Post on 20-Dec-2014
description
1
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
“Ecología Industrial, Aplicación Integral del Desarrollo Sustentable”
© Dibujos: Rita Pinto da Freitas
Dra. Gemma CervantesGIEI, Grupo de Investigación en Ecología Industrial
UPIBI, UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA
IPN, Instituto Politécnico Nacional
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
TEMA 1.1
Concepto de la EI
EJERCICIO 1Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
2
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Ecoparque industrialParque ind. ecológico
Red ecoindustrialEcosistema industrial Desarrollo EcoindustrialParque, pol. ecoindustrial
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Qué es la Ecología Industrial
Un campo interdisciplinario(ingeniería, ecología, economía, gestión, derecho, etc.) para diseñar y hacer funcionar sistemas industriales como sistemas vivos, interdependientes con los naturales
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
3
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
5
DS
Protección ambiental
Viabilidad económica
Desarrollo social
RedesSinergias
Ciclos
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPNEJERCICIO 2.1
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
6
Final de tubería (1950,
Ecologistas)
Ecología Industrial
• La industria separada del medio
• Transmite los contaminantes de un medio a otro
• No produce beneficios económicos
• No potencia el ahorro de recursos
• Sistema industrial: todas las actividades humanas (turismo, transporte, agricultura, tecnologías, economía, política, planificación...)
• El sistema industrial como un ecosistema: relacionado con todo, flujos
• Una manera de introducir el DS de manera económicamente viable
P+L, Ecoeficiencia, .etc.
• Cambios en procesos productivos para reducir residuos
• Suponen un gran avance
• Siguen dirigiéndose a empresas e industrias individuales
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
4
ECOLOGÍA INDUSTRIALMaterial Flow Analysis
Life-cycle Methodology
Eco-efficiency
Energy Systems
Transportation and Logistics
Buildings and Infrastructure Systems
Environmentally Extended Input-Output Analysis
Life-cycle Management and Organization of Product Chains
Complex Systems and Agent Modeling
Scenario Development and Analysis
Eco-Industrial Development and Industrial Symbiosis
Eco-design: Products and Services for the Future
Managing End-of-life Products
Footprint Analysis, Reporting and Communication
Sustainable Water Systems
Sustainable Cities and Urban Metabolism
Industrial Ecology in Developing Countries
Sustainable Consumption and Behavior
Policy Intervention and Planning
Food and Agricultural Systems
INTERNATIONAL SOCIETY FOR INDUSTRIAL ECOLOGY
CONFERENCE2011
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIALEcología Industrial vs Simbiosis industrial
Ecología Industrial
Dibujos: Rita Pinto da Freitas
Dibujos: Rita Pinto da Freitas
Simbiosis Industrial
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Simbiosis industrial
Ecología Industrial
5
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Un mayor numero de entidades en la red promueve un aumento considerable de interrelaciones
Fuente: ERKMAN, RAMESWAY (2003) Applied Industrial Ecology. Bangalore: Aicra
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Criterios de sustentabilidad para la Ecología IndustrialMateriales
(agua)
Desmaterialización: Optimización recursos,
Disminución generación residuosReuso, reciclaje
Tender a ciclo cerradoNuevas tecnologías
Energía
EcoeficienciaEnergías renovables
Economía
Internalización de las externalidadesDiversificación de la economía
Tecnologías eficientes
Social
Distribución de recursosCreación de puestos de trabajo
Mejora en la calidad de los trabajosDisminución necesidades
Valoración diversidadTecnología descentralizada
Aumento del capital social localCercanía
EJERCICIO 2.2Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
6
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
1.2 Historia de la EI
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Hechos remarcables en la historia de la EI*• años 60’: discusión del concepto (no término)
• mitad de los 70: inicio término / UNEP
• años 70’ experiencias con concepto pero sin nombre (Japón, Bélgica, etc.)
• sep 1989: resurgimiento (término + concepto)R.Frosch,N.Gallopoulos Scientific American
• años 90: desarrollo EIP
• 1997: Journal of Industrial Ecology
•Finales 90’s Desarrollo EI en Asia
•2001: ISIEConferencia Inaugural ISIE
* ERKMAN S. (2001). Swiss Med. WKLY 131, 531-538 / ERKMAN,S. (1997), Journal of Cleaner Production 5, 1-10
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
7
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
1.3 Ecosistemas naturales:
modelo de los industriales
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Ciclo de materia: CERRADO Flujo de energía: ABIERTO
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
8
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Las redes alimentarias solo pueden tener un pequeño número de eslabones
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Los descomponedores: papel fundamentaldentro de los ecosistemas
EJERCICIO 3Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
9
ECOLOGÍA INDUSTRIALECOSISTEMA TIPO I (inicial)
ECOSISTEMA TIPO II (intermedio)
ECOSISTEMA TIPO III (madurez o equilibrio)
EJERCICIO 4Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
1.4 Legislación relacionada
con la EI
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
10
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
• Artículo 2.-En la formulación y conducción de la política en materia de prevención, valorización y gestión integral de los residuos a que se refiere esta Ley, la expedición de disposiciones jurídicas y la emisión de actos que de ella deriven, así como en la generación y manejo integral de residuos, según corresponda, se observarán los siguientes principios
• III. La prevención y minimización de la generación de los residuos, de su liberación al ambiente, y su transferencia de un medio a otro, así como su manejo integral para evitar riesgos a la salud y daños a los ecosistemas;
• VI. La valorización de los residuos para su aprovechamiento como insumos en las actividades productivas;
• VII. El acceso público a la información, la educación ambiental y la capacitación, para lograr la prevención de la generación y el manejo sustentable de los residuos;
• VIII. La disposición final de residuos limitada sólo a aquellos cuya valorización o tratamiento no sea económicamente viable, tecnológicamente factible y ambientalmente adecuada;
• XI. La producción limpia como medio para alcanzar el desarrollo sustentable,
• XII. La valorización, la responsabilidad compartida y el manejo integral de residuos, aplicados bajo condiciones de eficiencia ambiental, tecnológica, económica y social, en el diseño de instrumentos, programas y planes de política ambiental para la gestión de residuos.
LGPGIR. Principios EJERCICIO 5
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
TEMA 2: Ejemplos de Desarrollo
EcoindustrialDra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
11
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
21
Europa: Kalundborg
(Denmark) Styria (Austria) Ora Eco-Park
(Norway) Herning-ikast
(Denmark) Jyväskylä (Finland) Turku (Finland) etc.
Asia: Ulsan (Korea) Bugangan Baru
(Indonesia) Naroda (India) Ankleshwari IE
(India) Nandeseri IE (India) Calabarzon (the
Philippines) etc.
América: Tamaulipas(Mexico) Devens (USA) Burnside (Canada) Calgary (Canada) Quebec (Canada) Fairfield (Maryland,
USA) Brownsville (Texas,
USA) etc.
Ecosistemas industriales (incluyen Simbiosisind.) y/o simbiosis industriales
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Oceanía: Kwinanna (Australia) etc.
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
22
STATOILrefineria
Lago TISSø
Depósito de agua
ASNAES, ENERGI E2 central térmica
GYPROC A/SPaneles de yeso
AALBORG PORTLANDcementera
KALUNDBORG
Granja de truchas (Asnaes)
Granjas
A/S BIOTEKNISKJøRDRENS,SOIL REMBioremediación de suelos
NOVO NORDISK NOVOENZYMESbiotecnología
fangos
ResiduosDe pescado
yeast slutty (NovoSlam)
1976
Vapor1982
Vapor1982
crudo
yeso 1993
Vapor1981
Agua limpiaAgua residual tratada Agua residual caliente
cenizas (de carbónl)1979
DS
1987 1989
1961
1991 1973
1997
1998
yeso
biomasa
Dibujos: Rita Pinto da FreitasGráfico: Gemma CervantesBasado en: Asnaes,Statoil, Novonordisk, N.Gertler set 2001
Fiordos
Plataformapetrolífera
Agua de mar
UKrecuperación metales
Aguas residuales
Fertilizantes líquidos(Statoil)
(NH4)2S2O3
2000
depuradorabiológica
Ni, V
cenizas (de orimulsion)
CarbónOrimulsion1995
fangos
Fangoslimpios
Granja de fangos
NH3
pescados
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
12
ECOLOGÍA INDUSTRIALEcología Industrial en empresas biotecnológicas.
Sinergias con origen o final las empresas biotecnológica Novozymes A/S y Novo Nordisk A/S.
En Novozymes se producen enzimas a partir de harina de patata y de maíz. La biomasa residual es usada por más de 600 agricultores como fertilizante para los campos, lo que ha reducido casi en su totalidad el uso de fertilizantes químicos en el condado al que pertenece
Kalundborg.
La empresa biotecnológica Novo Nordisk A/S produce insulina a partir de azúcares y levaduras, la biomasa residual de la levadura se utiliza como alimento para ganado porcino sustituyendo en un 70% la proteína utilizada en el alimento para ganado porcino. En el año
2008 800,000 cabezas de ganado porcino fueron alimentados con este alimento de biomasa residual.
El agua residual de Novozymes es depurada en una planta de tratamiento propia hasta que alcanza los parámetros adecuados para ser enviada a la planta de tratamiento municipal. La
temperatura del agua es considerablemente alta lo que favorece el tratamiento posterior.
El vapor proveniente de la central térmica ASNAES es transportado a través de tuberías a las empresas Novo Nordisk A/S y Novozymes A/S, que lo utilizan para calentar los medios
de reacción y para esterilizar.
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Simbiosis Industrial en Kalundborg
Foto: A.Koenig, Ecoindustry
VIDEO:http://www.symbiosis.dk/en/video
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
13
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
25
Ahorro de recursosAgua subterránea: 1,9 mill. m3/añoAgua superficial: 1,0 mill. m3/añoPetróleo: 20,000 ton/añoYeso: 200,000 ton/año* A.Koenig, Ecoindustry, 2000
Ahorro de emisionesCO2: 155.000 ton (1997-2002)NOx, SO2 390 ton (1997-2002)Jacobsen 2006
Datos económicos:
Total inversión en 19 Proyectos: ~ 75 mill. US $Ahorros anuales: > 15 mill. US $Ahorros totales desde 1988: ~ 160 mill. US$* A.Koenig, Ecoindustry, 2000
Foto: A.Koenig, Ecoindustry
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Simbiosis Industrial de Kalundborg (Dinamarca)
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
DEVENS(Massachussets,
US),comunidad
ecoindustrial
• Planificación• Entorno, Industria, Comunidad
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
14
ECOLOGÍA INDUSTRIALDEVENS
(Massachussets, US)
Industria:-Simbiosis industrial
-Creación puestos trabajo-Integración industrias en el entorno natural-Relación de las industrias con la comunidad
Comunidad:- Creación servicios: escuelas, hospital, hoteles- “simbiosis industrial”: mercado de intercambio
- Formación y ocio- Intervención en las decisiones: entidades
Entorno:-Construcción sustentable
- recuperación de espacios naturales afectados- Implicación de la comunidad en la recuperación y cuidado del entorno natural
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Devens - Antes
Fotos: Devens Eco-efficiency Center
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
15
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Devens - Actualmente
Fotos: Devens Eco-efficiency Center
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Políticas nacionales de EI
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
16
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
• Japón, Eco-towns (1996)
• China, Economía Circular (política desde
2000, Ley de Economía Circular 2009)
• UK, NISP, National Industrial Symbiosis
Programme (2003)
• Corea (2003)
• Holanda (Ministro de Simbiosis Industrial,
política de SI)
• Brasil (Rio de Janeiro) (2002)
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Políticas nacionales de EI
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
La EI en México
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
17
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Corredor industrial
Tampico-Altamira
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
34
Sinergia de Subproductos en TamaulipasPromovido: Business Council for Sustainable Development-Gulf of Mexico (BCSD-GM)
(sección mexicana y americana)
21 industrias, 18 asociadas a la
AISTAC (Asociación de Industriales del sur de
Tamaulipas). Muchas con ISO 9000 y
algunas 14000
Espónsors: EPA, CEC (comisión de
cooperación ambiental de la NAFTA),
Fundación AVINA, Fundación Ford. Líder: Drtor Gral. GRUPO
PRIMEX (presidente BCSD-GM mexicana). Colaboran consultoras Hatch, Bechtel
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
1997-1999
18
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
• Plataformas ecológicas (grupo Tampico)
polietileno y polipropileno residual (134 t/año): paletas de carga de plástico
• Suelas de zapato de goma (Grupo PRIMEX):
PVC residual + residuos aceite quemados y negro humo residual: suelas de goma.
• Butadieno
butadieno residual de una empresa: combustible para reemplazar el gas natural de la otra.
• Escoria para producir cemento (Minera Autlan) Escoria (2 mill. Ton): producción de cemento
Sinergias en corredor Tampico-Altamira (1)
* 1999Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
19
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
• Ácido clorhídrico:
Reuso de corrientes de HCl: embotellarlo, a pequeña escala para venta como ácido muriático para usos domésticos y semiindustriales.
• Recuperación de CO2 (Cryoinfra)
sistema de recuperación de CO2 a partir de procesos de 4 industrias locales.
• Recuperación de polímeros con nitrógeno (Cryoinfra)
recuperación de plásticos: pulverización de plástico, resinas y aceites residuales (usando N2 líquido) y homogenización en un material de alta calidad.
• Bidones químicos (Industria Ecología del Golfo)
recuperación y reuso de bidones de productos químicos vacíos (6,500) de las industrias de Tampico.
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Sinergias en corredor Tampico-Altamira (2)
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
• Tricloruro de hierro (DUPONT)tricloruro de hierro como subproducto (70,000 t/año): floculante en el
tratamiento de aguas residuales
• Fibra de vidrio:fibra de vidrio residual de los intercambiadores de calor: recuperación e
investigación (CICATA-Altamira) para nuevos usos.
• Gasificación:Residuos: obtención de energía
• Aislantes para exteriores (Johns Manville) polímeros residuales de GEPlastics, PRIMEX, POLICYD y INDELPRO:
membranas impermeables para recubrimientos exteriores.
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Sinergias en corredor Tampico-Altamira (3)
20
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
2006Tesis doctoral: EI y Desarrollo
Sustentable. El Proyecto Sinergia de Subproductos en Altamira-
Tampico. G.Carrillo
UNIVERSIDAD DE BARCELONA
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
Seguimiento por parte del Grupo de
Investigación en Ecología Industrial
(GIEI)- IPN
2007
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Synergies Diagram in Altamira-Tampico industrial area (2007)
David Lule Chable,, Dra. Graciela Carrillo González, Dra. Gemma Cervantes Torre-Marín Jan/2011
Source:: Modified from G. Rodríguez, D. Sosa & G. Cervantes
Polycid
Building Company
Shoes manufacturing
Company A
Company B
Company F
Company E
Company D
Company C
Hazardous waste collection center
Wastewater treatment plant
Recycling facility
Ecología del GolfoSmelting
industry
Pig farm
Several companies
Cement industry
Carbon black dust
Residual PVC
Residual PE
Information
Residual PVC
hazardous substances drums
Mine tails
hazardous substances drums
Gas emisions
Empty chemical drums
Spent HCl
Spent HCl
Spent butadiene
hazardous substances drums
Residual PVC
Raw materialDescription
New sinergies proposals WasteWater
Intern process flowEnergy
Product
Residual flow
Gas emisions
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
21
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
2010-2012
Proyecto CONACYT: Factores determinantes para la Ecología Industrial
en un Sistema Complejo: El Corredor Industrial de Altamira-Tampico y el Valle de
Toluca”UAM-X, IPN
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
NHUMO, firm
AISTAC, local industrial association
UAM, University
IPN, university
22
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Otras experiencias en México
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
23
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
NISP REINO UNIDO (2003) http://www.nisp.org.uk/NISP MÉXICO (2008-2010) http://www.nisp.org.mx/NISP BRASIL (2010)
http://www.fiemg.org.br/Default.aspx?alias=www.fiemg.org.br/pbsi
• 201 compañías distintas• 5 talleres de simbiosis industrial• 2 talleres de energía e inventarios de GEI• Más de 2000 oportunidades de sinergias generadas• Sinergias activas: más de 1000• Con barreras: más de 700• Completas: 49
NISP-MxPrograma Nacional
de Simbiosis Industrial en México
Promotor: CONCAMIN, Gob. Británico, NISP-UK, Gob. Edo México
Colaboradores: CESPEDES, IPN
Localización: zona industrial de Lerma (Toluca)
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPNNISP MEXICO en Noviembre 2009- Fuente: M.BerguaDra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
24
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
47Fotos: G.Cervantes
JORNADAS ECOINDUSTRIALES • Abril 2006: 1ª Jornada Ecoindustrial
“Oportunidades para la Introducción de la EI en México” (GIEI)
• Junio 2007: 2ª Jornada Ecoindustrial “Como llevar a la práctica el Desarrollo Ecoindustrial en México” (GIEI-AISTAC)
• Nov 2007 3ª Jornada ecoindustrial (de ecoeficiencia) (GIEI-AISTAC)
• Nov 2008 Testimonios de ecoeficiencia (GIEI-AISTAC)
CONGRESOS• 2010: Ago, Mesa de Ecología Industrial
en el Congreso Sistemas de Innovación para la Competitividad, SINNCO
• 2011: SINNCO 2011, Mesa de Ecología Industrial e innovación
Jornadas y Congresos en EI en México
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
48Fotos: G.Cervantes
CURSOS DE FORMACIÓN• 2006 Y 2007, IPN: Curso-taller de Ecología Industrial
para formar agentes (GIEI) • 2009 y 2010: Talleres de herramientas para la EI:
indicadores de DS y Cálculo de emisiones de GEI (GIEI)
Formación en EI en México
• 2011: Curso de Introducción a la EI para la Red Mexicana de Ecología Industrial
DIPLOMADO• 2012: Diplomado en EI (90h) UAQ sept-dic 2012, fin semana
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
25
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Red Mexicana de Ecología Industrial• INICIO: agosto 2010
• 30 miembros• 10 centros• 4 Estados
• Academia e industria
OBJETIVOS:-Collaboración en proyectos de EI
- Difusión de la EI- Formación en EI
PROSPECTIVA:- mayor presencia de la red
en foros nacionales e internacionales
- ser referencia para la formación en EI en México
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
http://redmexicanadeecologiaindustrial.blogspot.mx/
26
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
HERRAMIENTAS y metodologías PARA LA EI y el
DSDra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN
ECOLOGÍA INDUSTRIAL
MÉTODOS Y HERRAMIENTAS
DE INTERRELACIÓN:
AL INTERIOR DE UNA INDUSTRIA O PROCESO
MI Metabolismo industrial
ACV Análisis de Ciclo de Vida
DFE Diseño para el medio ambiente
PN Producción más limpia
Ecoeficiencia
ReingenieríaPrevención de la contaminación
Minimización
( Bolsa de subproductos)Reciclaje
Otros
Factor 4 y factor 10
IO Modelo dinámico de entradas y salidas
MFA Análisis de Flujos de Materia
EEA Análisis Económico Ambiental
Dra. Gemma Cervantes GIEI-UPIBI, IPN