y de producción más limpia.
Palabras Clave: PMIRS. Residuos sólidos. Residuos peligrosos. Diagnóstico ambiental. Gestión ambiental.
Ingeniera Ambiental Coservicios S.A
Ingeniero Químico, Magíster en Ingeniería Área Ambiental. Docente de la Facultad de Ingenierías de la Corporación Universitaria
Lasallista, integrante del grupo de Investigación GAMA.
1
2
Correspondencia: Álvaro Arango Ruiz. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 22/102007; fecha de aprobación: 16/11/2007
Implementación del plan de manejo integral de residuos sólidos en COSERVICIOS S.A.
39
ABSTRACT
Introduction. COSERVICIOS S.A. founded in 1965 is a company from the construction sector, devoted to the production of elevators. This company, with a concern about increasing its
environmental behaviour, facilitated the space for a detailed environmental study for all of its
processes, and it became a very important tool for its integral plan for the management of solid waste. Materials and methods: An environmental study to diagnose and develop all the
activities necessary for reducing the identified environmental impacts, focussing, in first place,
on dangerous and not dangerous solid waste, given the fact that they are generate in the production processes and create traumatic situations in them. Results: By implementing the plan,
everybody in the company changed their attitudes towards the management of waste materials, a better use of resources and a more organized way to organize the production processes.
Conclusions: Implementing this plan in COSERVICIOS S.A. created a new consciousness and
changes in the way they face environmental issues and cleaner production.
Key words: PIMRS (Integral Plan for the Management of Solid Waste). Solid waste. Dangerous
waste. Environmental diagnose. Environmental management.
RESUMO
Introdução. COSERVICIOS S.A. é uma empresa do setor da construção dedicada à produção
de elevadores. Esta empresa preocupada por melhorar seu desempenho ambiental, propicia o
espaço para um detalhado diagnóstico ambiental de todos seus processos, ferramenta que foi
crucial para a implementação de seu plano de manejo integral de resíduos sólidos. Materiais
e métodos. Realizou-se um diagnóstico ambiental que serviu de base para desenvolver todas
as atividades necessárias que permitissem reconhecer os impactos ambientais identificados,
enfocando-se numa fase inicial nos resíduos sólidos perigosos e não perigosos, já que estes se
geram em todos os processos produtivos e propiciam traumatismo nos mesmos processos.
Resultados. Como resultado da formulação e implementação do Plano de Manejo Integral
de Resíduos Sólidos –PMIRS-, gerou-se em todos os níveis da empresa, uma transformação nas
atitudes frente aos resíduos e uma série de mudanças que redundaram num melhor aproveitamento de resíduos e uma organização nos processos de produção. Conclusões. A implementação do PMIRS em COSERVICIOS S.A. mudou a cultura ambiental da empresa e incentivou
uma série de transformações desta no aspecto ambiental e de produção mais limpa.
Palavras chaves: PMIRS. Resíduos sólidos. Resíduos perigosos. Diagnóstico ambiental. Gestão
ambiental.
INTRODUCCIÓN
ECOSERVICIOS S.A. fue fundada en 1965, como una empresa metalmecánica
para prestar servicio al sector industrial. En el año de 1975 se constituyó como
una fábrica de ascensores, con la marca ASCENSORES ANDINO. En 1980 la compañía fue adquirida por un grupo de inversionistas liderado por el Ingeniero Luis
Rodrigo Villa Galvis y adquiere, en 1989, a IMELEC, empresa de gran trayectoria
a nivel nacional, con más de 25 años de experiencia en la fabricación de subestaciones eléctricas, tableros de distribución, cajas especiales, tableros multibreakers,
40
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
ductos, canastillas y equipos de control y automatización para los sectores industrial y comercial. En 2005 arriba a los 30 años de existencia de ascensores ANDINO, con cerca de 5.000 equipos instalados en Colombia y 500 en los diferentes
países en los que tiene presencia.
La compañía, en sus procesos, ha presentado algunas falencias en el manejo ambiental. Por tal motivo se vio la necesidad de desarrollar un diagnóstico en esta
área, buscando consolidar la información inicial como línea base para el seguimiento de la gestión ambiental de la empresa, permitiendo el análisis de cada
uno de los procesos y de los impactos ambientales generados al aire, el agua y el
suelo (residuos sólidos). De igual manera, se buscó presentar opciones generales
de mejora orientadas a la implementación de buenas prácticas y, al mismo tiempo,
buscar la formulación del plan de manejo integral de residuos sólidos peligrosos
y no peligrosos, además de definir los pasos que se llevaron a cabo para su implementación en COSERVICIOS Medellín.
La empresa contaba con algunos problemas en el tema ambiental, en cuanto a
impactos generados. En este estudio se identificaron varios de ellos, como son las
emisiones atmosféricas y los niveles de ruido -que constituían unos de los puntos
más críticos de la compañía- tanto en el aspecto ambiental como en salud ocupacional. Esta situación ha sido de constante preocupación para la compañía y ha
motivado la búsqueda de diferentes soluciones.
La problemática del agua se evidencia por los vertimientos de aguas residuales
en los procesos de lavado de lámina y en el de electroplateado, que por sus características contaminantes y como resultado de este estudio, con el apoyo de
la gerencia, fue retirado de la empresa y encargado a terceros, ya que hacen un
proceso más eficiente, seguro y con menos impactos ambientales.
Teniendo en cuenta el impacto global que la generación de los residuos sólidos
causa en el medio ambiente bajo la creciente industrialización, el desarrollo de la
sociedad, los avances tecnológicos y económicos, etc, la empresa optó por trabajar en este tema.
Por lo anterior consideró de gran importancia una adecuada gestión de los residuos sólidos desde su generación, pasando por separación en la fuente, almacenamiento, aprovechamiento y adecuada disposición final1,2.
Hoy día la población de los municipios se concentra en las grandes urbes, lo cual
aumenta la cantidad de residuos sólidos y dificulta su adecuada gestión.
Una buena gestión de los residuos busca actuar de manera organizada, sistemática y
continua para que la generación de los mismos no siga presentando un incremento
continuo. De ahí se evidencia la necesidad de contar con herramientas y divulgarlas,
generando conocimientos que permitan cambiar las actitudes y procedimientos
relacionados con el manejo de esos residuos sólidos. Poniendo en práctica lo anterior, tendremos una responsabilidad social mayor con la preservación del medio
ambiente, garantizando así un hábitat sano para las generaciones futuras.
Implementación del plan de manejo integral de residuos sólidos en COSERVICIOS S.A.
41
En cuanto a los residuos sólidos, específicamente, la empresa tenía algunas deficiencias y no poseía un manejo adecuado de ellos, teniendo en cuenta que durante los procesos se generaban residuos con diferentes características clasificables
como industriales, peligrosos, de riesgos biológicos, reciclables y no reciclables.
Por falta de un manejo técnico y ambiental adecuado se generaban impactos
ambientales negativos en la compañía, así que se decidió dar solución a dicha problemática ambiental. Con el apoyo decidido de la administración se emprendió
la tarea de diagnosticar, formular, implementar, capacitar y desarrollar todas las
actividades necesarias que permitieran mitigar los impactos ambientales identificados, enfocándose en una fase inicial en los residuos sólidos peligrosos y no
peligrosos, ya que estos se generan en todos los procesos productivos y propician
traumatismo en los mismos procesos, además de incumplimiento normativo, inadecuado uso del espacio físico y de sus recursos.
Por lo anterior, el Plan de Manejo Integral de Residuos Sólidos (PMIRS) es una de
las principales herramientas mediante la cual se realizó el control al problema de
los residuos sólidos generados en Coservicios S.A., contribuyendo a la preservación del medio ambiente y a la creación de una nueva cultura entorno al tratamiento de los llamados “desechos”. Solucionando efectivamente la problemática
que se había venido presentando en la compañía.
MATERIALES Y MÉTODOS
La metodología empleada para la implementación y puesta en marcha del Plan de
Manejo Integral de Residuos Sólidos Peligrosos y no Peligrosos constó de varias etapas, para cada una de las cuales se desarrollaron diferentes actividades logrando así
conseguir los objetivos planteados en el PMIRS. Estas etapas fueron las siguientes3:
1. Conformación del grupo de gestión ambiental. COSERVICIOS
S.A., con una actitud responsable, estableció el denominado Grupo de
Gestión Ambiental, encargado de velar por el debido cumplimiento de las
actividades estipuladas, tendientes a efectuar una debida gestión sobre los
residuos sólidos generados en la empresa.
2. Diagnóstico. En esta etapa se realizó un reconocimiento y estudio de
cada uno de los procesos productivos de la compañía, identificando sus
insumos, consumos y generación de residuos sólidos, y se llevó a cabo la
debida caracterización de los mismos.
3. Capacitación técnica. El cocimiento técnico se adquirió mediante la
búsqueda bibliográfica, consulta de experiencias similares, asesoría con
expertos y con entidades del área ambiental encargadas de regular la
adecuada gestión de los residuos sólidos.
4. Recolección de datos. En esta dtapa fue necesario cuantificar la producción de los residuos sólidos en los diferentes procesos, de acuerdo
42
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
con los resultados arrojados por la caracterización. En la misma etapa
también se realizó un estudio de la distribución de la planta, en el cual se
considero la logística de los procesos y la ubicación de áreas para separación en la fuente, rutas de recolección y almacenamiento.
5. Informe PMIRS. Con las actividades antes mencionadas se elaboró un
documento que contiene el conjunto de objetivos, metas, programas,
proyectos y actividades que garanticen el manejo integral de residuos
sólidos de la empresa.
6. Capacitación al personal de la empresa. La capacitación se realizó
haciendo uso de diferentes metodologías, tales como conferencias, conversatorios, carteleras, volantes, intranet, entre otros. Es importante resaltar que se realizó una retroalimentación por medio de una prueba escrita,
para medir la eficacia y falencias en el proceso de capacitación.
7. Implementación del PMIRS. Con base en el documento se realizó la
implementación y, para ello, se llevaron a cabo las siguientes actividades:
• Determinación del código de colores a ser usado en la compañía.
• Ubicación de los recipientes de acuerdo con el estudio realizado
para tal fin.
• Adopción de la tabla de compatibilidades de sustancias peligrosas,
según la clasificación europea.
• Diseño, construcción y adecuación de diferentes centros de acopio para cartón, chatarra, madera, residuos peligrosos y residuos
reciclables y no reciclables, además de lugares de almacenamiento,
teniendo en cuenta las características que le confieren la calidad
de peligrosos.
• Designación de personal encargado de las rutas de recolección,
para verificar la correcta disposición de residuos sólidos por todo
el personal de la empresa.
• Disposición final adecuada de los residuos peligrosos que se generan dentro de la organización, por medio de un proceso de
incineración.
• Se estableció un convenio con diferentes entidades para la comercialización del material reciclable que se genera dentro de la
organización.
RESULTADOS
Dentro de los resultados obtenidos, uno de los de mayor importancia fue la caracterización de los residuos. En la tabla 1 se puede observar la participación en
kg/m3 de los diferentes residuos generados en la empresa.
43
Implementación del plan de manejo integral de residuos sólidos en COSERVICIOS S.A.
Tabla 1. Participación en peso (Kg/m3)de los residuos generados por la empresa
Residuo
Peso
%
Metal
425
40,9
Plástico común
25
2,4
Plástico duro
30,5
2,9
Periódico
75,3
7,2
Vidrio
120
11,5
Cartón
98,1
9,4
Plegadiza
90,6
8,7
Archivo
90,2
8,7
No reciclable
85
8,2
Total
1.039,7
100,0
La organización de los procesos mejoró considerablemente, ésta no contaba
con recipientes que cumplieran con el código de colores y no tenía suficientes
recipientes para el volumen de residuos sólidos generado diariamente. En este
sentido el trabajo más importante fue el de designar la ubicación de los sitios
para realizar la separación en la fuente, que se realizó teniendo en cuenta la caracterización y la distribución espacial de los diferentes procesos de la compañía.
A continuación se presenta la evidencia fotográfica de los cambios que se dieron
en la separación, recolección y almacenamiento.
Foto 1. Separación en la
fuente de residuos peligrosos
Foto 2. Almacenamiento de residuos
metálicos antes del PMIRS.
44
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Foto 3. Almacenamiento de residuos
metálicos después del PMIRS.
Foto 4. Almacenamiento de aceites
antes del PMIRS
Foto 5. Almacenamiento de aceites
después del PMIRS
Foto 6. Recipientes para la
separación en la fuente
Foto 7.Tabla compatibilidades según
la clasificación Europea
Implementación del plan de manejo integral de residuos sólidos en COSERVICIOS S.A.
45
Las rutas de transporte interno en el momento de la realización del diagnóstico
y los centros de generación de residuos sólidos se acomodaron a las condiciones
de espacio y a las necesidades de producción.
La operación de recolección y transporte de los residuos sólidos contempla desde el lugar de generación (inicio), hasta el centro de acopio ubicado en una de las
bodegas de la empresa (fin). La tarea de recolección de los residuos sólidos se
realiza todos los días y la comercialización de material reciclable se hace mensualmente o de acuerdo con las necesidad de evacuación del material.
Otro gran resultado obtenido con la implementación del PMIRS es el cumplimineto normativo de los Decretos 4741 de 2005, por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y manejo de los residuos o desechos peligrosos generados
en el marco de la gestión integral, y el Decreto 1713 de 2002, el cual estipula la
obligación de tener un programa de manejo integral de residuos sólidos.4,5
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos con la implementación del PMIRS, permiten un cumplimiento normativo ante la autoridad ambiental y un compromiso y responsabilidad ambiental en los procesos que desarrolla Coservicios S.A.. Adicionalmente,
este plan ha permitido optimizar la recolección y comercialización de los residuos
sólidos, situación que era compleja antes de implementarlo.
El diagnostico realizado durante este estudio sirvió como línea base para identificar los impactos en la compañía y poder estructurar un cronograma de actividades que permitió establecer estrategias para la mitigación de los impactos
ambientales identificados. Los resultados permiten que los empleados perciban y
desarrollen una actitud de mayor compromiso y sensibilidad a los aspectos ambientales, cambiando la cultura ambiental.
CONCLUSIONES
• La implementación del PMIRS ha permitido cumplir con la normatividad
ambiental nacional vigente y adquirir un mayor compromiso ambiental por
parte de la compañía.
• Después de la implementación del PMIRS los procesos desarrollados en la
planta son más organizados.
• La implementación del PMIRS permitió que los puestos de trabajo y centros de acopio de residuos sólidos tengan un impacto visual positivo.
• Esta implementación incentiva y promueve otros proyectos ambientales
en la empresa.
• Este estudio sirve como una herramienta para replantear algunos procesos donde se incluyan tecnologías de producción más limpia.
46
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
REFERENCIAS
1. KIELY, Gerard. Ingeniería ambiental: fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de
gestión.Vol. 3. Madrid: McGraw Hill,1999.
2. FUNDACIÓN CODESARROLLO. Manual técnico pedagógico de reciclajes. 3 ed. Medellín: Codesarrollo, 1997
3. ÁREA METROPOLITANA DEL VALLE DE ABURRÁ. Guía para el manejo integral de los
residuos sólidos para el Área Metropolitana del Valle de Aburrá. Medellín : El Área, 2004.
4. COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Normatividad Ambiental Colombiana: Decreto 4741/05 Decreto /02 y Resoluciones 223, 236 y 247 de la CRA. Bogotá : El Ministerio, s.f.
5. ________. Decreto 1713 de 2002. por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002
sobre disposición final de residuos sólidos y se dictan otras disposiciones. Bogotá : El
Ministerio, s.f.
Artículo de Revisión
Evolución ecológica de los
productos químicos utilizados
en la industria del cuero
Oscar Duque Vanegas1
Ecologic evolution of chemical products
used in leather industry
Evolução ecológica dos produtos químicos
utilizados na indústria do couro.
RESUMEN
En este artículo se describe el desarrollo y adaptación del sector industrial de curtiembre
alcanzado en el tiempo, sobre el cambio de concepción en el proceso productivo, en el cual se
tiende a innovar, desarrollar y/o ajustar dicho proceso, buscando mejorar la competitividad del
sector y disminuyendo los impactos ambientales generados mediante el empleo de productos
químicos amigables. De esta forma la implementación de iniciativas de producción más limpia
contribuye a mejorar la calidad de vida de las actuales y futuras generaciones.
Palabras clave: Curtiembres. Pelambre. Curtido. Recurtido.
ABSTRACT
In this work we describe the development and adaptation achieved by the leather industry,
especially concerning the change of concept in its production process, in which the tendency is
currently the innovation, development and modifications to that process in order to increase
the competitiveness of the sector and the reduction of its environmental impacts by using
1
Ingeniero químico. Gerente de Tecnomap Ltda.
Correspondencia: Oscar Duque Vanegas. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 15/06/2007; fecha de aprobación: 16/11/2007
48
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
amicable chemical products. By implementing these cleaner production measurements we
contribute to provide better life conditions to the current and future generations.
Key words: Leather industry. Hair removal. Re-tanning of hides.
RESUMO
Neste artigo se descreve o desenvolvimento e adaptação do setor industrial de curtume atingido no tempo, sobre as mudanças de concepção no processo produtivo, no qual se tende a
inovar, desenvolver e/ou ajustar dito processo, procurando melhorar a competitividade do setor e diminuindo os impactos ambientais gerados mediante o emprego de produtos químicos
de grande significado ambiental, desta forma a implementação de iniciativas de produção mais
limpa contribui para melhorar a qualidade de vida das atuais e futuras gerações.
Palavras chaves: Curtumes. Pelambre. Curtido. Re-curtido.
INTRODUCCIÓN
Para nadie es un secreto que la industria que transforma las pieles de los animales
hasta convertirlas en cueros vistosos, coloridos, suaves y elegantes, es una fuente
generadora de contaminación de agua, aire y suelo. La gran cantidad de productos químicos utilizados, que van desde jabones humectantes y odorizantes hasta ácidos fuertes y álcalis, hacen de esta industria un sector que siempre está en la
mira de las autoridades ambientales.
Las empresas del sector han sido testigos de los grandes avances que cada día hacen las diferentes casas productoras y comercializadoras de productos químicos,
las cuales producen los insumos para el procesamiento de las pieles.
El procesamiento de pieles
La conciencia ecológica y, en ocasiones, las leyes cada vez mas exigentes, han llevado
a los laboratorios químicos a montar costosos centros de investigación dedicados
exclusivamente a encontrar productos químicos sustitutos, que tengan menor impacto ambiental1, gracias a que hay una amplia competencia y gama de empresas
multinacionales que producen insumos químicos, diferentes sectores industriales
como los textiles, los plásticos, la madera, la construcción, la farmacia, entre otros,
al igual que para la empresa del cuero, se posibilita una mayor disponibilidad de
productos e insumos en el mercado, lo que favorece y ha logrado la reducción
de los costos en el proceso del procesamiento de las pieles. Esa dura lucha por el
posicionamiento en el mercado también ha hecho que el desarrollo de químicos de
menor impacto ambiental se haya acelerado en los últimos veinte años.
Para entender mejor este fenómeno se presenta en forma esquemática la evolución de los insumos químicos en cada una de las etapas del proceso que se lleva a
cabo en las curtiembres. Presentamos el “ayer” (y podemos ubicarnos diez, veinte
Evolución ecológica de los productos químicos utilizados en la industria del cuero
49
años atrás), el “hoy” y el “mañana”. El mañana podría entenderse como un futuro
a corto plazo, debido a que los laboratorios han desarrollado y probado hoy en
día de un sinnúmero de productos químicos sustitutos que generan menor impacto ambiental y que en el momento se encuentran en aplicaciones a escala reducida o en pruebas en las curtiembres. Cabe anotar también que existen países o
industrias que se salen un poco de este orden cronológico. Hay vanguardistas con
una gran conciencia ambiental, que ya están en el “mañana”, mientras que puede
existir un numero de empresas que no han deseado entender que la industria
debe comprometerse con el cuidado del medio ambiente y siguen en el ayer, sin
realizar mejoras significativas en los procesos o un cambio de insumos por otros
menos nocivos para el ambiente como premisa de la producción más limpia, y
de esta forma contribuir con el mejoramiento de las condiciones ambientales de
nuestro entorno.
Para comprender mejor los cuadros comparativos se presenta una descripción
simple del proceso2 que se lleva a cabo en una curtiembre, resaltando cinco
etapas fundamentales (Figura 1) y reseñando los principales fenómenos fisicoquimicos que se presentan:
Pelambre. Se define como la operación físico - química que consiste en retirar
el pelo o la lana de la piel de un animal2. Este proceso se lleva a cabo en recipientes especiales (bombos o molinetas) y con la utilización de grandes cantidades de
agua y la adición de productos químicos como hidróxido de calcio, hidróxido de
sodio y sulfuro de sodio, entre otros. De este modo se logra un hinchamiento de
la piel, una apertura de los folículos pilosos y un posterior desprendimiento de los
pelos y de una fracción de la capa más externa de la piel, llamada epidermis3-5. En
la Figura 2 se describen los escenarios del desarrollo de la aplicación del pelambre
en la industria curtimbre.
Curtido. Es una operación físico - química mediante la que se transforma la piel,
la cual es una sustancia en proceso de descomposición. Mediante este proceso se
logra que el cuero se presente en un estado estable y se frenan todos los fenómenos de degradación o putrefacción.
Para el proceso del curtido se emplean productos químicos que reaccionan con
el colágeno de la piel, generando uniones químicas. Aunque en la curtición intervienen muchos productos químicos3-5 como ácido sulfúrico, ácido fórmico, cloruro de sodio, sulfato de amonio, amoniaco, carbonato de sodio, óxido de magnesio,
entre otros, estos sólo cumplen funciones de preparación o ajuste de condiciones, debido a que la curtición propiamente dicha se da por la adición de un agente
curtiente que puede ser de tipo vegetal como el quebracho, el castaño, la mimosa,
etc, o de tipo mineral como el cromo, el aluminio, el circonio etc, o de tipo sintético como los sintanes que son orgánicos y en fin, podríamos referirnos a muchos
más tipos de curtición, pero para entender el tema que estamos estudiando es
suficiente con los mencionados. En la Figura 3 se identifican los principales productos6 empleados a lo largo del tiempo para realizar el proceso del curtido.
50
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Figura 1. Proceso de transformación de cuero crudo en cuero acabado
Evolución ecológica de los productos químicos utilizados en la industria del cuero
Figura 2. Proceso de pelambre
* B.I.A: Bajo Impacto Ambiental.
** D.B.O: Demanda Biológica de Oxigeno.
51
52
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Figura 3. Proceso del Curtido
• PCP: Pentaclorofenol.
Evolución ecológica de los productos químicos utilizados en la industria del cuero
53
Recurtido. El objetivo de la recurtición es darle a cada tipo de cuero unas características especiales. Se agregan aquí una serie de productos químicos que le
confieren al cuero determinadas características de suavidad, llenura, resistencia,
repelencia al agua, etc. Igual que en la curtición, se utilizan muchos productos
químicos como humectantes, jabones, sales de sodio, amoniaco, ácido fórmico,
ácido oxálico, agentes desacidulantes y tamponantes y aceites minerales, animales,
vegetales y sintéticos3-5; que cumplen funciones de acondicionamiento o ajuste,
pero la recurtición propiamente dicha se da por la adición de agentes recurtientes que actúan sobre la estructura de la piel y le confieren propiedades definidas.
En la Figura 4 se presentan los principales productos químicos que se emplean
en este proceso.
Cabe destacar que en esta etapa del proceso se aprovechan las condiciones para
hacer el teñido o tinturado de las pieles, por eso muchos técnicos del cuero llaman a esta etapa recurtición-teñido.
Secado – Acondicionado. Todas las etapas que hemos estudiado hasta ahora
se realizan en medio húmedo, es decir el cuero ha permanecido en recipientes
abiertos o cerrados pero siempre dentro de un gran volumen de agua, que sirve
como disolvente de los productos químicos3-5 utilizados y como vehículo para
que esas sustancias químicas penetren hasta las fibras del cuero.
A continuación se llevan a cabo una serie de operaciones de carácter físico-mecánico, que tienen como finalidad retirar el agua que se encuentra atrapada entre
las fibras del cuero. Estas operaciones son normalmente un escurrido a presión,
un secado al vacío y un secado en túnel de aire caliente o al aire ambiente. Una
vez se ha retirado el agua hidratante del cuero húmedo, sólo queda el agua química o ligada a la estructura del cuero y se llevan a cabo una serie de operaciones
de tipo mecánico y físico que se conocen como acondicionado. Acondicionar un
cuero es prepararlo para la etapa final del proceso, se fundamenta en operaciones
de ablandado, estirado, planchado, aplanado, recorte, lijado o desflorado y en una
operación opcional de suma importancia conocida como impregnación, en la que
se utilizan productos químicos como auxiliares de penetración y resinas especiales para mejorar la calidad del cuero.
Terminación o Acabado. Acabar un cuero es colocar en su superficie unas
capas de productos especiales que le confieren características de toque, textura,
lisura, color, es decir, capas que le dan el “look” final al cuero. Para ello se recurre
al tratamiento con soluciones de colorantes, mezclas de pigmentos, aprestos, lacas y a operaciones mecánicas como el planchado, el grabado y el abatanado, por
ejemplo7.
En el proceso de acabado es quizás donde mayor variedad de productos químicos3-6 se utilizan (Ver Figura 5), como alcoholes, solventes de todo tipo, auxiliares,
resinas acrílicas, resinas de poliuretano, resinas de butadieno, pigmentos de tipo
orgánico, mineral y sintético, complejo - metálicos, siliconas, lacas al solvente, lacas
al agua, reticulantes, proteínas, caseínas, ceras y aceites, entre otros.
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Figura 4. Proceso del Recurtido
Evolución ecológica de los productos químicos utilizados en la industria del cuero
55
Figura 5. Proceso del Terminado o Acabado
CONCLUSIÓN
Mediante el desarrollo tecnológico y la aplicación de tecnologías ambientalmente
sanas1, como es el caso de la sustitución de materias primas en los procesos productivos para la generación de bienes y servicios enmarcada en la implementación
de programas de producción más limpia, se logra disminuir los impactos negativos
sobre los recursos naturales, reduciendo la demanda de servicios ambientales
sobre los ecosistemas urbanos en donde, por lo general, se encuentran ubicadas
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Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
las empresas de curtiembre y se logra, además, un incremento en la calidad de
los productos, la competitividad empresarial en los mercados locales, nacionales
e internacionales y una mayor aceptación de los productos debido al cambio de
conciencia en los consumidores, quienes hoy en día se prefieren productos verdes que generen menos impactos sobre el ambiente y propendan por la conservación de los ecosistemas para las futuras generaciones, mediante un desarrollo
sostenible de la industria.
REFERENCIAS
1. ARROYAVE R., Joan Amir y Garcés Giraldo, Luís Fernando. Tecnologías Ambientalmente
Sostenibles. En : Revista de Producción + Limpia.Vol. 1, No. 2 (jul. – dic. 2006); p. 78 – 86.
2. BAYER. Curtir, teñir acabar. Libro guía para el curtidor. 6 ed. Alemania: Leverkusen, 1995.
3. VADEMECUM DE productos químicos para la industria del cuero. En : Revista ACOLCUR. No. 9 (2001).
4. VADEMECUM DE productos químicos para la industria del cuero. En : Revista ACOLCUR No. 10 (2003.).
5. VADEMECUM DE productos químicos para la industria del cuero. En: Revista ACOLCUR No. 18 (2006).
6. WEGNER, B. Alquilfenoletoxilatos ¿un problema europeo?. En: Revista ACOLCUR
No. 15 (2004); p. 19–23.
7. LABASTIDA A., L. A. Productos para el acabado del cuero regulación y objetividad. En:
Revista ACOLCUR No. 16 (2005); p. 5–33.
Artículo de revisión
Los biosólidos:
¿una solución o un problema? *
Juan Alberto Vélez Zuluaga1
Biosolids: A problem or a solution?
Os bio-sólidos: Uma solução ou um problema?
RESUMEN
El tratamiento de aguas residuales urbanas en plantas de tratamiento es una combinación de
procesos físicos, químicos y biológicos que genera enormes volúmenes de lodos orgánicos
altamente putrescibles. Para facilitar el manejo de éstos, se someten a procesos de espesamiento, digestión y deshidratación, adquiriendo así la categoría de biosólidos. La posterior utilización, sus cuidados y restricciones ambientales, dependerán de la concentración de metales
pesados, contaminantes tóxicos y organismos patógenos. La persistencia de algunos metales
y su ulterior magnificación con riesgos para la salud humana y medioambiental, imponen una
activa vigilancia de todos los procesos de utilización y disposición final.
Palabras claves: Lodos orgánicos. Biosólidos. Metales pesados. Magnificación. Fitorremediación.
ABSTRACT
Treating urban waste waters in treatment plants is a combination of physical, chemical and
biological processes that generate great volumes of organic mud, which are very putrescible.
To ease the handling of these, they are thickened, digested and dehydrated, thus becoming biosolids. Their later use, care and environmental restrictions will depend on the concentration
of heavy metals, toxic pollutants and pathogen organisms. The persistence of some metals and
their magnification with risks for human and environmental health, require an active surveillance of all of the processes that involve their use and final disposal.
Key words: Organic mud. Biosolids. Heavy metals. Magnification. Fitoremediation.
* Investigación financiada con recursos del Contrato OB 1008600 y 1008601 de junio de 2007 entre Empresas Públicas de Medellín E.S.P y
la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín y del Fondo de Fomento a la Investigación de la Corporación Universitaria Lasallista
Ingeniero Agrónomo de la Universidad Nacional. Especialista en Planeación del desarrollo Rural de Israel. Magister en Medio Ambiente
y Desarrollo de la Universidad Nacional Sede Medellín. Profesor de la Corporación Universitaria Lasallista y miembro del Grupo de
Investigación GAMA.
1
Correspondencia: Juan Alberto Vélez Zuluaga e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 04/10/2006; fecha de aprobación: 19/06/2007
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Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
ABSTRACT
O tratamento de águas residuais urbanas em plantas de tratamento é uma combinação de
processos físicos, químicos e biológicos que gera enormes volumes de lodos orgânicos altamente putrescíveis. Para facilitar o manejo destes, submetem-se a processos de engrossamento, digestão e desidratação, adquirindo assim a categoria de bio-sólidos. A posterior utilização,
seus cuidados e restrições ambientais, dependerão da concentração de metais pesados, contaminantes tóxicos e organismos patogênicos. A persistência de alguns metais e sua ulterior
ampliação com riscos para a saúde humana e meio ambiental, impõe uma ativa vigilância de
todos os processos de utilização e disposição final.
Palavras chaves: Lodos orgânicos. Bio-sólidos. Metais pesados. Ampliação. Fitor-remediação.
INTRODUCCIÓN
El desarrollo de las naciones produce el fenómeno del urbanismo, trayendo consigo
problemas tan grandes como la generación continua y progresiva de todo tipo de
residuos, sólidos, líquidos y gaseosos.
La producción de biosólidos a partir del tratamiento de aguas residuales no es
nueva en el mundo, ofrece opciones comerciales a partir de su transformación en
fertilizantes agrícolas.
LOS BIOSÓLIDOS
La gestión ambiental debe entenderse como un conjunto de operaciones encaminadas a dar a los residuos producidos el destino global más adecuado desde el punto de
vista medioambiental, de acuerdo con sus características, volumen, procedencia, costo
de tratamiento, posibilidades de recuperación, comercialización y normas jurídicas.
Definición: “(…) Por residuo puede entenderse cualquier substancia, objeto o materia del cual su poseedor se desprenda, o tenga la intención o la obligación de
desprenderse¨.1
Generalmente todas las actividades domésticas e industriales generan residuos y en
consecuencia el titular de la industria está afectado por la respectiva legislación que
para tal efecto rige en los diferentes países.
Los residuos pueden calificarse como (a): asimilables a urbanos y (b): tóxicos y
peligrosos
Las técnicas que existen para el tratamiento y eliminación de residuos asimilables a
urbanos son: el vertido controlado, la incineración y el compostaje. La eliminación
de residuos peligrosos contempla el vertido al mar y el movimiento transfronterizo
de los mismos, para depositarlos en zonas degradadas1.
Los lodos estabilizados o biosólidos son considerados residuos asimilables a urbanos y, aunque no pueden clasificarse como tóxicos ni peligrosos, si poseen contaminantes que obligan a su tratamiento.
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
59
El término contaminante (Environmental Protection Agency) –EPA- (Federal Register.
40 CFR Part 503)2, en su legislación sobre utilización de lodos, es definido como un
organismo patógeno o como una substancia orgánica o inorgánica o la combinación
de ambas, que al tener contacto con un organismo por vía dérmica, ingestión o inhalación, directamente del medio ambiente o a través de la cadena alimenticia, pueda causar la muerte, inducir cáncer, producir enfermedades, alteración del comportamiento,
mutaciones genéticas, malformaciones fisiológicas y/o físicas o daños teratogénicos.
CONTAMINANTES DE LOS BIOSÓLIDOS
La calidad de los biosólidos depende fundamentalmente de cuatro grupos de
contaminantes principales:
Metales. Principalmente zinc (Zn), cobre (Cu), níquel (Ni), cadmio (Cd), plomo
(Pb), mercurio (Hg) y cromo (Cr). Su potencial de acumulación en los tejidos humanos y su biomagnificación suscitan preocupaciones. Los metales están siempre
presentes, en concentraciones bajas, en las aguas residuales domésticas, pero las
concentraciones preocupantes son sobre todo las que se encuentran en las aguas
residuales industriales3.
De otro lado, los metales pesados se encuentran de manera natural en la litósfera,
hidrósfera y atmósfera en concentraciones tales que por lo general no perjudican
las diferentes formas de vida. Sin embargo, los procesos antrópicos han ocasionado un paulatino aumento puntual de dichas concentraciones en los diferentes
componentes del edafón4.
Nutrientes y materia orgánica. Su peligrosidad radica en su potencial de
eutroficación para las aguas subterráneas y superficiales. Sin embargo, se pueden
considerar como fertilizantes valiosos al igual que la materia orgánica.3
Contaminantes orgánicos. Los plaguicidas, disolventes industriales, colorantes,
plastificantes, agentes tensoactivos y muchas otras moléculas orgánicas complejas, generalmente con poca solubilidad en agua y elevada capacidad de adsorción,
tienden a acumularse en los lodos3.
Todos estos contaminantes son motivo de preocupación por sus efectos potenciales sobre el medio ambiente y sobre la salud humana. Una característica de las
más importantes es su variado potencial de biodegradación.
Muchos se biodegradan lentamente, por lo tanto los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales con tiempos de residencia más largos, tendrán una mayor capacidad para biodegradar estos compuestos indeseables. La biodegradación también
puede ocurrir después de esparcir los lodos en la tierra o durante el compostaje3.
El grupo de trabajo de la OMS sobre riesgos para la salud de los productos químicos presentes en los lodos residuales aplicados a las tierras, llegó a la conclusión
de que la absorción total por el hombre, de contaminantes orgánicos procedentes
60
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
de la aplicación de lodos a las tierras de cultivo, es poco importante y probablemente no causará efectos adversos para la salud. Sin embargo, a pesar de que cada
vez se investiga más el papel ecotoxicológico de los contaminantes orgánicos en
el sistema suelo-planta-agua y en la cadena alimentaria, es aún poco claro.3
Agentes patógenos. Los agentes patógenos más importantes que se han encontrado en los lodos son las bacterias, los virus (especialmente enterovirus), los
protozoos, los tremátodos, los céstodos y los nemátodos. Los residuos de animales
sacrificados o muertos accidentalmente, los desechos hospitalarios y funerarios,
entre otros, pueden elevar la carga y la diversidad de patógenos en el influente.
Para que cualquier vertido de lodos sea seguro, se precisa la eliminación o la inactivación eficaz de estos patógenos. A este fin, se puede aplicar a los lodos una
serie de tratamientos, como la pasteurización, la digestión aerobia o anaerobia,
el compostaje, la estabilización con cal, el almacenamiento en estado líquido, la
deshidratación y el almacenamiento en seco3.
CLASIFICACIÓN DE LOS BIOSÓLIDOS
Por su parte, la norma EPA2 clasifica los biosólidos en:
Biosólido Clase A. Suelen llamarse de calidad excepcional. Presentan una densidad de coliformes fecales inferior a 1000 NMP por gramo de sólidos totales o la
densidad de Salmonella sp. es inferior a 3 NMP por 4 gramos de sólidos totales.
La densidad de virus entéricos debe ser menor o igual a 1 UFC por 4 gramos de
sólidos totales y los huevos viables de helmintos inferiores a 1 por 4 gramos de
sólidos totales.
Un biosólido con estos niveles que además tenga tratamiento para reducir vectores, no tendrá restricciones en su aplicación agraria y sólo será necesario solicitar
permisos para garantizar que estas normas hayan sido cumplidas.
Biosólido Clase B. Con una densidad de coliformes fecales inferior a 2 x 106 NMP por gramo de sólidos totales o 2 x 106 UFC por gramo de sólidos totales. Este
tipo de biosólidos deberá recibir tratamiento y será el que mayores restricciones
presente para uso agrícola.
Además, la citada regla que rige el uso y eliminación de biosólidos establece límites
cuantitativos relativos al contenido de metales presentes en ellos, normas de reducción de agentes patógenos, restricciones a los sitios de aplicación, condicionantes
y supervisión de recolección de cultivos tratados, mantenimiento de registros y
requerimientos de presentación de informes sobre biosólidos aplicados a la tierra,
así como disposiciones similares para los que se desechan en rellenos sanitarios.
Los biosólidos que se incineran tienen que satisfacer las normas relativas al contenido de metales y las disposiciones sobre emisiones que liberan al medio ambiente,
incluidas las disposiciones de la Leyes de Aire Limpio
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
61
LA ELIMINACIÓN DE BIOSÓLIDOS
La eliminación de biosólidos contempla la incineración, el vertido controlado y el
vertimiento en el mar. Esta última alternativa está en vías de ser abolida por todas
las legislaciones en el mundo.
Los lodos se incineran básicamente por razones de rentabilidad. Con altos costos
de transporte asociados a la aplicación en tierra, la incineración resulta económica. Algunos argumentan que este método es seguro y que no afecta el medio
ambiente. El producto final de la incineración lo constituye una ceniza estéril,
exenta de patógenos e inodora, según Gervin4.
Otros, sin embargo, atacan el método argumentando que algunas substancias no
pueden ser destruidas por la incineración y que por el contrario se transforman
en formas más tóxicas.
La Ley de Aire Limpio rige las emisiones de la incineración que se liberan en el
aire. Además, los biosólidos incinerados también se rigen por la misma regla de la
disposición 40 CFR Parte 503 que atañe a la aplicación a la tierra2. Esto significa
que la incineración sería la más reglamentada de todas las opciones de utilización
de los biosólidos.
Como resultado de una evaluación de biosólidos que duró una década, EPA concluyó que reciclar los biosólidos a la tierra era una solución ambientalmente responsable, cuando éstos se usan de acuerdo con la regla de la Parte 5032. Las políticas federales que rigen el reciclamiento de los biosólidos se basan en rigurosos
métodos científicos que han demostrado los beneficios de dicho reciclamiento.
Estas políticas no están impulsadas por la economía, y la decisión de cuál opción
debe seleccionarse sigue siendo una decisión local4.
Por su parte Alliende5 menciona que Vanden Hugues es considerado una autoridad mundial en la materia y que él destaca que el contexto legislativo reseñado
no significa que el esparcimiento de los lodos sea riesgoso. Él sostiene que los numerosos estudios realizados en Europa han verificado ampliamente la inocuidad
de esta práctica y la eficacia agronómica de los lodos. Esto ha ido de la mano con
un paulatino cambio de enfoque con respecto a los biosólidos, desde una visión
que los considera como un desecho, hacia otra que los ve como un producto que
puede homologarse de acuerdo a ciertas normas de calidad y trazabilidad para
venderse en el mercado. Esta es una tendencia creciente que se traduce cada vez
más en centros de compostaje y secado de lodos.
Con respecto a los lodos, Tchobanoglus6 afirma que muchos países han optado
por los vertederos controlados, el vertido al mar y la incineración, técnica ésta
cuestionada, pues no parece ambientalmente segura ya que los metales pesados
que suelen contener los residuos urbanos no pueden ser destruidos en la incineración. Además, algunas otras sustancias químicas como dioxinas y furanos, al
volatilizarse, se bioacumulan en la proteína animal de explotaciones pecuarias
aledañas a los incineradores.
62
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Referente a la incineración, Dreisbach, citado por Altoaguirre7, menciona que en
algunos casos los incineradores cambian la forma física o química de los metales
de su forma elemental a óxidos metálicos o complejos organometálicos, o del
estado sólido a vapor o finas partículas. Estos cambios pueden resultar en un incremento de la toxicidad. Por ejemplo, los óxidos de cromo, hierro y zinc y ciertas
formas organometálicas de mercurio, manganeso o níquel, son más tóxicas que
los metales en su forma elemental.
LA PRODUCCIÓN DE BIOSÓLIDOS
La producción de biosólidos a partir del tratamiento de aguas residuales no es nueva
en el mundo. Se conocen reportes desde el siglo XIX y ya en 1920 existían opciones
comerciales a partir de la transformación de los biosólidos en fertilizantes agrícolas.
“... Adicionalmente en otras ciudades de Estados Unidos se venden productos basados en el compostaje de los lodos, tales como el “MetroGrow”,
en Madison-Wisconsin. En Los Angeles se comercializan los productos
“Nitrohumus”, “Amend “y “Topper”. La cantidad transada por la compañía
Kello Supply Inc. alcanza a 225.000 metros cúbicos por año”8.
En Milwaukee se comercializa desde 1920 “Milorganite” para plantaciones
de naranja en Florida y es exportado a Japón, Canadá, Venezuela e India.
Aproximadamente 50.000 toneladas son producidas anualmente. En Washington DC se comercializa el “Compro”, para los jardines de la Casa Blanca
y el National Arboretum. La demanda de “Compro” excede a la oferta8.
“...En el condado de King, en el Estado de Washington, dos plantas de
tratamientos de aguas servidas producen 100.000 toneladas húmedas de
lodos (20.000 toneladas secas). Los biosólidos tratados son de la clase B y
han sido utilizados en la agricultura y en la actividad forestal. Una porción
de los biosólidos compostados se ha comercializado por el sector privado
bajo la marca “GroCo” como un compost general para una variedad de
aplicaciones incluyendo el uso en parques de la ciudad de Seattle. Este
producto es compostado con aserrín”8.
En Austin, en el estado de Texas, se producen 50 toneladas secas de biosólidos
por día. El 55% de los biosólidos son compostados y vendidos en el comercio a
través de la marca “Dillo Dirt”. El 45 % restante es aplicado en actividades agrícolas. El producto es compostado con astillas de maderas y aserrín. La demanda de
Dillo Dirt excede la oferta disponible8.
Sin embargo, como menciona Matthews3, los tiempos están cambiando y están
apareciendo restricciones sobre todas las vías de eliminación de los lodos. Una legislación sobre eliminación de residuos más restrictiva, junto con la preocupación
por los posibles riesgos medioambientales y sanitarios que conlleva el esparcir los
lodos en tierras de cultivo, está haciendo más agudo el problema de la eliminación
de los lodos. Simultáneamente, continúan construyéndose plantas de tratamiento
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
63
de aguas residuales con lodos activos, en cumplimiento de la directiva sobre aguas
residuales, y previsiblemente continuarán funcionando como “fábricas de lodos” a
largo plazo, con una producción imparable. Es, por tanto, esencial encontrar modos de eliminación factibles, seguros y sostenibles para los lodos residuales.
Por su parte Gervin4 afirma que EPA, ente rector para Norteamérica en materia
de lodos y biosólidos, calcula que las 16.000 plantas de tratamiento de aguas residuales en Estados Unidos generaron aproximadamente 7 millones de toneladas
de biosólidos en el 2005.Alrededor de 60% de todos los biosólidos fueron usados
de manera benéfica como fertilizante en las tierras de cultivo.
Después del tratamiento, el 17% terminó enterrado en un relleno sanitario. El 20% se
incineró y cerca de 3% fue relleno de tierra o cubierta de recuperación de minas. Sólo
un pequeño porcentaje del total de la oferta de verduras se fertilizó con biosólidos.
Compárense las cifras anteriores con la situación en Europa para al año de 1994
(Gráfica 1) y podrá observarse una tendencia más agresiva en Norteamérica hacia la utilización de los lodos en el sector Agrícola.
Gráfica 1. Eliminación de lodos residuales en la Unión Europea en 1994 9
DINÁMICA DE LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN
Y REUTILIZACIÓN O ELIMINACIÓN DE LODOS
La dinámica de los procesos de producción y reutilización o eliminación de lodos es
grande. Día a día las investigaciones revelan formas tendientes a hacer de ésta una actividad económica, sin perder de vista la responsabilidad y sustentabilidad ambiental.
Recientemente las investigaciones han revelado las bondades de la biorremediación, y dentro de ella la fitorremediación, como muy promisoria, en virtud de sus
64
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
bajos costos. Con ello sigue creciendo el acervo tecnológico que permite pensar
que el uso de biosólidos en tierras agrícolas podría llegar a ser una alternativa
sustentable si se gestiona de manera responsable.
La biodegradación contribuye al reciclaje en los suelos, en el agua y en la atmósfera, de los diferentes nutrientes y minerales que sostienen la vida. Así, los ciclos
de carbono y nitrógeno son esenciales en la naturaleza. En los últimos años se
ha reconocido que la biodegradación también se puede aplicar a los residuos
potenciamente tóxicos y se la ha desarrollado para detectar y aumentar la biorrecuperación natural in situ.
En efecto, la biorrecuperación o biorremediación, y dentro de ella la rizofiltración
o fitorremediación, podrían dar buena cuenta de los temidos metales y convertirlos en formas menos tóxicas, o simplemente recuperarlos para reciclarlos10.
La biorremediación se ocupa de la utilización de sistemas biológicos, complejos
enzimáticos, microorganismos o plantas, para producir rupturas o cambios moleculares de tóxicos, contaminantes y sustancias de importancia ambiental en suelos, aguas y aire, generando compuestos de menor o ningún impacto ambiental.
Estas degradaciones o cambios ocurren usualmente en la naturaleza, sin embargo
la velocidad de tales cambios es baja. Mediante una adecuada manipulación estos
sistemas biológicos, pueden ser optimizados para aumentar la velocidad de cambio, y así usarlos en sitios con una elevada concentración de contaminantes.
Recientemente la fitorremediación se ha impuesto como una tecnología interesante que puede ser utilizada para biorremediar sitios con un alto nivel de contaminación. Básicamente, la fitorremediación es el uso de plantas vegetales para
“ limpiar” o “remediar” ambientes contaminados, debido en gran parte a la capacidad fisiológica y a las características bioquímicas que poseen algunos vegetales
de absorber y retener contaminantes tales como metales, complejos orgánicos,
compuestos radioactivos, elementos petroquímicos y otros.
Existe cierta evidencia a favor de la idea de que algunos transportadores específicos estarían dispuestos en las raíces de las plantas, e inclusive la alta inespecifidad
en la absorción de oligoelementos. La simbiosis microbiana en la rizósfera jugaría
un rol importante en algunos casos10.
Esta novedosa tecnología tiene muchas ventajas con respecto a los métodos convencionales de tratamientos de lugares contaminados, entre ellas se tienen: (a) es
una tecnología de bajo costo, (b) posee un impacto regenerativo en los lugares
donde se aplica y (c) su capacidad extractiva se mantiene, debido al crecimiento vegetal, que es capaz de sufrir modificaciones para aumentar su capacidad y
selectividad extractiva. Un caso bien conocido es la modificación genética de la
Arabidopsis thaliana para reducir el ion mercurioso10.
Seoanez11 sostiene que la descomposición biológica es un fenómeno a tener en
cuenta, por su incidencia sobre la mayor o menor persistencia de los compuestos
orgánicos, procedan éstos de vertidos o bien sean de origen natural. Parece ser,
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
65
continúa este autor, que las aguas residuales y sobre todo los lodos que se originan en las estaciones de tratamiento, aumentan el contenido de Zn, Pb, Cu y Cd
del suelo hasta una profundidad de 30 o 40 centímetros, apareciendo su máximo
incremento en los primeros 5 centímetros de la superficie. El problema está en
saber si la parte asimilable sigue el mismo proceso o si, por el contrario, su distribución es totalmente diferente. Según varios autores, los metales como contaminantes del suelo son persistentes e irreversibles, especialmente el Cadmio, el cual
es asimilado por la vegetación, lo que puede perturbar gravemente a las plantas y
a los mamíferos que las consuman.
Felipo (1995) afirma que la absorción de las plantas está condicionada tanto por
el elemento, su concentración y grado de disponibilidad, como por la especie
vegetal y la interacción con macronutrientes12. Este autor además dice que la
biodisponibilidad de metales en el sistema suelo-planta por aporte de lodos se ha
estimado a partir de los coeficientes de transferencia, observándose que el Cd y
el Zn poseen los valores más elevados. En general parece que la biodisponiblidad
es superior para Cd, Cu, Ni y Zn que para Pb, Hg y Cr, pero incluso para los elementos más móviles la cantidad de metal transferida al cultivo es inferior a 0.05%
de la cantidad aplicada anualmente por aporte de lodos.
La acumulación en determinados tejidos u órganos es variable. Algunos como por
ejemplo el Cr y el Pb son bloqueados a nivel radicular. Otros como Cd y Hg son
más zootóxicos que fitotóxicos, es decir, pueden acumularse en tejido vegetal
hasta concentraciones que serían tóxicas para animales, sin efecto adverso para
la planta. Por el contrario, la elevada fitotoxicidad del Cu, Ni y Zn hacen que el
vegetal haga de barrera de protección frente a la cadena trófica12.
La rizósfera, la zona donde se encuentra la raíz de la planta, ha sido indicada como
un ambiente especialmente propenso para la biodegradación de la materia orgánica
disponible. Los investigadores Aprill y Sims, citados por Sarubbi13, demostraron que
la biodegradación de varios elementos se intensificó al sembrar pastos de pradera
en los suelos contaminados con PAH (compuestos aromáticos polinucleares).
Anderson et al, citado por Sarubbi13, notó que la rizósfera contó con una población
altamente diversificada de microorganismos, siendo dos o tres veces más abundantes que lo observado en los suelos cercanos sin hierbas. Lee y Banks, citados por el
mismo autor, también observaron una población microbial notablemente mayor en
la rizósfera de alfalfa (Medicago sativa) creciendo en suelos contaminados.
Diversos autores han clasificado los vegetales de acuerdo a la sensibilidad-tolerancia a los elementos potencialmente tóxicos, pero el criterio no es muy homogéneo para todos los elementos frente a una misma especie vegetal. En general, parece ser que en hortalizas los metales tienden a asimilarse con mayor facilidad
que en las gramíneas, siendo al mismo tiempo más sensibles a la toxicidad las
primeras y más tolerantes estas últimas12.
A este respecto parecen notables las cualidades del pasto Vetiver (Vetiveria zizanioides), presentada por algunos autores como una planta bastante promisoria en
el tema de la fitorremediación.
66
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Troung14, del Departamento de Recursos Naturales de Queensland, ha desarrollado sistemas de fitorremediación con Vetiver (V. zizanioides) en algunas localidades como Yolo, al Norte de California, donde se presentan graves problemas de
polución con mercurio.
Este autor sostiene que el Vetiver presenta una gran afinidad por la captura de
metales pesados y que sucesivos ensayos llevados a cabo en Australia, China y Sur
África, revelan que este pasto podría constituirse en una potente herramienta de
fitorremediación14.
A pesar de que las investigaciones avanzan en el mundo industrializado, el trópico
carece de investigaciones domésticas que den cuenta de las mejores alternativas
para el uso de sus lodos y para sus biosólidos estabilizados, sin que las conclusiones de la zona templada deban extrapolarse.
El pH, los contenidos de materia orgánica, la textura y la dinámica de los suelos tropicales son muy diferentes a los de las zonas estacionales, por lo cual el comportamiento de los biosólidos será diferente una vez éstos sean dispuestos
en la litosfera.
ALGUNAS EXPERIENCIAS EN AMÉRICA LATINA
México, Brasil, Chile y Argentina son los países que más esfuerzo han dedicado
a validar algunas de las experiencias norteamericanas y europeas y, en algunos
casos, a plantear nuevas hipótesis argumentativas.
En Colombia el proceso de tratamiento de aguas residuales es relativamente reciente y sólo ciudades como Bogotá, Medellín, Cali y Bucaramanga han utilizado
este procedimiento. En este país tan sólo se han llevado a cabo algunos ensayos
que, si bien es cierto han arrojado resultados preliminares interesantes, carecen
de soporte estadístico.
En el caso particular de Medellín, la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
San Fernando, de propiedad de Empresas Públicas de Medellín E.S.P, genera unas
70 ton día-1 de biosólidos, como producto del tratamiento de 1.100 L s-1 de aguas
servidas que deben ser evacuados permanentemente. Cifras de esta magnitud
imponen la búsqueda de soluciones sostenibles.
A este respecto Empresas Públicas de Medellín E.S.P no sólo ha desarrollado ensayos en el pasado, sino que continúa explorando alternativas en convenio con los
entes académicos de la ciudad, con miras a un mejor uso de sus biosólidos.
Los ensayos mencionados mostraron que estos biosólidos pueden ser utilizados
en protección de taludes, proyectos forestales, recuperación de suelos de minería, explotación de canteras y usos agrícolas y pecuarios. Sin embargo, atendiendo
las recomendaciones y conclusiones de tales ensayos, se ha decidido avanzar en
las investigaciones con rigor estadístico.
67
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
Actualmente dicha entidad adelanta también ensayos de compostaje de sus biosólidos en convenio con la Universidad de Antioquia, así como del enriquecimiento
y estandarización de la fracción mineral de los mismos, lo cual abrirá nuevos horizontes que guiarán la utilización de estos productos en el país.
Por lo pronto, los biosólidos producidos en la planta de San Fernando siguen
siendo sometidos a pruebas de laboratorio constantes y son objeto de monitoreos periódicos con el fin de evaluar los niveles de metales pesados que pudieran restringir su uso.
De igual forma se estudia el componente microbiológico, resultando un material
cuyos niveles se reportan inferiores a las normas y estándares internacionales,
tanto de la EPA en su norma 503, como los de la Unión Europea, en su legislación
(CEE 86/278 y R.D. 1310/90)15.
Entre tanto, a medida que avanzan los esfuerzos por parte de cada una de las
empresas generadoras de biosólidos en el país, el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial aún no sanciona la ley que reglamentará el uso de los
biosólidos en Colombia. La Tabla 1 plantea los niveles críticos que se debaten y
son motivo de estudio actualmente.
Tabla 1. Concentración máxima de metales para biosólidos en Colombia16
Parámetro
Concentración límite
para biosólidos aplicados
al suelo (mg/Kg) base seca
Concentración límite para
biosólidos aplicados sólo en
agricultura (mg/Kg) base seca
Arsénico
75
41
Cadmio
85
39
Cobre
4.300
1500
Plomo
840
300
Mercurio
57
17
Molibdeno
75
No establecido
Níquel
420
420
Selenio
100
100
Zinc
7.500
2800
La Ley en estudio contempla las siguientes formas de uso al suelo:
•
•
•
•
•
•
•
•
Uso agrícola y pecuario.
Uso forestal.
Utilización en suelos degradados.
Áreas de ornato y recreación.
Materia prima en elaboración de abonos y enmiendas orgánicas.
Cobertura final o intermedia de rellenos sanitarios.
Como inoculante en biorremediación de suelos.
Elaboración de materiales de construcción.
68
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
El parámetro microbiológico de coliformes fecales en este caso es de <2.000.000
NMP/gramo .
Es evidente, sin embargo, que estos parámetros tienen su origen y se orientan
en los niveles reglamentados por EPA, en virtud de la ausencia de investigaciones
locales que pudieran ayudar a ajustar umbrales críticos de acuerdo con las condiciones tropicales. Daguer17 sintetiza algunos valores de importancia sobre los
biosólidos que se producen en Colombia.
Según este autor, en la actualidad las plantas de tratamiento de aguas residuales
(PTAR) de Colombia generan 274 toneladas de biosólidos al día (94 toneladas,
base seca). El 97% de esta producción es generada por tres plantas: El Salitre (Bogotá), Cañaveralejo (Cali) y San Fernando (Medellín). Las características físicas de
los biosólidos de estas plantas pueden ser consultadas en la Tabla 2.
Tabla 2. Características físicas de los biosólidos PTAR de Colombia17
Parámetro
El Salitre
(Bogota)
Datos 2002
San Fernando
(Medellín)
Datos de 2003
Cañaveralejo
(Cali)
Datos de 2003
Río Frío
(Bucaramanga)
Datos de 2003
Humedad (%)
67
68
66
29
Materia seca(%)
33
32
34
71
Producción
(Ton/día )
130
80
60
2
Producción
(Ton/día)
43
28
20
1,4
Las características agrológicas de los biosólidos producidos en Colombia se aprecian en la Tabla 3 y en la Tabla 4. Se observan las características químicas de los biosólidos de Colombia y su comparación con los producidos por la EEUU y la UE.
Tabla 3. Características agrológicas
de los biosólidos de Colombia
Parámetros %
Rango Colombia
Rango*
Nitrógeno total
1,6 – 3.3
3–8
Nitrógeno orgánico
0,44 – 1,9
1– 5
Nitrógeno amoniacal
0,6 – 2,3
1–3
Fósforo
0,04 – 3,3
1,5 – 5
Potasio
0,007– 0,4
0,2 – 0,8
Sólidos volátiles
42 – 50
–
pH
6,05 – 7,9
–
*Rangos típicos de biosólidos digeridos anaeróbicamente
69
Los biosólidos. ¿Una solución o un problema?
Tabla 4. Características químicas de los biosólidos de Colombia
y su comparación con biosólidos de EEUU y la UE17
Contaminante
mg/kg
Colombia
(1)
EEUU
(2)
Unión
Europea
(2)
NORMA EPA
40CFR- 503
PC–EQ QUALITY
Límites
recomendados
86/278/CEE
Arsénico
0,47
4,9
Nd
41
No regulado
Cadmio
2,78
25
4
39
20-40
Cobre
180
616
380
1500
1.000 – 1.750
Cromo
849
178
145
No regulado
No regulado
Mercurio
0,85
2.3
2.7
17
16-25
Níquel
65,4
71
44
420
300-400
Plomo
84
204
97
300
750-1.200
Selenio
0,46
6
Nd
100
No regulado
Zinc
966,3
1285
1.000
2.800
2.500-4.000
1. Promedio ponderado de concentraciones en Colombia de las PTAR El Salitre (Bogotá), San Fernando (Medellín), Cañaveralejo (Cali), Río Frío (Bucaramanga), Américas y Comfenalco (Ibagué).
2. Pollutants in urban waste water and sewage sludge. EU, 2001
Los resultados de las pruebas de lixiviación para biosólidos de la Planta San Fernando se aprecian en la Tabla 5 comparados con los valores de referencia de la
regulación EPA 40CFR-261. Todas estas experiencias locales, nacionales e internacionales son de gran importancia a la hora de establecer pautas para una adecuada gestión ambiental.
Tabla 5. Análisis de test de lixiviación para
biosólidos de la planta San Fernando16
Tóxico
Lixiviados biosólido
San Fernando (mg/l)
Regulación EPA
40CFR-261 (mg/l)
Arsénico
0,0005
5
Bario
0,04
100
Cadmio
0,0005
1
Cromo
4.2
5
Plomo
0,001
5
Mercurio
0,065
0.2
Molibdeno
75
NE
Níquel
0,25
No regulado
Plata
0,01
5
CONCLUSIÓN
La utilización biosólidos de calidad aceptable a través del sistema suelo puede contribuir de forma importante a la conservación de los recursos naturales, siempre que se
70
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
lleve a cabo en forma racional, lo que implica sacar el máximo provecho a los aspectos
ventajosos (aporte de materia orgánica y nutrientes al sistema suelo-planta, y reducir
al mínimo los que puedan ser desfavorables para la salud pública y el medio ambiente
(exceso de nutrientes y contaminantes).
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de 2005]. Disponible en: <http://www.geocities.com/ptarcolombia/biosólidos.htm>
Actualización
Bioagricultura urbana
y cambio climático
Lucía Atehortúa Garcés1
Urban Bio-Agriculture and Climate Change
Bio-agricultura urbana e mudança climática
RESUMEN
Ante la realidad del cambio climático, se deben generar estrategias novedosas que nos permitan superar los factores críticos que ponen en peligro nuestra propia supervivencia. Los
productos basados en estos sistemas de cultivo de células y tejidos vegetales podrían brindar
alternativas novedosas para la producción de alimentos básicos, garantizando en el futuro la
seguridad alimentaria para los colombianos.
Palabras clave: Bioagricultura. Cambio Climático. Cultivos celulares. Biotecnología vegetal.
ABSTRACT
Climate change is a reality that demands novel strategies that allow us to surpass the critical factors that put our existence in peril. The products based on cell cultures and vegetable
tissues could be excellent alternatives to produce basic foods, assuring the food resources
required in the future by Colombian people.
Key words: Bio Agriculture. Climate change. Cell cultures.Vegetable Biotechnology.
1
Bióloga de la Universidad de Antioquia y Ph.D de la Universidad de Nueva York. Actualmente labora en el Instituto de Biología de
la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de Universidad de Antioquia. Es la Líder de los grupos de investigación Biotecnología y
Biotecnología vegetal de la Universidad de Antioquia.
Correspondencia: Lucía Atehortúa Garcés. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 05/10/2007; fecha de aprobación: 16/11/2007
Bioagricultura urbana y cambio climático
73
RESUMO
Ante a realidade da mudança climática, devem-se gerar estratégias inovadoras que nos permitam superar os fatores críticos que põem em perigo nossa própria sobrevivência. Os produtos
baseados nestes sistemas de cultivo de células e tecidos vegetais poderiam brindar alternativas
inovadoras para a produção de alimentos básicos, garantindo no futuro a segurança alimentaria
para os colombianos.
Palavras chaves: Bio-agricultura. Mudança Climática. Cultivos celulares. Biotecnologia vegetal.
INTRODUCCIÓN
De acuerdo a Anderson1 para este milenio no será necesario cultivar y cosechar
los campos. El cultivo de tejidos de ciertas partes de la planta será la base para el
desarrollo de nuevos sistemas de producción. Por ejemplo, el cultivo de las partes
comestibles de ciertas especies agrícolas o frutas podría crecer in vitro. El éxito
de estos sistemas dependerá de su estabilidad y precio competitivo, con el fin de
poder ser escalados a nivel industrial y comercial2.
Si el cambio climático se convierte en el factor limitante de la producción agrícola
global será necesario desarrollar nuevos sistemas de producción, con el fin de
garantizar la seguridad alimentaria, y estos sistemas de cultivos se constituirán en
lo que podría denominarse “BioAgricultura Urbana”. En otras palabras, se trata
de producción agrícola en garajes de alta tecnología, especialmente para ser desarrollada en las grandes ciudades.
A través de estos sistemas de producción se podrán generar las materias primas de casi todos los productos agrícolas básicos en pequeños espacios dotados de alta tecnología, dando paso a un sistema de producción más limpia, en
funcionamiento durante 24 horas al día y los 365 días del año, independientemente de factores climáticos externos, libre de patógenos, libre de agroquímicos, sin la estacionalidad de los cultivos agrícolas y con la posibilidad de
producir organismos genéticamente modificados sin que estos interactúen con
el medio ambiente ni la biodiversidad que los rodea. Adicionalmente, podrán
contribuir a la conservación de la biodiversidad en el suelo y el agua al evitar
la extensión de la frontera agrícola, uno de los factores que mayor impacto
causan al medio ambiente. Por otro lado, tienen la ventaja de que se pueden
implementar en cualquier parte del planeta, inclusive en el espacio, bajo ambientes de microgravedad.
La Universidad de Antioquia, y concretamente el Grupo de Biotecnología Vegetal, viene liderando a nivel nacional estos nuevos sistemas de producción con el
fin de hacerle frente al cambio climático global y a la pérdida de la biodiversidad, con resultados bastante promisorios. A la fecha ha logrado reproducir los
tejidos responsables de la producción del jugo de naranja, cacao, nuez de macadamia, aceite de palma mil pesos y caña de azúcar, y trabaja en otros productos
primarios de interés global.
74
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Colombia podría liderar una transformación de los sistemas de producción agrícola, especialmente de productos primarios, en los que su producción pueda ser
escalada y automatizada para generar nuevas bioindustrias del futuro, como respuesta a los posibles impactos que está generando el cambio climático global y el
deterioro ambiental.
Crecimiento de la población y seguridad alimentaria
De acuerdo con la FAO, la población mundial alcanza hoy más de 6.500 millones
de habitantes. En 1950 nuestro planeta era de 2.500 millones de habitantes, pero
su crecimiento se ha acelerado en las últimas décadas y se espera que para el
2.050 nuestra población sea de 8.900 millones de habitantes3.
A través de la historia, tanto las comunidades locales como los gobiernos han
estado preocupados por la posibilidad de alimentar la creciente población, y esta
preocupación continúa viva durante este nuevo milenio debido a la creciente
demanda de alimentos para toda la población global.
La experiencia nos ha mostrado que los sistemas agrícolas más progresivos
y productivos son aquellos de los países industrializados, con escaso o nulo
crecimiento poblacional, mientras que en muchos países en vía de desarrollo la
producción agrícola está retrasada frente al crecimiento de la población. Este
caso es crítico en países africanos y algunos países de Asia y América Latina
carentes de recurso socioeconómicos, no sólo para producir, sino también para
comprar alimentos.
Otro aspecto crítico está en las desigualdades para acceder a los alimentos. Se estima que cerca de 1.300 millones de personas de las regiones en vía de desarrollo
viven con menos de un dólar al día, haciendo imposible satisfacer sus demandas
de un alimento básico. Más de 800 millones de habitantes en el planeta no tienen
cómo suplir sus necesidades básicas nutricionales4.
El gran reto es hacer factible que este segmento de la población pueda satisfacer
sus demandas, ya sea a través de producir sus propios alimentos o a través de su
capacidad económica para comprarlos y que estos sean alcanzados mediante un
uso sostenible de sus recursos.
La intensificación y expansión de la explotación de la tierra para agricultura no
puede ser ignorada, especialmente porque se convierte en un factor limitante
en la conservación de los recursos naturales. Cuando las adaptaciones tecnológicas no pueden ser seguidas para dar paso al aumento en la producción
de alimentos y demandas agrícolas, la presión resulta en un incremento de la
explotación de los recursos naturales y degradación del medio ambiente. Este
es el reto más delicado de las sociedades pobres, para las que es difícil sopesar adecuadamente las preocupaciones respecto a las futuras generaciones en
contraste con el legítimo derecho de sobrevivir y tener calidad de vida para las
generaciones de hoy.
Bioagricultura urbana y cambio climático
75
Migración y urbanización
La migración es un fenómeno volátil entre los problemas demográficos. Flujos
migratorios pueden aparecer, cambiar de intensidad e incluso reversar en corto
tiempo. Desde el punto de vista económico y social las políticas de migración son
complejas, siendo a menudo consecuencia de pobreza, violencia y falta de seguridad alimentaria, creando inestabilidad, tensiones y problemas ambientales en las
áreas de desplazamiento.
La migración causa cambios en la distribución espacial de las poblaciones, siendo
la más notable la urbanización. Las Naciones Unidas han estimado que hacia 1955
las áreas urbanas de los países en vía de desarrollo concentraban cerca del 20%
de su población, mientras que hoy este porcentaje ha crecido en un 40% y se
estima que para el año 2020 la mayor parte de la población será urbana.
Las urbanizaciones son comúnmente asociadas a la idea de modernización. Desde
el punto de vista rural, la urbanización puede promover el desarrollo del comercio agrícola y contribuir con productos de demanda urbana e incrementar
el progreso y modernización de la vida en los campos. Sin embargo, la realidad
demuestra que el desplazamiento de la población rural a las ciudades es creciente, debido más a la pobreza, que a las oportunidades económicas en los sectores
no agrícolas, trayendo como consecuencia un incremento de los problemas de
seguridad alimentaria y generando pérdida de mano de obra en el sector rural,
fundamental para el desarrollo de la agricultura y producción de alimentos. Lo
anterior trae como consecuencia la importación de los alimentos básicos, lo que
desde luego encarece el costo de vida en las áreas urbanas.
Cambio climático y agricultura
Para nadie es hoy incuestionable la degradación del medio ambiente, el aumento
de los gases de invernadero como consecuencia de la industrialización y el consecuente aumento de la temperatura, generando un cambio climático global. Como
consecuencia de estos acelerados cambios en el medio ambiente, se creó el Pánel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), conformado por más
de 2.500 científicos y funcionarios gubernamentales de l00 países. Estos fueron
convocados en Bruselas para discutir el problema e impacto del cambio climático
global y generar una declaración para que los gobiernos tomen las medidas necesarias para evitar una catástrofe ambiental5.
Después de intensos debates y negociaciones entre científicos y funcionarios
gubernamentales, el panel presentó un informe bastante sombrío para el mundo
en el que la vida de millones de personas se verá afectada por escasez de agua, el
avance de las enfermedades y dificultades con las cosechas.
Uno de los principales autores del informe, Salim Ul-Huq, manifestó que existen
evidencias contundentes sobre el impacto del clima en el mundo que va desde las
regiones polares al trópico. En su opinión, el impacto del cambio climático se siente ahora. “Tenemos un muy buen documento”, dijo Rajendra Pachauri, presidente
del IPCC. Dicho informe fue enviado a los líderes del G8 antes de la cumbre de
junio de 2007, en la que se reunieron los países más industrializados del mundo6.
76
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Al describir en líneas generales las conclusiones del informe, Martin Parry, copresidente del segundo grupo de trabajo del IPC, dijo que la evidencia demostraba
que el cambio climático estaba teniendo un efecto directo en los mamíferos, las
plantas y el agua. Por primera vez no estamos llamando la atención con modelos
simulados, sino que contamos con registros y datos experimentales con los cuales
podemos medir y cuantificar dicho impacto en forma confiable y verdadera. Parry
describió las cuatro áreas del mundo que se consideran como las más vulnerables
al cambio climático: “El Ártico, en donde las temperaturas están aumentando rápidamente y el hielo se está derritiendo; África Sub-sahariana, en donde se prevé
que las áreas secas van a secarse aún más; las islas pequeñas, por su falta de capacidad para adaptarse y los mega deltas de Asia, en donde miles de millones de
personas estarán ante un riesgo inminente de inundación”. Como resultado de lo
anterior, el impacto más severo lo sentirán los países más pobres del mundo, los
cuales estarán luchando ante las sequías severas6.
El estudio advierte que entre 75 y 250 millones de personas en África podrían
enfrentar escasez de agua en 2020. Igualmente estima que la producción de las
cosechas podría caer hasta en 30% en el sur y centro de Asia6.
El informe dice claramente que el cambio climático está ocurriendo y tiene efectos
en los ecosistemas y en la sociedad, con efectos particularmente críticos en los países en desarrollo. Es un mensaje desolador, pero ahora está en manos de los gobiernos para que actúen y se tomen las medidas necesarias para evitar esta catástrofe
ambiental, afirma Richard Klein del Instituto de Medio Ambiente de Estocolmo6.
Los más pobres de los pobres del mundo van a ser los peor golpeados y los
más vulnerables en términos del impacto del cambio climático, aseguró Pachauri,
quien añadió que esas personas también son las menos equipadas para manejar
los efectos de tal cambio6.
Retos tecnológicos
Ante los problemas que enfrentamos hoy, la comunidad científica mundial y nacional tiene grandes retos que asumir para poder generar nuevas alternativas que
permitan superar o minimizar en parte esta situación.
El problema de seguridad alimentaría se constituye en una barrera de desarrollo
social, económico, político y ambiental, debido a la incapacidad de satisfacer las
demandas nutricionales alimentarías de la población y su producción estará en
grave peligro ante la amenaza de una catástrofe climática global. La pregunta que
surge es ¿cómo la ciencia y la tecnología podrán servir para implementar nuevos
modelos de producción?
La biotecnología vegetal y específicamente los procesos de cultivo in vitro de
células y tejidos podrían abrir un nuevo horizonte científico para el desarrollo de
alimentos básicos independientes de los cultivos en campo y, aunque este hecho
ya fue mencionado, no existe literatura científica que evidencie trabajos de investigación en este tema específico. La mayor parte de las investigaciones han sido
Bioagricultura urbana y cambio climático
77
orientadas a la producción de metabolitos secundarios de alto valor agregado,
quizás debido a que la producción de alimentos bajo sistemas agrícolas tradicionales nos brinda una forma más económica, viable y segura de producirlos.
Sin embargo, los tiempos están cambiando y el clima global tendrá serios impactos en los sistemas agrícolas, especialmente en los países pobres del tercer mundo, donde se concentra la mayor parte de la población global.
Ante este hecho, como científicos debemos adelantarnos al tiempo, generando
investigaciones que nos garanticen la producción de alimentos básicos independiente de los factores ambientales externos y es aquí donde la biotecnología
vegetal podrá proveer un sistema alternativo, viable y probablemente más versátil
para generar alimentos de futuro.
Biotecnología vegetal
Haberlandt8 fue el pionero en intentar aislar y cultivar células vegetales a partir de
hojas de plantas con flores, pensando que este sistema podría ser una excelente
oportunidad para investigar las propiedades y el potencial de las células vegetales,
con el fin de entender las diferentes interrelaciones celulares y las influencias
complementarias de éstas en organismos multicelulares. A pesar de que Haberlandt nunca logró la división de células libres, su trabajo se constituyó en un estímulo para los investigadores que persistieron en este intento y que permitieron
abrir una nueva frontera de investigación en este campo.
La utilización del cultivo de células simples ha tenido un gran impacto para las
investigaciones en fisiología y bioquímica, especialmente para el estudio del metabolismo celular y para determinar el efecto de varias sustancias sobre las respuestas celulares. En el área genética, la clonación de una sola célula ha permitido
el mejoramiento de cultivos a través de la fusión de protoplastos y los sistemas y
técnicas modernas de transformación genética8.
A la fecha el progreso en este campo ha sido tan espectacular, que es posible no
sólo el cultivo de células libres, sino que es factible inducir la división celular en un
cultivo totalmente aislado y originar una planta completa a partir de éste9.
Adicionalmente el cultivo in vitro de células en suspensión ha abierto la posibilidad de generar nuevas alternativas de producción, ya que provee un sistema
viable para la producción comercial de una gran cantidad de productos fitoquímicos conocidos como metabolitos secundarios y primarios. La Tabla 1ilustra sobre
algunos productos naturales de importancia industrial.
Las plantas nos proveen del alimento básico esencial, al igual que de numerosas
materias primas de interés en la industria. Las plantas superiores producen una
gran variedad de productos primarios y secundarios. Estos últimos juegan un
papel secundario en los procesos básicos de la vida de la planta, pero a menudo
tienen un papel ecológico importante como, por ejemplo, la atracción de polinizadores o defensa química contra los micro-organismos, insectos o predadores10.
78
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Muchos de estos productos naturales han sido utilizados como fuentes de numerosos productos industriales, incluyendo químicos agrícolas, productos farmacéuticos y aditivos alimenticios
Aunque algunos de estos productos naturales han sido reemplazados por sustitutos sintéticos debido al costo, algunos químicos de importancia comercial y alto
valor agregado todavía son extraídos de plantas11,12. De acuerdo con Lambie13 ,de
los 30 alcaloides medicinales en uso 24 son todavía extraídos de plantas.
La dependencia de la humanidad de los productos naturales continúa debido
a la dificultad de sintetizarlos por la complejidad de sus estructuras, lo que ha
aumentado los procesos de bioprospección en la búsqueda de nuevos bioactivos
naturales.
Tabla 1. Productos naturales producidos a partir de plantas
de importancia industrial
Productos
Bioactivos
Farmacéuticos
Alcaloides
Ajmalicine, atropina, berberina, codeína,
reserpina,vincristina, vinblastina
Esteroides
Diosgenín
Cardenolides
Digitoxina, digoxina
Aditivos y saborizantes
Endulzantes
Stevioside, Thaumatina
Agentes amargantes
Quinina
Pigmentos
Crocín
Pigmentos & Perfumes
Pigmentos
Shikonin,antocianinas, betalaínas
Fragancias
Aceites de rosa, jazmín y lavanda
Agroquímicos & Químicos
Finos
Agroquímicos
Piretrinas, salannina, azadiractina
Químicos finos
Porteases,vitaminas, lípidos, látex, aceites
Fuente: Bhojwani & Razdan, 1996.14
A pesar del potencial que ofrece el cultivo de células y tejidos vegetales no sólo
para investigaciones básicas, sino también para el desarrollo de investigaciones
aplicadas a la producción de productos de interés y en especial para los países
que, como Colombia, poseen una gran biodiversidad vegetal, su implementación
en nuestro país ha sido escasa o casi nula, lo que contrasta con la gran cantidad
de investigaciones al respecto realizadas en países desarrollados y con poca diversidad, tal como lo ilustran las Tablas 2 a la 7. 79
Bioagricultura urbana y cambio climático
Tabla 2. Ejemplo de compuestos producidos exclusivamente
en cultivo de tejidos y no en plantas intactas
Compuesto
Especie vegetal
Referencias
Epchrosine
Ochrosia elliptica
Pawelka et al, 1986
Dehydrodiconiferyl-alcoholg-b-D-glucoside
Plagiorhegma dubium
Arens et., 1985
Paniculid A
Agrographis paniculata
Butcher & Connolly, 1971
Pericine
Picralima nítida
Arens et al, 1982
Rutacultin
Ruta graveolens
Steck et al, 1971;
Nahrstedt et al, 1985
Tarennosid
Gardenia jasminoides
Ueda et al., 1981
Voacanga africana
Stockigt et al, 1983
Voafrine A & Voafrine B
Fuente: Bhojwani & Razdan,1996.
14
Tabla 3. Algunos ejemplos de cultivos celulares vegetales que han producido
compuestos naturales en cantidades iguales o mayores
que la planta completa en forma natural
Producto
Especie
vegetal
Rendimiento en %
DW en la planta
completa
Rendimiento
en cultivo
celulares
Referencias
Ajmalicine
Catharanthus
roseus
0,3
1
Zenk et al, 1977
Anthraquinonas
Morinda citrifolia
2,2
18
Zenk et al., 1975
Beberine
Coptis japonica
2,4
13,4
Murria, 1984
Caffeine
Coffea arabica
1,6
1,6
Anderson et al.,
1986
Catharanthine
Catharanthus
roseous
0,0017
0,005
Kurz et al., 1981
Diosgenin
Dioscorea
deltoidea
2,4
7,8
Tal et al., 1982
Ginsenoside
Panax ginseng
4,5
27
Misawa, 1984
Rosmarinic acid
Coleus blumei
3
23
Ulbrich et al.,
1985
Serotonin
Paganum harmala
2
2
Sasse et al, 1982
Serpentine
Catharanthus
roseus
0,26
2
Deus-Neumann
& Zenk, 1984
Shikimic acid
Galium molugo
2-3
10
Amrhein et al,
1980
Shikonin
Lithorspermum
erythrorhizon
1-2
15-20
Fujita, 1988
Trigonelline
Trigonella
foenum-graecum
0,4
5
Radwan &
Kokate, 1980
Tripodiolide
Tripterygium
wilfordii
0,01
0,2
Hayashi et al.m
1982
Vomilenine
Rauwikfia
serpentina
0,004
0,214
Stockigt et al,
1981.
Fuente: Bhojwani & Razdan,199614.
80
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Tabla 4. Metabolitos secundarios de alto valor producidos
en cultivos celulares vegetales
Compuesto
Fuente de células
Localización
Referencia
Antraquinonas
Antocianinas
Rubia fruticosa
-
Schulte et al., 1984
Daucus carota
Vacuola
Barz et al, 1990
Atropina
Vitix vinífera
-
Do & Cormier, 1990
Datura innoxia
Excretado
Barz et al, 1990
Alcaloides de
Benzofenantridina
Eschsholtzia californica
-
Tanahashi & Zenk, 1990
Berberina
Thalictrum minus
Coptis japónica
Excretado
Fujita & Tabata, 1987
Capsaicina
Capsicum frutescens
Excretado
Lindsey, 1986
Ácido 0-coumarin
Glucósido
Melilotus albal
Vacuola
Barz et al, 1990
Malonil Flavona
Petroselinun hortense
Vacuola
Barz et al, 1990
Ginkgolidos
Ginkgo biloba
-
Carrier et al, 1986
Alcaloides indoles
(Ajmalicina, Serpentina)
Catharantus roseous
Vacuola
Zenk et al. 1977
Malonil Isoflavona
glucósidos
Cicer arietinum
Vacuola
Barz et al, 1990
Diosgenina
Dioscorea deltoidea
-
Tal et al, 1983
Codeína
Papaver somniferum
-
Heinstein, 1985
Nicotina
Nicotiana tabacum
Vacuola-Excretado
Mantell et al, 1983
Podofilotoxina
Linum álbum
Intracelular
Smollny et al, 1992
Betalaínas
Basella alba
Vacuola
Cyunel, 1989
Acido Rosmarínico
Coleus blumei
Vacuola
Zenk, 1977
Sanguinarina
Papaver somniferum
Excretado
Eiler et al, 1985
Saponinas
Panax gingesn
-
Sapolín
Solanum avicularee
Excretado Intracelular
Roisin et al, 1997
Shikonina
Lithospermum
erythrorhizum
Excretado
Tabata et Fujita, 1985
a
Payne et, 1991
b
Taxol
Taxus brevifolia
Excretedo
Christen et al, 1989
Tripdiolida
Tripterygium wilfordii
-
Kutney, 1995
Vanilina
Vanilla planifolia
-
Knuth & Sahai, 1989
Células inmobilizadas (a) Suspensiones de células libres( b)
Fuente: Bhojwani & Razdan,199614
Cultivo de células diferenciadas para la producción
de alimentos (metabolitos y/o productos primarios)
A pesar de la escasa información científica sobre los productos primarios (materias
primas alimenticias), los bioprocesos para la obtención de estas materias primas son
prácticamente iguales a la producción de metabolitos secundarios, con la excepción
de que los genes responsables de su producción son constitutivos, es decir, se expresan directamente sobre el tejido que da origen al producto de interés, mientras
81
Bioagricultura urbana y cambio climático
Tabla 5. Producción de productos farmacéuticos potenciales
en cultivo de células vegetales
Compuesto
Actividad
biológica
Fuente vegetal
Rendimiento
Elicitor
Acido
rosmarínico
Antioxidante,
antiviral,
anti-inflamatorio
Coleus blumei
Orthosiphon
aristatus
3,3 g/l 10 m
mol/g FW
Levadura
Sanguinarina
Antibiótico, antiviral,
antitumoral
Papaver somniferum
Eschscholtzia
californica
3,6 mg/gFW 25
mg/g DW
Quitina soluble
Jasmonato
Alcaloides
Benzophenanthridinicos
Antimicrobial,
antitumoral, antiviral
Thalictrium
bulgaricum
0,4 mg/m
Levadura
Podophyllotoxina
Antitumoral
Linum album
0,3% DW
-
Forskolina
Antitumoral
Coeus forskohlii
0,073% DW
-
Polisacáridos
Potenciadores
inmunológicos
Echinacea purpurea
10-100 ppm del
volumen de la
suspensión
-
Anthraquinona
Laxativo
Morinda citrifolia
2,5 g/l
-
Berberina
Antibacterial,
anti.-inflamatorio
antimalárico
Coptis japónica
7g/l
-
Scopolamina
Anti-inflamatorio
Solanum aviculare
127 m g/gFW
Células
inmovilizadas con
alginato de calcio
Ginkgólidos(GA)
Antiplaquetario
Ginkgo biloba
0,0000013% DW
-
Paclitaxel (Taxol)
Antitumoral
Taxus media
110 mg/l
Metil-jasmonato
Shikonina
Antibacterial,
anti-inflamatorio,
saneamiento de heridas
Lithospermum
erythrorhizon
4 g/L
Agaropectina
Acido péctico
Fuente: El-Geweley, 1998. 15
Tabla 6. Elicitación de metabolitos secundarios en células vegetales
Compuesto
Elicitor
Cultivo celular
Ref
Acido rosmarínico
Extracto de levaduraa
Orthosiphom
aristatus
Sumaryono et al, 1991
Sanguinarina
Quitina solubilizadaa
Papaver sommniferum
Kurz et al, 1990
Isoflavonoides
Extracto de levaduraa
Pueraria lovata
Sankawa et al, 1995
Echinatina
Alginato de Sodio
Glycorrhiza echinata
Ayabe et al, 1986
Medicarpina,
Maackiaina
Asochyta rabiei
Cicer arietinum
Barz et al, 1990
Isoflavonoides,
Isolflavononas
Levadura
Cicer arietinum
Barz & Mackenbrock,
1994
Amidas de
Hidroxicinamommil
Levadura
Solanum Khasianum
Mühlenbeck et al,
1996
Bergapten
Polyporus
umbellatusa
Petroselinum
crispumb
Reil & Berger, 1996
Homogenados autoclavados (a)
Fuente: Bhojwani & Razdan,199614
82
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
en los metabolitos secundarios algunos de los genes que se codifican para dichos
compuestos pueden expresarse bajo condiciones de stress en tejidos o células localizadas fuera del centro de producción, haciendo difícil su expresión y manipulación.
Cualquier cultivo celular se inicia con una selección del material parental de calidad “élite” que deseamos multiplicar o producir y éste es un factor crítico. Igualmente importante es el estado fisiológico de desarrollo de la planta donante del
explante especializado y utilizado para iniciar el proceso. Durante el desarrollo de
la planta cada órgano o tejido tiene un período crítico, en el cual se presenta un
rata de multiplicación (división) celular acelerada que es óptima para la selección
del explante. Una vez definido este período de alta división celular para la especie
sobre la cual vamos a obtener el producto primario, se llevan a cabo todos los
procedimientos estándar para el establecimiento de un cultivo in vitro.
El tejido diferenciado responsable de la producción del metabolito o producto
primario es el seleccionado como material básico (explante) y se procede a establecer el cultivo trasladando secciones pequeñas del explante sobre un medio
fresco, nutritivo previamente definido, que contenga una composición hormonal
adecuada para generar una rata de división celular permanente. Generalmente el
medio debe contener un balance de auxinas y citoquininas adecuadas. La selección del tipo de hormonas y su concentración deberá ser cuidadosa, con el fin
de evitar un desarrollo morfogenético no deseado o inducir una alta variabilidad
genética dentro del cultivo.
Como respuesta a la composición química y hormonal del medio de cultivo el explante desarrollará un proceso de callogénesis constante, el cual crece desde las
áreas de corte hasta cubrir la totalidad del explante diferenciado. A medida que
éste se va desarrollando y diferenciando, se separa del explante inicial y se procede a realizar subcultivos sobre medio fresco con la misma composición química y
hormonal (cada 15 o 30 días) y bajo las mismas condiciones de cultivo definidas
al inicio del cultivo, con el fin de generar una cantidad apreciable y razonable de
tejido celular que facilite el establecimiento de las suspensiones celulares. El subcultivo repetido genera un callo friable (en constante división) dando origen a una
suspensión celular fina dentro del medio líquido16,17.
Para obtener células libres, pedazos de callos diferenciados y no diferenciados son
transferidos a medio líquido y colocados en constante agitación (normalmente
entre 80-90 rpm). A estos cultivos se les denomina células en suspensión. La agitación del cultivo ejerce al menos las siguientes funciones:
1. Crea una presión sobre la masa de células o agregados para que éstas se
disgreguen en pequeños grupos y células individuales.
2. Mantiene una distribución uniforme de los nutrientes y hormonas sobre
los tejidos
3. Provee un intercambio de gases entre el medio y el aire del cultivo contenido en el recipiente.
Bioagricultura urbana y cambio climático
83
Una vez establecido el cultivo en suspensión, estudiados todos los parámetros físico-químicos y biológicos y luego de realizar todas la pruebas de viabilidad, se procede a la obtención de alícuotas de la suspensión para transferirlas a medio fresco.
Durante el periodo de incubación la biomasa celular se incrementa, debido a la
división y crecimiento (enlargamiento). Durante este periodo se procede a realizar
el estudio de la cinética celular para la especie definida y subcultivando nuevamente
para mantener la suspensión celular en constante crecimiento. Debido a que la producción de los metabolitos primarios es constitutiva, lo importante en este proceso
es mantener constante la capacidad de división celular, el crecimiento, el desarrollo
y diferenciación del tejido. Para mantener la producción de los productos primarios de interés es importante realizar toma de muestras para evaluar la calidad del
producto producido vía HPLC y HPLC acoplado a masas, o mediante otras técnicas
que nos den la certeza de la calidad del producto producido.
Para garantizar la calidad de la suspensión es necesario hacer un tamizaje del
cultivo, con el fin de descartar agregados grandes de éste y sólo dejar en el subcultivo pequeños agregados celulares con el fin de que todas las celulares reciban
la misma calidad y cantidad de medio de cultivo. Sin embargo, la textura de la
suspensión es genéticamente controlada y a menudo es difícil obtener una buena
dispersión celular bajo cualquier condición. A pesar de lo anterior, es posible manipular la composición del medio de cultivo para lograr una mayor disgregación,
agregando pequeñas cantidades de enzimas hidrolíticas tales como celulasas y
pectinasas18 u otras sustancias, como extracto de levadura17. Para el caso de metabolitos primarios estos procesos son menos dispendiosos, ya que a medida que
el cultivo se va diferenciando, se obtienen los productos de interés.
Con el fin de dar una noción general sobre los procesos de cultivo para la producción tanto de metabolitos primarios como secundarios, se ha realizado en el
Diagrama 1 la ilustración de los pasos a seguir en cualquier sistema de cultivo en
suspensión.
En Colombia sólo unos cuantos laboratorios han implementado el cultivo de
células en suspensión para la producción de metabolitos secundarios, pero a nivel mundial ya existen empresas, como Diversa y Phyton, que producen varios
productos de alto valor agregado a partir del cultivo de células en suspensión y a
nivel de biorreactores a escala industrial, como lo ilustra la Tabla 8.
Durante los últimos 30 años ha habido un creciente interés entre los científicos
para producir productos naturales de alto valor agregado mediante el cultivo de
células en suspensión, con el fin de superar los problemas asociados con la producción industrial de fitoquímicos mediante la extracción de los compuestos a
partir de plantas crecidas en forma natural (poblaciones naturales).
La implementación exitosa de estos procesos puede realizarse a lo largo de todo
el año, independiente de la estacionalidad de la planta, independiente de factores
ambientales, patógenos, agroquímicos, entre otros factores, además de que se
evita poner en riesgo de extinción a aquellas especies que producen productos
de interés13.
84
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Diagrama 1. Procesos para el cultivo de células vegetales bajo
condiciones sumergidas
Selección de la especie vegetal
↓
Cultivo de callos
↓
Selección de líneas celulares altamente productoras
↓
Cultivo de células en suspensión en medio líquido (Matraz)
↓
Optimización del cultivo y selección
↓
Transferencia a un biorreactor con capacidad por encima de 10-50 litros
↓
Transferencia a un biorreactor con capacidad de
1.000-2.000 litros
↓
Transferencia a un biorreactor con capacidad arriba de los 10.000 litros
↓
Cosecha de células y recuperación del producto final
(Down stream process)
↓
Secado en spray (Spray dryer)
↓
Evaluación de pureza y calidad de producto final (HPLC)
El cultivo de células no sólo contribuye a la conservación de la biodiversidad,
sino que permite la síntesis de nuevos productos naturales al mismo tiempo que
sirven como “biofábricas” para convertir productos de bajo valor en productos
de alto valor agregado, además de generar nuevos compuestos que normalmente
no se producen bajo condiciones naturales.
Aunque los metabolitos secundarios son los productos de mayor valor agregado producidos por cultivos celulares, poca o ninguna atención han recibido los
metabolitos primarios o los productos primarios, quizás debido a que su cultivo
tradicional sigue siendo la forma más económica de producirlos. Aunque la mayor
parte de los cultivos agrícolas tienen como finalidad la producción de los productos básicos alimenticios localizados en órganos específicos, constituidos de
células diferenciadas), surge la pregunta de por qué no hemos implementado el
cultivo de las células y tejidos especializados de estos cultivos para la producción
in vitro de dichos productos o alimentos básicos.
85
Bioagricultura urbana y cambio climático
Tabla 7. Escalado de algunos metabolitos secundarios producidos
en cultivos celulares vegetales
Producto
Fuente vegetal
Tipo de biorreactor
Volumen (Litros)
Shikonina
Lithospermum
erythrorhizon
Cultivo en “Batch” en
un sistema de 2 etapas
750
Beberidina
Thalictrum minus
Cultivo en “Batch” y
flujo continuo
4.000
Coptis japónica
Flujo continuo con un
agitador de turbina
Saponinas
de ginseng
Panax gingseng
Cultivo celular y de
raíces en matraz
20.000
Taxol
Taxus brevifolia
Agitador de turbina
75.000
Sanguinarina
Papaver somniferum
Reactor de Aire (Airlift)
300
Fuente: Smith, 1995.19
Tabla 8. Productos de alto valor agregado a partir de cultivos de células
Cultivos en campo
Cultivos en suspensión
Costo de la tierra de cultivo
Costo de la planta física/Valor del
área de cultivo tecnológico
Preparación del suelo
Compra e instalación de equipos de alta tecnología
Sistemas de riego
Costo de servicios públicos: agua, luz, energía
Costo de los insumos para la siembra
Costo de los insumos para el cultivo celular
Costo mano de obra no calificada
Costo de obra de mano altamente calificada
Costos energéticos
Costos energéticos
Costo control de malezas
Know How
Costo control de pestes, predadores
No aplica/Producción limpia
Costo debido a efectos climáticos
Costos debido a cambio climático/
procesos confinados
Costo del tiempo de producción
(depende del cultivo/estacionalidad)
Costo de tiempo de producción
(dependiente del protocolo de cultivo in vitro)
Costo de cosecha
Costo del proceso de recuperación
del producto final
Costos de post cosecha, selección (pérdida y
rechazo de productos no adecuados)
Costo de análisis de calidad de producto final
Costos de almacenamiento temporal/Bodegaje
Costos de almacenamiento temporal
Costos de empaque, embalaje y
transporte del producto
Costos de empaque, embalaje y
transporte del producto final
Costos ambientales asociados al cultivo
Costos ambientales asociados al cultivo.
Costo del producto final/Materia prima
sin transformación
Costos del producto final/
Materia prima de alta calidad
Venta y beneficios
Venta y beneficios
Imprevistos
Imprevistos
86
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
La respuesta parece ser que el costo de producción es demasiado alto, y quizás
la productividad no sea superior cuando se compara con la producción bajo
sistemas agrícolas tradicionales. Sin embargo, parece que nadie ha hecho el ejercicio completo para un análisis comparativo, desde implementar la producción
de un producto básico mediante cultivo celulares hasta llevarlo a escala piloto
e industrial, evaluando los costos de cada etapa. Una vez establecidos, analizados y costeados todos los parámetros, éstos podrían ser comparados con la
producción del mismo producto básico bajo condiciones naturales y realizando
una evaluación sobre “costos de producción agrícola convencional y desventajas
ambientales vs. costos de producción tecnológica y beneficios ambientales. Haciendo un ejercicio mental se deberían estudiar, al menos comparativamente, los
parámetros expresados en Tabla 8.
Teniendo en cuenta la urbanización de las ciudades, el crecimiento de la población y el cambio climático, la Universidad de Antioquia ha venido implementado
el cultivo de células y tejidos diferenciados, bajo la idea de lo que podríamos
denominar “BioAgricultura Urbana de Alta Tecnología” para la producción futura
de alimentos. La idea que enmarca estos desarrollos está basada en la necesidad
de generar alternativas de producción diferentes a las convencionales con el fin
de garantizar la seguridad alimentaria en el futuro, especialmente a nivel de las
grandes ciudades, que facilite una producción independiente de los factores climáticos externos, producción limpia, libre de patógenos, libre de agroquímicos e
independiente de la estacionalidad, además de que contribuya a la conservación
de la biodiversidad al evitar o minimizar extensión de la frontera agrícola.
Estos procesos podrían ser extremadamente valiosos en caso de una catástrofe
ambiental. Si el cambio climático es una realidad que debemos enfrentar, mañana
podría ser demasiado tarde para generar alternativas novedosas que nos permitan
superar estos factores críticos que ponen en peligro nuestra propia supervivencia.
Cultivo de vesículas de naranja dulce var. García –Valencia
(Citrus sinensis)
Bioagricultura urbana y cambio climático
Cultivo de células diferenciadas de tejido cotiledonar
de cacao (Theobroma cacao)
Caña de azúcar Saccharum officinarum. Bajo condiciones de oscuridad
(Foto izquierda) y bajo condiciones de luz (Foto derecha)
87
88
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
En la actualidad, el Grupo BioVeg viene trabajando en varios cultivos: naranja, cacao, macadamia, caña de azúcar, entre otras. En las fotos de las páginas anteriores
se ilustran algunos ejemplos, y se espera implementar el cultivo de cereales y
semillas básicas como maíz, arroz, trigo, cebada y soya, entre otros.
Como parte de sus avances se registró una patente y, en el futuro, se espera registrar otros productos basados en estos sistemas de cultivo que podrían brindar
alternativas novedosas para la producción de alimentos básicos, garantizando en
el futuro la seguridad alimentaria para los colombianos.
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Bioagricultura urbana y cambio climático
89
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Actualización
Desarrollo sostenible en los
esmaltes arquitectónicos
de vanguardia
Pablo Cesar Ospina Orozco1 / William Jiménez Madrigal2
Sustainable Development in State of the Art
Enamels used in Architecture
Desenvolvimento sustentável nos esmaltes
arquitetônicos de vanguarda
RESUMEN
Al controlar los VOC se está buscando la disminución de la dependencia de los derivados del petróleo, cada vez más escasos y costosos, así como la reducción del problema de la capa de ozono
y los gases de invernadero.
El control de este tipo de emisiones ha llegado a ser parte de nuestra cultura y es ahora un tema
de vital importancia, lo que está motivando nuevos desarrollos industriales.
Palabras clave: Compuestos Orgánicos Volátiles. Resina alquídica.
ABSTRACT
By controlling the volatile organic compounds (VOC) we aim to reduce the dependence on
oil products, more scarce and expensive every day, and contribute to solve the problem of the
ozone layer and the contaminating gases
1
Ingeniero Químico, Director de Procesos de SULMEX S.A/ 2 Ingeniero Químico, Director Técnico de LABITEQ S.A
Correspondencia: Pablo Cesar Ospina Orozco. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 05/11/2007; fecha de aprobación: 15/11/2007
Desarrollo sostenible en los esmaltes arquitectónicos de vanguardia
91
Controlling such emissions has become a part of our culture and is nowadays a very important
issue that currently motivates new industrial developments.
Key words: Volatile organic compounds. Alquidic resin
RESUMO
Ao controlar os VOC se está procurando a diminuição da dependência dos derivados do
petróleo, cada vez mais escassos e custosos, como a redução do problema da capa de ozônio,
que faz parte dos gases de invernadouro. O controle deste tipo de emissões chegou a ser
parte de nossa cultura e é agora um tema de vital importância, o que está motivando novos
desenvolvimentos industriais.
Palavras chaves: Compostos Orgânicos Voláteis. Resina alquídica.
INTRODUCCIÓN
La preocupación mundial por el control de los VOC (Compuestos orgánicos
volátiles) no ha dejado de crecer desde 1967, cuando la Organización Panamericana de la Salud, a través del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y
Ciencias del Ambiente (CEPIS), crea la Red Panamericana de Muestreo Normalizado de la Contaminación del Aire, conocido por REDPANAIRE. Desde
esa fecha no ha dejado de aumentar la tendencia mundial (casi paranoica)
hacia la adopción de normas encaminadas a la disminución de este tipo de
emisiones.
En el campo de la fabricación de esmaltes y anticorrosivos arquitectónicos se
ha venido trabajando en Colombia desde la década de 1930, con unos criterios
de formulación que han dejado de tener vigencia hace ya muchos años en lo
relativo al manejo de los recursos energéticos derivados del petróleo. Dichos
criterios son: a) la presunción de que eran interminables y b) la errónea idea de
su bajo costo. Adicionalmente, no se tenía la conciencia ecológica que se tiene
hoy en día.
Podemos decir entonces, en este sentido, que los nuevos ingenieros hemos
recibido unos criterios de formulación que no sólo son antieconómicos, sino
poco amigables con el medio ambiente.
Actualmente el precio del barril de petróleo ronda los 87 dólares por barril1 y no
estamos muy lejos de sobrepasar la barrera de los US $100 2, lo que nos llevará a
que en el corto plazo el costo del solvente (varsol o xilol) en una resina alquídica,
sea superior al costo de la resina en sí. Lo anterior nos hace meditar sobre la
inconveniencia de seguir formulando esmaltes y anticorrosivos con criterios ya
revaluados.
92
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Los esmaltes domésticos ayer y hoy – tendencias
a nivel mundial
Ha sido tradicional en nuestro medio utilizar unos niveles de resina alquídica
entre 50 y 60% en peso en la formulación de esmaltes y anticorrosivos arquitectónicos, y esto se fue aceptando así por cuanto se estaba utilizando también la
resina como espesante.
Era así como los formuladores de esmaltes exigían cada vez una mayor viscosidad
al fabricante de resinas. La arquitectura misma de la resina se fue distorsionando
y alejando de su verdadero propósito, que es impartir anclaje al sustrato, aportar
dureza, nivelación y brillo al esmalte. Así comenzó el concepto desdibujado desde
el punto de vista técnico -y es el pensamiento del común del medio- de la relación
directa entre viscosidad y bondad de la resina, ya que el sistema resiste la mayor
adición de solvente.
Pero hoy en día la experiencia dice otra cosa: los solventes se han encarecido
enormemente y se ha generalizado una tendencia mundial de exigirle al fabricante
de pinturas una mejor calidad con menores contenidos de solvente.
El concepto que se maneja actualmente es que, con algunas excepciones, nuestra
tecnología de esmaltes y anticorrosivos arquitectónicos se encuentra rezagada
en por lo menos unos 60 años en comparación con los desarrollos en Estados
Unidos3y Europa4,5, donde los esmaltes con un contenido VOC casi nulo y se
tienen ya esmaltes a base de agua, mientras que en Colombia hay ejemplos de
que se sigue formulando con unos niveles de solventes muy por encima de los
estándares internacionales, siendo agravada esta situación con una ausencia casi
total de regulaciones medio-ambientales al respecto. Es aquí donde entra otro
factor importante, la competitividad, que dificulta el acercamiento a mercados
internacionales no sólo por la calidad, sino también por costos que implica.
Tendencias óptimas de producción de esmaltes
y nuevos desarrollos
En Colombia una buena proporción de las fábricas de pintura a base de aceite formulan el producto con niveles de resina alquídica entre 50 y 60% y, en términos generales, han sido muy escasos los esfuerzos por innovar y/o ponerse al
día con las tendencias y nuevos estándares de desarrollo global. Hoy en día las
resinas para esmaltes sólo requieren una viscosidad Z2-Z4 y un peso molecular de
máximo 5.000.
Se define el término VOC: La U.S. Environmental Protection Agency (EPA)3 definió VOC como cualquier compuesto orgánico que interviene o participa en las
reacciones fotoquímicas de la atmósfera. Normalmente, se trata de un compuesto
orgánico con una presión de vapor de más de 0,01 mm Hg a 21°C y con un punto
de ebullición menor de 250°C.
Las emulsiones alquídicas han sido utilizadas principalmente en la decoración y
protección, y continuamente se van tornando mas estrictas las exigencias medio-
Desarrollo sostenible en los esmaltes arquitectónicos de vanguardia
93
ambientales sobre los recubrimientos de superficie (impacto ambiental) e igualmente son más estrictas las exigencias en cuanto al desempeño (rendimiento en metros
cuadrados por galón, poder cubriente, nivelación, brillo, durabilidad, entre otras).
Las tendencias actuales en la formulación de esmaltes y anticorrosivos apuntan a:
1)Formulaciones de altos sólidos, lo que a su vez requiere unas resinas de
bajo peso molecular (baja viscosidad), que trae como resultado la disminución de los VOC.
2)Formulaciones con alto contenido de agua como reemplazo parcial de los
solventes tipos hidrocarburo. Este sistema requiere a su vez de un aditivo
hidrofilizante, como por ejemplo el sistema Lorama6. Otra alternativa más
económica es el aditivo Hidrorex 721, de LABITEQ LTDA.
3)Igualmente se pueden formular esmaltes utilizando resinas hidrofilizadas
internamente, bien sea modificando el polímero en su resto gliftálico (impartiéndole hidrofilia) o mediante modificaciones externas con hidrofilizantes que se adicionan al final a la resina antes de la descarga.
4)Es perfectamente factible formular esmaltes completamente exentos de
hidrocarburos derivados del petróleo y en cambio se puede modificar
la arquitectura de la resina–base para que su solubilidad obedezca a
solventes tipo etanol o esteres de bajo peso molecular, ganando en velocidad de secado.
5)Por último, existen también sistemas 100% acuosos donde la resina alquídica ya está previamente emulsionada y de este modo el esmalte será
100% acuoso (100% waterborne enamels, en inglés).
El reto consiste en evaluar desarrollos más amigables con el medio ambiente,
como es el caso del ítem 2, que es una buena alternativa al contribuir con la disminución de los contenidos de VOC y de los costos del producto final, con una
calidad excelente.
Las emulsiones alquídicas son disueltas en solventes aromáticos, como xileno o
varsol. En el caso de las pinturas, es altamente considerable el volumen de solventes contaminantes que nuestro medio está manejando actualmente.
El modelo consiste en la formación de una emulsión en la cual la resina es post
emulsificada en agua, siendo esta etapa altamente crítica, pues el tamaño de las
partículas de la fase discontinua es de vital importancia para la estabilidad del
sistema. Técnicamente, dentro de los diversos sistemas, están la emulsificación directa y
la que se realiza por inversión. En la primera la resina es dispersada directamente
dentro del agua usando agitación o altas presiones, mientras que en la emulsificación por inversión la fase acuosa es primero emulsificada dentro de la resina
formando una emulsión W/O (Wáter in oil, en inglés), donde la fase continua es
el aceite.
94
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Posteriormente, por cambio en la temperatura o en la concentración del agua, las
fases se invierten en un sistema O/W (Oil in wáter, inglés). Para determinar cuál
fase es primero, es necesario conocer el término Balance Lipofílico- Hidrofílico
(Hidrofilic-Lipofilic Balance, HLB, en inglés), que es la característica que determina
con cuál fase tiene más afinidad el surfactante: para un valor HLB alto el surfactante es más soluble en la fase acuosa, mientras que en un valor bajo el surfactante
es más soluble en la fase oleosa.
Finalmente, el esmalte obtenido con este sistema presenta menor tiempo de
secado, menor costo de producción, menor consumo de VOC y mayor aceptabilidad al mercado mundial.
Otra opción a considerar es la de formular resinas alquídicas con un parámetro
de solubilidad más alto que el tradicional (alrededor de 8,5) y aumentarlo un
poco con el fin de que sean solubles en etanol o metanol y con adiciones de agua
hasta 30-35%. Lo anterior tendría la ventaja de rebajar el costo, además de que
mejoraría la velocidad de secado (Sistemas fast dry)7.
Se puede concluir, finalmente, que en Colombia estamos en deuda con el desarrollo sostenible en materia de diseño de tecnología para la fabricación de esmaltes
y resinas que respondan a criterios de calidad, competitividad, costos e impacto
ambiental, y es éste el compromiso que SULMEX S.A ha adquirido como enfoque
para sus nuevas líneas productivas de resinas y derivados.
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Desarrollo sostenible en los esmaltes arquitectónicos de vanguardia
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Caso Exitoso
Sistema de gestión
ambiental como estrategia
de competitividad en
la industria química. Caso de
implantación: Colorquímica S.A.
Pilar Eugenia Flórez Guisao1 y Sandra Milena Jiménez Buriticá2
System Of Environmental Management as an Strategy of
Competitiveness in Chemical Industry.The case of Colorquímica S.A.
Sistema de Gestão Ambiental como estratégia de competitividade na
indústria química. Caso de implantação: Colorquímica S.A.
RESUMEN
En este artículo se detalla el proyecto de implementación de ISO 14000 en Colorquímica S.A, el
que tuvo una duración de dos años. Se recogen las principales dificultades y lecciones aprendidas,
que son importantes para quienes deseen iniciar un proyecto de sistema de gestión ambiental.
Palabras clave: Colorquímica. ISO 14000. Gestión Ambiental.
ABSTRACT
This work provides a thorough look at the project for implementing ISO 14000 in Colorquímica S.A., process that took two years.We expose the main difficulties and lessons learned, which
is an important for those who are willing to make an environmental management project.
Key words: Colorquímica. ISO 14000. Environmental management.
Ingeniera Sanitaria de la Universidad de Antioquia, Jefe de Gestión Ambiental de Colorquímica S.A./ 2 Sandra Milena Jiménez Buriticá Ingeniera de Procesos. Especialista en Gerencia de Proyectos de la Universidad de la Universidad Eafit. Directora del Sistema de
Gestión Integral de Colorquímica S.A.
1
Correspondencia: Pilar Eugenia Flórez Guisao. e-mail: [email protected]
Fecha de recibo: 05/10/2007; fecha de aprobación: 15/11/2007
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la industria química.
Caso de implantación: Colorquímica S.A.
97
RESUMO
Neste artigo se detalha o projeto de implementação de ISO 14000 em Colorquímica S.A, o
que teve uma duração de dois anos. Recolhem-se as principais dificuldades e lições aprendidas,
que são importantes para quem desejem iniciar um projeto de sistema de gestão ambiental.
Palavras chaves: Colorquímica. ISO 14000. Gestão Ambiental.
Preparación organizacional para recibir la globalización
exitosamente
En la actualidad la globalización de los mercados ha generado un entorno altamente competido en múltiples aspectos, como eficiencia en costos, tecnología de
punta, productividad, calidad, innovación y riqueza de los recursos naturales, entre
otros. Por tal motivo Colombia debe promover en sus empresas una visión de
clase mundial, consistente en lograr la capacidad para dar respuesta a las necesidades de los mercados con estándares internacionales.
Colorquímica S.A. es una compañía colombiana productora y comercializadora de
insumos para la industria, con más de 30 años de experiencia. Desde hace varios
años inició el proyecto de direccionamiento estratégico, consistente en definir su
nuevo enfoque para competir en un entorno global.
“Brindar soluciones integrales de química y color” a sus clientes e “incrementar
su participación en los mercados actuales y potenciales en Latinoamérica” son
estrategias definidas en el nuevo direccionamiento, mismas que han llevado a Colorquímica S.A. a implementar estándares internacionales para la gestión en temas
críticos de su operación, como son: calidad (ISO 9000)1 productividad (TPM-Total Productive Management)2, seguridad industrial y salud ocupacional (OHSAS
18000)3 y protección del medio ambiente (ISO 14000)1. Todos estos estándares
son fuentes de ventaja competitiva en un mercado globalizado, pues buscan la
satisfacción de las partes interesadas.
El éxito de las implementaciones de sistemas de gestión en Colorquímica S.A.
es el resultado de una combinación de varios elementos, que a continuación se
enuncian:
Sistema de gestión integral como estrategia corporativa
Los objetivos estratégicos corporativos se definieron a través de una metodología de reconocimiento internacional llamada Balanced Scorecard4 (Cuadro de
Mando Integral), la cual se basa en darle una importancia suficiente y balanceada
a los objetivos corporativos de carácter financiero, los relacionados con clientes,
los de procesos internos y los de la estructura organizacional.
98
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Una vez los objetivos fueron divulgados se desplegaron en los diferentes procesos
de la compañía, así como en los cargos que hacen parte de los mismos, logrando
de esta manera un compromiso corporativo en torno a su cumplimiento.
Posteriormente, con el fin de alcanzar el logro de los objetivos relacionados con
los procesos internos, Colorquímica S.A. definió como estrategia la implantación
del Sistema de Gestión Integral, el cual cubre las perspectivas de calidad, productividad, seguridad industrial y medio ambiente, y cuyos resultados son medidos
mediante la misma metodología y analizados en los mismos espacios que los
financieros, de clientes y de la estructura.
En el caso del Sistema de Gestión Ambiental, se definió como estrategia la protección del medio ambiente con el compromiso de prevenir la contaminación,
disminuyendo los impactos nocivos. Como medición se determinó el consumo
de recursos naturales o generación de residuos sólidos por unidad en cada una
de las áreas productivas.
Compromiso gerencial: la estrategia en acción
Como el proyecto ISO 14000 trajo consigo necesidades de inversión significativas
para el logro de una infraestructura y equipos adecuados a la prevención de impactos ambientales e igualmente requirió de una dedicación importante del personal
involucrado para las actividades de capacitación, implementación y mejoramiento
del sistema de gestión ambiental, se hizo necesario primero contar con la convicción y apoyo de la gerencia y de los accionistas, pues se trataba de inversiones que
no estaban directamente asociadas a la producción o a las ventas y que, algunas
veces, presentaban dificultades para medir el beneficio económico de realizarlas.
Gracias a las inversiones ejecutadas en relación con el proyecto ISO 14000 en
Colorquímica S.A, hoy contamos con equipos de control ambiental, dispositivos y
adecuaciones locativas para el almacenamiento seguro de las sustancias químicas
y cobertura total en infraestructura para la prevención y contención de derrames
de éstas. Con esto hemos logrado cumplir los estándares aplicables y mejorar el
desempeño de nuestros procesos en aspectos ambientales.
El compromiso gerencial no sólo ha sido para la aprobación de las necesidades
de inversión sino también para el seguimiento directo a los objetivos ambientales,
logrando en el personal de la compañía concientización sobre la importancia de
la gestión ambiental.
Hace parte del seguimiento la realización de visitas gerenciales bimestrales a las
áreas, en las cuales el gerente general se acerca a las personas en su sitio de trabajo e indaga sobre sus conocimientos y prácticas en temas de gestión ambiental,
calidad, seguridad y productividad. Esta actividad se convirtió en un aspecto motivador para los diferentes niveles de responsabilidad en la compañía, dado que es
una oportunidad de ser reconocidos directamente en su gestión y de expresar
sus necesidades y limitaciones inmediatas, lo que a su vez les genera compromiso
hacia el logro de los objetivos.
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la industria química.
Caso de implantación: Colorquímica S.A.
99
Equipo de trabajo: Las personas necesias
en los roles requeridos
El proyecto estuvo adscrito a la Gerencia de Planeación y Proyectos y liderado
por la Dirección del Sistema de Gestión Integral.
El equipo se conformó de la siguiente forma: Líder del proyecto. Se trató del director del Sistema de Gestión Integral, ingeniero de procesos diplomado en ISO 14000 y especialista en Gerencia de Proyectos, con una experiencia de cuatro años en sistemas de gestión.
Equipo de trabajo funcional. Son las personas que trabajan en las áreas de
Gestión de Calidad, Seguridad industrial, Gestión Ambiental y Productividad. Para
efectos del proyecto esta participación fue especialmente conveniente, en la medida en que se logró la cooperación y sinergia de las diferentes áreas en términos
de sus responsabilidades asociadas al proyecto, así:
Gestión de Calidad: coordinación de las acciones relacionadas con el establecimiento de la documentación, indicadores y acciones de mejora asociadas al proyecto.
Seguridad Industrial: realización de las actividades necesarias para lograr una preparación y respuesta a emergencias al interior y exterior de la compañía, en términos ambientales y de seguridad.
Productividad: participó en la estrategia de difusión al personal operativo, a través
de las actividades de los pequeños equipos de trabajo que trae consigo la metodología TPM.
Las principales funciones realizadas en el proyecto:
Diseñar el cronograma del proyecto y hacerle seguimiento.
• Coordinar el equipo de trabajo.
• Presentar informes de avance y solicitar los recursos necesarios a la gerencia general.
• Aportar su experiencia en la metodología de implantación de sistemas de
gestión.
Coordinador del proyecto. Se trató del jefe de Gestión Ambiental, con formación como ingeniero sanitario y diplomado en ISO 14000 y 9000, además de
tener cuatro años de experiencia en gestión ambiental. En la estructura funcional
de la compañía hace parte de la Dirección de Sistemas de Gestión.
Sus funciones en el proyecto fueron:
• Coordinar la ejecución del cronograma del proyecto.
• Validar los proyectos de infraestructura en términos ambientales.
100
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
• Elaborar la matriz legal ambiental.
• Coordinar mejoras requeridas para el logro de los objetivos del proyecto.
Practicante en ISO 14000. Dependió directamente del coordinador del proyecto. En cuanto a las necesidades de formación, podía ser practicante de Ingeniería Ambiental o de Procesos.
Sus funciones eran:
• Hacer seguimiento a la implantación del proyecto en las diferentes áreas
de la compañía.
• Elaborar documentación requerida por el proyecto con cobertura general.
• Coordinar las actividades de los líderes ambientales.
Practicante de gestión ambiental. Dependió también del coordinador del
proyecto. Se trató de un practicante de Tecnología en Saneamiento Ambiental que
desarrolló las funciones de:
• Recolectar inicialmente datos de consumo de recursos por área y
residuos.
• Implantar y hacer seguimiento a los programas ambientales de cumplimiento legal como PMIRS (Manejo integral de residuos sólidos), PUEYRA
(Uso eficiente y racional del agua), URE (Uso racional de la energía) y
PMSQ (Manejo seguro de químicos).
Asesor en ISO 14000. Fue el encargado de dar directrices metodológicas específicas en la implantación del proyecto y de evaluar el cumplimiento de la norma
a través de auditorías internas a procesos críticos
Compromiso de todo el personal: programa
de líderes y entrenamientos
Para el logro de los objetivos trazados por la empresa en un proceso de certificación fue determinante lograr un cambio de cultura organizacional y una dinámica
de aprendizaje a nivel general y, dado que es un proceso que se lleva a cabo entre
personas, el criterio de direccionamiento de los recursos de capacitación y concientización partió efectivamente de esta base.
Se planificaron de forma efectiva los procesos productivos y de apoyo, se integraron
los sistemas, se buscó motivación, se aseguró acompañamiento permanente en la
implementación, evaluación y mejora de cada proceso y, finalmente, se logró que
los colaboradores fueran constructores, actores y dueños de sus actividades, de
manera integral. Es así como surgió la estrategia de formar tres grupos de líderes,
identificados como representantes de cada proceso y, a la vez, pregoneros convencidos de los sistemas de gestión. Estos grupos se denominaron: a) grupo de líderes
de calidad, b) grupo de líderes de seguridad y c) grupo de líderes de ambiental.
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la industria química.
Caso de implantación: Colorquímica S.A.
101
La principal dinámica de trabajo estuvo fundamentada en la capacitación periódica
(quincenal), y la correspondiente transmisión de conocimientos en sus áreas.También se realizaron actividades lúdicas, en las que se sensibilizó a todo el personal,
logrando motivar un cambio de actitud, y se generaron medios que facilitaron la
participación activa y permanente de todas las personas en los diferentes programas ambientales, no sólo al interior de la organización, sino como ciudadanos
responsables de la educación de las nuevas generaciones.
Los proveedores de servicios también fueron involucrados en el compromiso
ambiental y de seguridad, por medio de un proceso inducción general como prerrequisito para el desarrollo de sus labores.
El nuevo personal que actualmente se vincula a la empresa también recibe una
formación integral en los sistemas de gestión, con el fin de aportar socialmente y
prevenir los accidentes e impactos ambientales que se puedan derivar del desarrollo de su rol.
Por medio de la estrategia que se acaba de describir se logró impactar la participación y coparticipación responsable de todas las personas que interactúan con
la organización.
Compromiso de mandos medios: asumir
el proyecto con responsabilidad
El compromiso de los jefes de área se constituyó en un fuerte apoyo para el logro
de los resultados del proyecto (conocimiento de sus funciones y responsabilidades), que desde la perspectiva ambiental cambiaron la dimensión administrativa
y operacional posibilitando el impulso de la conciencia ambiental en el personal
a cargo en todos sus procesos, desde la motivación en la generación de acciones
de mejora orientadas a la prevención de la contaminación y el uso irracional de
los recursos hasta el control operacional estandarizado desde las perspectivas de
calidad, seguridad, productividad y medio ambiente en cada uno de ellos.
Se detectaron además, para los diferentes roles, las responsabilidades como administradores de contratos y la incidencia ambiental en la toma de desiciones.
Los jefes se convirtieron en actores principales de los cambios y las nuevas alternativas de mejor trabajo en sus equipos y lo más importante es que asumieron el
rol de responsables de los sistemas de gestión, en los que el equipo de trabajo del
Sistema de Gestión Integral se convirtió en facilitador de la evolución y mejoramiento de cada uno de los procesos.
Asesorías externas
¿Cómo sacar adelante un proyecto como la implementación de ISO 14000 sin contar con el conocimiento de los expertos? Cuando se cuenta con el compromiso, los
objetivos claros, el orden de la planificación y el conocimiento de la organización, es
102
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
conveniente pensar que un proyecto de certificación se lleve a cabo con el apoyo
de personas y/o empresas expertas. Nuestro caso no fue la excepción.
Durante el camino para alcanzar la validación del sistema de gestión ambiental por
parte de un ente externo (en nuestro caso ICONTEC), encontramos que con la
fortaleza del conocimiento específico del tema y la experiencia de los asesores
de diversas organizaciones se pudo interpretar en forma pertinente y adecuada
el conocimiento de la organización y se logró agilizar la toma de decisiones en
cuanto a la adopción de metodologías como herramientas de implementación, lo
que finalmente incidió en el logro de los resultados en el tiempo estimado.
Colorquímica contó con la asesoría de dos empresas: SGI (Servicios de Gestión Integral), mediante el acompañamiento del ingeniero químico Diego Ramírez,
proporcionando lineamientos conceptuales y metodológicos en la implantación
general del Sistema de Gestión Ambiental y la formación en auditores internos integrales (ISO 9000 – ISO 14000) y SURATEP, mediante el tecnólogo en seguridad
e higiene ocupacional Guillermo Villa, dando lineamientos para la implementación
del principal programa ambiental de la estructura, llamado “Programa de Manejo
Seguro de Sustancias Químicas”.
Apoyo de otras áreas de la organización:
Ingeniería y Logística
Además del compromiso gerencial, de los jefes de área y de todo el personal en
general, se contó con el apoyo de las áreas en las que se identificó autoridad y conocimiento en temas relevantes. Así, el área de ingeniería se encargó de la contratación y administración en la construcción, de mejoras y nuevas infraestructuras
como sistemas de prevención y control ambiental. Por su parte, el área de logística lideró la gestión con clientes y proveedores para lograr sinergia y compromiso
hacia la responsabilidad ambiental, con base en el decreto 1609/025, normatividad
colombiana vigente para el transporte de sustancias químicas peligrosas.
Lecciones aprendidas
El proyecto ISO 14000 fue un proyecto cuyo plan de implementación en Colorquímica S.A se llevó a cabo en dos años. A partir de un proyecto de tal duración
se recogen lecciones aprendidas que son importantes para quienes deseen iniciar
un proyecto de sistema de gestión ambiental.
1. Asesoría en la implementación del proyecto. Es muy conveniente
contar con un asesor externo, incluso teniendo al interior de la organización personas con conocimientos en sistemas de gestión y en el área
técnica ambiental. El intento de realizar el proyecto de manera autónoma
implicó retrasos y reprocesos, dado que cada sistema de gestión tiene
particularidades que pueden ser llevadas a cabo fácilmente con la asesoría
de un experto en el tema, conocedor del sector industrial.
Sistema de gestión ambiental como estrategia de competitividad en la industria química.
Caso de implantación: Colorquímica S.A.
103
2. Practicante ISO 14000. Si bien es un recurso útil para las empresas
contar con practicantes para el desarrollo de sus proyectos, el cambio de
practicante en el rol de ISO 14000 implicó una inversión en el tiempo de
inducción de dos meses aproximadamente y otros dos meses para adquirir dominio del rol por parte de los estudiantes que cumplieron la función,
tiempo significativo para un proyecto de dos años con cambio semestral
de practicantes. Luego de dos períodos, finalmente se optó por prorrogar
el contrato del practicante ISO 14000 hasta la finalización del proyecto.
Esta situación no aplicó para los otros practicantes, dado que sus funciones eran relativamente operativas y por lo tanto no implicaban un largo período de adaptación.
Luego del esfuerzo se obtienen los resultados
• Certificación de reconocimiento internacional.
• Tendencia a la mejora a lo largo de 2006 en los indicadores de impactos
ambientales: Consumo de agua, consumo de energía y residuos sólidos
• Conformidad legal al 100%
Beneficios para las partes interesadas
• Para los proveedores. Tranquilidad de entregar sus productos a una
compañía responsable con el medio ambiente.
• Para las autoridades. Mayor confianza respecto a cumplimiento de la
legislación ambiental por parte de la organización, recepción proactiva de
información sobre sus impactos ambientales y propósito de mejoramiento
continuo de su desempeño.
• Para la comunidad vecina. Transparencia y confianza en la operación
de la organización y canales de comunicación permanentes, además de la
tranquilidad de estar incluidos dentro de nuestros planes de prevención y
atención de emergencias.
• Para los clientes. La confianza de contar con un proveedor con estándares ambientales de clase mundial, con capacidad de asesoría en el manejo
ambiental de sus materias primas.
• Para el medio ambiente. Sinergia en responsabilidad ambiental.
Hacia el futuro
• Reconocimiento externo de la compañía por su gestión ambiental.
• Estabilidad en las relaciones comerciales a partir de la confiabilidad en toda
la cadena.
• Productos y procesos cada vez más responsables con el medio ambiente.
104
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
• Aportar al mejoramiento de la calidad de vida de la sociedad a través de una
cultura de protección ambiental en nuestros empleados y sus familias
REFERENCIAS
1. INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. [online]. s.l. : ISO,
2007. [Citado noviembre 2007]. URL disponible en: <http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/management_standards/iso_9000_iso_14000.htm>
2. MINISTERIO DE ECONOMÍA DE ESPAÑA y COMUNIDAD ECONÓMICA EUROPEA. TPM- Total Productive Management. [online]. España: El Ministerio, 2007. [Citado
noviembre 2007]. URL disponible en: <http://www.itcl.es/ificheros/TPM.pdf>
3. OHSAS. The BS8800 OHSAS and OSHA Health and Safety Management Group.
Health and Safety - OHSAS 18001. [online]. Barrow, Cumbria: OHSAS, 2007. [Citado
noviembre 2007]. URL disponible en: <http://www.osha-bs8800-ohsas-18001-healthand-safety.com/>
4. ARVESON, Paul. What is the Balanced Scorecard?. [online]. Washington: Balanced
Scorecard Institute, 1998. [Citado noviembre 2007]. URL disponible en: <http://www.
balancedscorecard.org/basics/bsc1.html>
5. COLOMBIA. MINISTERIO DE TRANSPORTE. Decreto No. 1609 del 31 jul,2002.
Por el cual se reglamenta el manejo y transporte terrestre automotor de mercancías
peligrosas por carretera. Bogotá: El Ministerio, s.f.
Producción + Limpia
POLÍTICA EDITORIAL
La publicación Producción + Limpia una publicación semestral editada por Área
Metropolitana y la Corporación Universitaria Lasallista, encargada de difundir las
actividades de investigación, innovación y desarrollo que se realiza en el tema de
la Producción más Limpia, en el ámbito regional, nacional e internacional.
Es el comité editorial, el encargado de evaluar los conceptos de los pares y de
decidir sobre el material a publicar. La revista Producción + Limpia comunicará a los autores el resultado de la decisión sobre la solicitud de publicación.
Los artículos enviados a nuestra revista deberán ser originales e inéditos, a menos que el comité editorial autorice lo contrario. Por razones de estilo, la revista
Producción + Limpia se reserva el derecho de editar los textos, sin cambiar
el sentido del artículo.
INSTRUCCIONES PARA AUTORES
Tipo de material que se recibe para publicación
Editorial. Es la sección en que se expresan opiniones, reflexiones sobre temas
de interés, o relacionados con la misma revista. Generalmente los autores son de
la Corporación Universitaria Lasallista o del Área Metropolitana.
Artículo de investigación científica y tecnológica. Incluye hallazgos de investigaciones. Deben estar estructurados en las siguientes partes: Introducción,
materiales y métodos, resultados y discusión. Al principio del artículo el autor
presentará un resumen de máximo 250 palabras, además de las palabras clave en
español y en inglés. Se permite como máximo que el artículo lleve 5 entre gráficas
y tablas. Tendrán en texto entre 10 y 15 hojas a doble espacio.
Artículo corto. Esta sección incluye los artículos limitados a 1000 palabras.
Generalmente son informes preliminares o hallazgos colaterales de proyectos de
investigación.Tiene la misma estructura de los artículos originales, y la restricción
entre tablas y gráficas es de 2. El resumen y palabras claves seguirán el formato
de los artículos originales.
Revisión de tema. Son revisiones críticas de un tema. Está dividido de acuerdo
al contenido del mismo, pero siempre tendrá: introducción, conclusiones, así
como el resumen no estructurado de 100 palabras y las palabras clave en español
y en inglés. Tiene la restricción de 5 entre gráficas y tablas.
106
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Artículo de reflexión. En esta sección se reciben artículos que reflexionan sobre un tema relacionado o no con la investigación. Se sigue el mismo formato de
los artículos de revisión, pero se recomienda que sean más cortos.
Traducción. Esta sección reproduce los artículos que han influido en el desarrollo de la investigación y desarrollo en el tema de producción más limpia. El
resumen y palabras claves seguirán el formato de los artículos de revisión.
Reportes de caso. Presenta los resultados de un estudio sobre una situación
particular con el fin de dar a conocer las experiencias técnicas y metodológicas
consideradas en un caso específico. Incluye una revisión comentada de la literatura sobre casos análogos. Su estructura es igual a la de los artículos de revisión.
Noticia. Se incluirán reportes de eventos o actividades relacionadas con actividades de investigación, desarrollo e innovación.
Actualidad. Se mostrarán en esta sección aquellos artículos cuya función principal sea ilustrar sobre temas de interés del momento. Su estructura es igual a la
de los artículos de revisión.
Cartas al Editor. Con esta sección se pretende estimular la retroalimentación
entre el comité editorial y los usuarios de la revista. Se espera que sirva de foro
de discusión de tópicos de interés tratados en la publicación. Las cartas contendrán un título, un texto, la afiliación institucional del autor, y si es necesario las
referencias.
Resúmenes. Son resúmenes hasta 300 palabras de los trabajos de investigación
que no se publican en toda su extensión.
Instrucciones para la presentación de artículos
Portada
Es esencial que en la primera página aparezca la siguiente información:
• Título del artículo: debe ser conciso pero informativo, no debe tener
más de 80 caracteres.
• Lista de autores con los nombres completos y apellidos en el orden
en que debe aparecer.
Se complementará esta información con los grados académicos, cargo
e institución donde labora. Adicionalmente el autor principal dará un email, para la correspondencia de editores y lectores.
107
Resumen y palabras clave en español
En la segunda página se presentará un resumen en español. En el caso de artículos originales y artículos originales breves, el resumen deberá ser estructurado y
tendrá como máximo 250 palabras. Se debe indicar específicamente: introducción,
objetivo, materiales y métodos, resultados y principales conclusiones.
Para los artículos de revisión, ensayos, aspectos metodológicos y clásicos, el resumen no es estructurado y se hará en menos de 100 palabras.
En todos los casos, los autores deben dar entre tres y seis palabras clave que
mejor identifiquen el tema.
Título, resumen y palabras clave en inglés
La tercera página corresponde a la traducción al inglés del título, resumen, y
palabras clave.
Texto del artículo
Esta parte se inicia en la cuarta página del manuscrito. Cuando el artículo es un
reporte de investigación deberá tener estas partes:
• Introducción: el autor debe establecer el propósito del estudio, resumir
su fundamento lógico, mencionando algunas referencias pertinentes.
• Materiales y métodos: esta sección incluirá la selección de procedimientos para el trabajo experimental, y se identificarán los métodos, equipos y procedimientos con suficiente detalle para permitir su reproducción.
Los procedimientos matemáticos y estadísticos también se describirán
con detalle.
• Resultados: deben presentarse en secuencia lógica, con sus respectivas
tablas y gráficas, que deben ser comentadas en sus principales hallazgos en
el texto.
• Discusión: en ésta sección los autores enfatizan los aspectos más importantes del estudio, y se comparan con los resultados de otras investigaciones similares. Se debe evitar concluir situaciones que no estén apoyadas en
los hallazgos.
• Conclusiones: anotar una o más conclusiones que se desprenden del
estudio.
• Agradecimientos: en ésta sección aparecerán: las colaboraciones por
trabajo que no justifica la autoría, la ayuda técnica recibida, las ayudas financieras, y el material de apoyo. Referencias
Las referencias bibliográficas deben ubicarse en el texto con el número correspondiente en forma de superíndice, en el orden de aparición de citación. La sec-
108
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
ción de referencias se presentará en hojas separadas del texto, estará numerada
en forma consecutiva de acuerdo al orden de citación del material documental.
La Revista Producción + Limpia sigue la Norma 1307 del ICONTEC para la
presentación de referencias bibliográficas. A continuación se da algunos ejemplos
de la forma de presentación de las mismas:
Revistas: APELLIDO, Autor/es. Título del artículo. En: Nombre de la revista.Vol._
__, No.___ (mes año); p. inicial-final.
Nota: cuando sean más de 3 autores, poner el primero y agregar: et al.
Libros y revisiones: APELLIDO, Autor/es.Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año. ___ p.(número de páginas) Nota: La
primera edición no es necesario consignarla. La edición siempre se pone en números arábigos y abreviatura: 2ª ed..- 2nd ed. Si la obra estuviera compuesta por
más de un volumen, debemos citarlo a continuación del título del libro Vol. 3.
Capítulo de libro: APELLIDO, Autor/es del capítulo.Título del capítulo. En: APELLIDO, Director/ Recopilador del libro. Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año. p.página inicial-final del capítulo.
Si el capítulo es del mismo autor del libro:
APELLIDO, Autor/es del capítulo. Título del capítulo. En: __________________
__ Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año.
p.página inicial-final del capítulo.
Ponencia presentada a una reunión académica: APELLIDO, Autor/es de la
Comunicación/Ponencia. Título de la Comunicación/Ponencia. En: TÍTULO OFICIAL DEL CONGRESO (Mes:año:ciudad). Lugar de Publicación: Editorial; año.
p.página inicialfinal de la comunicación/ponencia.
Nota: Es frecuente que la fecha y ciudad de celebración forman parte del título
del Congreso. Esta misma estructura se aplica a Jornadas, Simposios, Reuniones
Científicas, etc.
Autor corporativo: se escribe en forma completa, con mayúscula sostenida, tal
como aparece en el libro, folleto o revista. Ej.: CORPORACIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA
Cuando el autor corporativo sea una entidad gubernamental a través de la cual
se ejerzan funciones legislativas, ejecutivas o judiciales, se cita primero el nombre
del país, departamento, municipio o jurisdicción, seguido del nombre de la entidad. Ej.: COLOMBIA. MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL
Tesis y otros trabajos de grado: APELLIDO, Autor/es. Título de la tesis o
trabajo de grado: subtítulo. Ciudad, año de presentación, paginación o números
de volúmenes. Designación de trabajo de grado (título académico). Institución. Facultad. Departamento o Área.
109
Informe científico o técnico: APELLIDO, Autor/es. Título del informe. Lugar
de publicación, año, __ p: Organismos/ Agencia editora. Número o serie identificativa del informe.
Artículo de periódico: APELLIDO, Autor del artículo. Título del artículo. Nombre del periódico. (Mes: año: ciudad). página columna.
Material audiovisual: APELLIDO,Autor/es.Título del material [tipo de soporte:
video, CD-ROM, etc]. Lugar de edición: Editorial, año.
Documentos legales: País, Ministerio de ____. Título de la ley. (Nombre del
diario oficial, fecha, año de publicación).
Escritos clásicos: APELLIDO, Autor. Título de la obra: Acto, escena, párrafo. Título del libro. Lugar de publicación en idioma original; año.
Material no publicado: APELLIDO, Autor/es. Título del artículo. Nombre de la
revista. (año); En prensa.
Referencia de Internet: APELLIDO, Autor. Nombre de la referencia [on line]. Ciudad: editorial, día mes, año. [citado día mes año] URL disponible en: http://
www.(nombre de la página).htm o (correo electrónico)
Artículo de revista en Internet: APELLIDO, Autor.Título. Nombre de la revista [on line]. Ciudad: editorial, día, mes, año.Vol. __, No.___. [fecha de acceso] URL
disponible en: http://www.(nombre de la página).htm o (correo electrónico)
Cuando haya dos o más referencias de un mismo autor, se ordenan alfabéticamente a partir de la letra inicial del título (sin tener en cuenta el artículo inicial). El nombre del autor no se repite en las referencias que siguen a la primera y se
sustituye por una línea de ocho rayas continuas (________).
Ejemplo:
PÉREZ CARMONA, Rafael. Auxiliar para diseño y construcción de alcantarillado. Bogotá : Escala, 1978. p. 129
________ Diseño de redes hidráulicas y desagües. Bogotá : Escala, 1982. p.
134
En caso de que se repitan el autor y el título, éstos se sustituyen por dos líneas de
ocho rayas continuas cada una ( ________ . ________ ), conservando la puntuación que separa autor y título. Las referencias se ordenan cronológicamente,
colocando en primer lugar la más reciente.
Ejemplo:
PÉREZ CARMONA, Rafael. El agua. 2 ed. Bogotá : Escala, 1987. p. 123
________ . ________ Bogotá : Escala, 1986. p. 102
110
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Nota de pie de página:
Ibid. Se usa cuando una obra se cita más de una vez, en forma consecutiva. Ésta
se escribe seguida de una coma y luego se agregan los números de las páginas
correspondientes, precedidos de la letra p. Ejemplo: Ibid., p. inicial-final
Op. Cit. Se usa para citar un autor que ha sido mencionado en párrafos anteriores, pero no en la referencia inmediatamente anterior Ésta se escribe a continuación del apellido del autor separada de éste por una coma y luego se agregan los
números de las páginas correspondientes precedidos de la letra p. antecedidos
por una coma: APELLIDO, Op. Cit., p. inicial-final
Cuando sea necesario citar varias veces dos obras distintas de un mismo autor,
al usar la abreviatura Op. Cit., se agrega el apellido del autor y el título de la obra
a la cual se refiere la cita, separada de aquel por una coma: APELLIDO, Título del
libro o artículo, Op. Cit., p. inicial-final
CORRESPONDENCIA
Dirija su correspondencia a:
Editor
Revista Producción + Limpia
Corporación Universitaria Lasallista
Carrera 51 118 Sur 57
Caldas (Antioquia)
PBX: (0*4) 300 02 00 Ext 136
Fax: (0*4) 300 02 00 Ext 184
e-mail: [email protected]
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actividades de investigación, innovación y desarrollo que se realiza en el tema de
la Producción más Limpia, en el ámbito regional, nacional e internacional.
Es el comité editorial, el encargado de evaluar los conceptos de los pares y de
decidir sobre el material a publicar. La revista Producción + Limpia comunicará a los autores el resultado de la decisión sobre la solicitud de publicación.
Los artículos enviados a nuestra revista deberán ser originales e inéditos, a menos que el comité editorial autorice lo contrario. Por razones de estilo, la revista
Producción + Limpia se reserva el derecho de editar los textos, sin cambiar
el sentido del artículo.
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Tipo de material que se recibe para publicación
Editorial. Es la sección en que se expresan opiniones, reflexiones sobre temas
de interés, o relacionados con la misma revista. Generalmente los autores son de
la Corporación Universitaria Lasallista o del Área Metropolitana.
Artículo de investigación científica y tecnológica. Incluye hallazgos de investigaciones. Deben estar estructurados en las siguientes partes: Introducción,
materiales y métodos, resultados y discusión. Al principio del artículo el autor
presentará un resumen de máximo 250 palabras, además de las palabras clave en
español y en inglés. Se permite como máximo que el artículo lleve 5 entre gráficas
y tablas. Tendrán en texto entre 10 y 15 hojas a doble espacio.
Artículo corto. Esta sección incluye los artículos limitados a 1000 palabras.
Generalmente son informes preliminares o hallazgos colaterales de proyectos de
investigación.Tiene la misma estructura de los artículos originales, y la restricción
entre tablas y gráficas es de 2. El resumen y palabras claves seguirán el formato
de los artículos originales.
Revisión de tema. Son revisiones críticas de un tema. Está dividido de acuerdo
al contenido del mismo, pero siempre tendrá: introducción, conclusiones, así
como el resumen no estructurado de 100 palabras y las palabras clave en español
y en inglés. Tiene la restricción de 5 entre gráficas y tablas.
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Artículo de reflexión. En esta sección se reciben artículos que reflexionan sobre un tema relacionado o no con la investigación. Se sigue el mismo formato de
los artículos de revisión, pero se recomienda que sean más cortos.
Traducción. Esta sección reproduce los artículos que han influido en el desarrollo de la investigación y desarrollo en el tema de producción más limpia. El
resumen y palabras claves seguirán el formato de los artículos de revisión.
Reportes de caso. Presenta los resultados de un estudio sobre una situación
particular con el fin de dar a conocer las experiencias técnicas y metodológicas
consideradas en un caso específico. Incluye una revisión comentada de la literatura sobre casos análogos. Su estructura es igual a la de los artículos de revisión.
Noticia. Se incluirán reportes de eventos o actividades relacionadas con actividades de investigación, desarrollo e innovación.
Actualidad. Se mostrarán en esta sección aquellos artículos cuya función principal sea ilustrar sobre temas de interés del momento. Su estructura es igual a la
de los artículos de revisión.
Cartas al Editor. Con esta sección se pretende estimular la retroalimentación
entre el comité editorial y los usuarios de la revista. Se espera que sirva de foro
de discusión de tópicos de interés tratados en la publicación. Las cartas contendrán un título, un texto, la afiliación institucional del autor, y si es necesario las
referencias.
Resúmenes. Son resúmenes hasta 300 palabras de los trabajos de investigación
que no se publican en toda su extensión.
Instrucciones para la presentación de artículos
Portada
Es esencial que en la primera página aparezca la siguiente información:
• Título del artículo: debe ser conciso pero informativo, no debe tener
más de 80 caracteres.
• Lista de autores con los nombres completos y apellidos en el orden
en que debe aparecer.
Se complementará esta información con los grados académicos, cargo
e institución donde labora. Adicionalmente el autor principal dará un email, para la correspondencia de editores y lectores.
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Resumen y palabras clave en español
En la segunda página se presentará un resumen en español. En el caso de artículos originales y artículos originales breves, el resumen deberá ser estructurado y
tendrá como máximo 250 palabras. Se debe indicar específicamente: introducción,
objetivo, materiales y métodos, resultados y principales conclusiones.
Para los artículos de revisión, ensayos, aspectos metodológicos y clásicos, el resumen no es estructurado y se hará en menos de 100 palabras.
En todos los casos, los autores deben dar entre tres y seis palabras clave que
mejor identifiquen el tema.
Título, resumen y palabras clave en inglés
La tercera página corresponde a la traducción al inglés del título, resumen, y
palabras clave.
Texto del artículo
Esta parte se inicia en la cuarta página del manuscrito. Cuando el artículo es un
reporte de investigación deberá tener estas partes:
• Introducción: el autor debe establecer el propósito del estudio, resumir
su fundamento lógico, mencionando algunas referencias pertinentes.
• Materiales y métodos: esta sección incluirá la selección de procedimientos para el trabajo experimental, y se identificarán los métodos, equipos y procedimientos con suficiente detalle para permitir su reproducción.
Los procedimientos matemáticos y estadísticos también se describirán
con detalle.
• Resultados: deben presentarse en secuencia lógica, con sus respectivas
tablas y gráficas, que deben ser comentadas en sus principales hallazgos en
el texto.
• Discusión: en ésta sección los autores enfatizan los aspectos más importantes del estudio, y se comparan con los resultados de otras investigaciones similares. Se debe evitar concluir situaciones que no estén apoyadas en
los hallazgos.
• Conclusiones: anotar una o más conclusiones que se desprenden del
estudio.
• Agradecimientos: en ésta sección aparecerán: las colaboraciones por
trabajo que no justifica la autoría, la ayuda técnica recibida, las ayudas financieras, y el material de apoyo. Referencias
Las referencias bibliográficas deben ubicarse en el texto con el número correspondiente en forma de superíndice, en el orden de aparición de citación. La sec-
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ción de referencias se presentará en hojas separadas del texto, estará numerada
en forma consecutiva de acuerdo al orden de citación del material documental.
La Revista Producción + Limpia sigue la Norma 1307 del ICONTEC para la
presentación de referencias bibliográficas. A continuación se da algunos ejemplos
de la forma de presentación de las mismas:
Revistas: APELLIDO, Autor/es. Título del artículo. En: Nombre de la revista.Vol._
__, No.___ (mes año); p. inicial-final.
Nota: cuando sean más de 3 autores, poner el primero y agregar: et al.
Libros y revisiones: APELLIDO, Autor/es.Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año. ___ p.(número de páginas) Nota: La
primera edición no es necesario consignarla. La edición siempre se pone en números arábigos y abreviatura: 2ª ed..- 2nd ed. Si la obra estuviera compuesta por
más de un volumen, debemos citarlo a continuación del título del libro Vol. 3.
Capítulo de libro: APELLIDO, Autor/es del capítulo.Título del capítulo. En: APELLIDO, Director/ Recopilador del libro. Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año. p.página inicial-final del capítulo.
Si el capítulo es del mismo autor del libro:
APELLIDO, Autor/es del capítulo. Título del capítulo. En: __________________
__ Título del libro. Edición. Lugar de publicación en idioma original: Editorial; año.
p.página inicial-final del capítulo.
Ponencia presentada a una reunión académica: APELLIDO, Autor/es de la
Comunicación/Ponencia. Título de la Comunicación/Ponencia. En: TÍTULO OFICIAL DEL CONGRESO (Mes:año:ciudad). Lugar de Publicación: Editorial; año.
p.página inicialfinal de la comunicación/ponencia.
Nota: Es frecuente que la fecha y ciudad de celebración forman parte del título
del Congreso. Esta misma estructura se aplica a Jornadas, Simposios, Reuniones
Científicas, etc.
Autor corporativo: se escribe en forma completa, con mayúscula sostenida, tal
como aparece en el libro, folleto o revista. Ej.: CORPORACIÓN UNIVERSITARIA LASALLISTA
Cuando el autor corporativo sea una entidad gubernamental a través de la cual
se ejerzan funciones legislativas, ejecutivas o judiciales, se cita primero el nombre
del país, departamento, municipio o jurisdicción, seguido del nombre de la entidad. Ej.: COLOMBIA. MINISTERIO DE EDUCACIÓN NACIONAL
Tesis y otros trabajos de grado: APELLIDO, Autor/es. Título de la tesis o
trabajo de grado: subtítulo. Ciudad, año de presentación, paginación o números
de volúmenes. Designación de trabajo de grado (título académico). Institución. Facultad. Departamento o Área.
109
Informe científico o técnico: APELLIDO, Autor/es. Título del informe. Lugar
de publicación, año, __ p: Organismos/ Agencia editora. Número o serie identificativa del informe.
Artículo de periódico: APELLIDO, Autor del artículo. Título del artículo. Nombre del periódico. (Mes: año: ciudad). página columna.
Material audiovisual: APELLIDO,Autor/es.Título del material [tipo de soporte:
video, CD-ROM, etc]. Lugar de edición: Editorial, año.
Documentos legales: País, Ministerio de ____. Título de la ley. (Nombre del
diario oficial, fecha, año de publicación).
Escritos clásicos: APELLIDO, Autor. Título de la obra: Acto, escena, párrafo. Título del libro. Lugar de publicación en idioma original; año.
Material no publicado: APELLIDO, Autor/es. Título del artículo. Nombre de la
revista. (año); En prensa.
Referencia de Internet: APELLIDO, Autor. Nombre de la referencia [on line]. Ciudad: editorial, día mes, año. [citado día mes año] URL disponible en: http://
www.(nombre de la página).htm o (correo electrónico)
Artículo de revista en Internet: APELLIDO, Autor.Título. Nombre de la revista [on line]. Ciudad: editorial, día, mes, año.Vol. __, No.___. [fecha de acceso] URL
disponible en: http://www.(nombre de la página).htm o (correo electrónico)
Cuando haya dos o más referencias de un mismo autor, se ordenan alfabéticamente a partir de la letra inicial del título (sin tener en cuenta el artículo inicial). El nombre del autor no se repite en las referencias que siguen a la primera y se
sustituye por una línea de ocho rayas continuas (________).
Ejemplo:
PÉREZ CARMONA, Rafael. Auxiliar para diseño y construcción de alcantarillado. Bogotá : Escala, 1978. p. 129
________ Diseño de redes hidráulicas y desagües. Bogotá : Escala, 1982. p.
134
En caso de que se repitan el autor y el título, éstos se sustituyen por dos líneas de
ocho rayas continuas cada una ( ________ . ________ ), conservando la puntuación que separa autor y título. Las referencias se ordenan cronológicamente,
colocando en primer lugar la más reciente.
Ejemplo:
PÉREZ CARMONA, Rafael. El agua. 2 ed. Bogotá : Escala, 1987. p. 123
________ . ________ Bogotá : Escala, 1986. p. 102
110
Producción + Limpia - Julio - Diciembre 2007 - Vol. 2 No. 2
Nota de pie de página:
Ibid. Se usa cuando una obra se cita más de una vez, en forma consecutiva. Ésta
se escribe seguida de una coma y luego se agregan los números de las páginas
correspondientes, precedidos de la letra p. Ejemplo: Ibid., p. inicial-final
Op. Cit. Se usa para citar un autor que ha sido mencionado en párrafos anteriores, pero no en la referencia inmediatamente anterior Ésta se escribe a continuación del apellido del autor separada de éste por una coma y luego se agregan los
números de las páginas correspondientes precedidos de la letra p. antecedidos
por una coma: APELLIDO, Op. Cit., p. inicial-final
Cuando sea necesario citar varias veces dos obras distintas de un mismo autor,
al usar la abreviatura Op. Cit., se agrega el apellido del autor y el título de la obra
a la cual se refiere la cita, separada de aquel por una coma: APELLIDO, Título del
libro o artículo, Op. Cit., p. inicial-final
CORRESPONDENCIA
Dirija su correspondencia a:
Editor
Revista Producción + Limpia
Corporación Universitaria Lasallista
Carrera 51 118 Sur 57
Caldas (Antioquia)
PBX: (0*4) 300 02 00 Ext 136
Fax: (0*4) 300 02 00 Ext 184
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