Page 1


Ecología Industrial

PRESENTACION El estudio de las relaciones entre los organismos y su ambiente natural vivo e inerte: Ecología, tiene hoy en día una gran importancia en la vida del hombre y en su calidad de vida. A través del tiempo el hombre ha ido creando nuevas formas de trabajo y de producción que han dado lugar a un desarrollo de la industria altamente tecnológico. Dada la interconexión entre ambos campos, la industria y el medio ambiente, y la necesidad de proteger a este último y contribuir al desarrollo sostenible se tiene en el Plan de estudios de la escuela de Ingeniería Industrial, la asignatura de Ecología Industrial en el III ciclo de estudios. Este documento de trabajo: Apuntes de Estudio, pretende proporcionar un material básico para los estudiantes que cursan esta materia, el mismo que presenta los temas esenciales para introducir a los estudiantes en la Ecología Industrial, de modo que vayan descubriendo que la acción del hombre en las diferentes actividades humanas y especialmente – en este caso – en la industria influye positiva o negativamente según las decisiones que se tome. Apuntes de estudio, sólo es uno de los materiales didácticos a utilizar, el mismo que se enriquecerá a lo largo del proceso enseñanza – aprendizaje, con vídeos, links y actividades para la reflexión y análisis de la problemática ambiental que hoy preocupa, con razón, a la humanidad. Cabe mencionar que, es una aspiración ir completando, mejorando y actualizando este documento con los demás temas de la asignatura en referencia

Anabelle Zegarra Gonzalez

Ing. Anabelle Zegarra G

2


Ecología Industrial

INDICE PRESENTACIÓN I.

ECOLOGIA Y AMBIENTE................................................................................................... 4

II.

DESARROLLO SOSTENIBLE .......................................................................................... 13

III. HUELLA ECOLÓGICA Y CAPACIDAD DE CARGA .................................................... 21 IV. FUNDAMENTOS ECOLOGÍA INDUSTRIAL .................................................................. 30 V. ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA....................................................................................... 45

INDICE DE FIGURAS Figura 1.1..8 Figura 2.1.17 Figura 2.2.19 Figura 3.1.22 Figura 3.2.27 Figura 3.3.28 Figura 4.1.33 Figura 4.2.37 Figura 4.3.39 Figura 4.4.41 Figura 4.5.41 Figura 4.6.42 Figura 5.1.45 Figura 5.2.48 Figura 5.3.53 INDICE DE TABLAS Tabla 1.1.9 Tabla 3.1.23 Tabla 3.2.24 Tabla 3.3.27 Tabla 4.1.32 Tabla 4.2.36 Tabla 5.1.46

Ing. Anabelle Zegarra G

3


Ecología Industrial

I.

ECOLOGIA Y AMBIENTE

1.1 AMBIENTE. Tradicionalmente ha sido definido de manera un tanto genérica, como “entorno natural en el que habita cualquier organismo vivo”. A medida que se ha ido estudiando y profundizando, el verdadero significado del término Ambiente se ha ido ampliando y concretando. Hoy, se considera Ambiente al conjunto de valores naturales, sociales y culturales existentes en un lugar y en un momento determinado, que influyen en la vida del hombre y en las generaciones futuras. Es decir, el concepto de Ambiente engloba no sólo el medio físico (suelo, agua, atmósfera), y los seres vivos que habitan en él, sino también las interrelaciones entre ambos que se producen a través de la cultura, la sociología y la economía [1]. El ambiente y los seres vivos se influyen mutuamente y la forma en que ambos se influyen o condicionan se denomina factores o condicionantes ambientales o ecológicos. Esto da lugar a la diversidad de especies de plantas y animales, y la distribución de los seres vivos sobre la tierra. Los factores ambientales se clasifican en inanimados o no vivos y animados o vivos [2]. 1.1.1

Factores inanimados, no vivos o abióticos. Entre ellos se cuentan: Los factores sidéricos son las características de la Tierra, del Sol, de la Luna, de los cometas, de los planetas y de las estrellas, que tienen importancia para los seres vivos. Los factores ecogeográfícos son las características específicas de un paisaje natural, siendo posible que un factor determinado tenga un campo de acción aún más amplio en cuanto ejerce su influencia en paisajes colindantes. Los factores físico-químicos son las características físicas y químicas del ambiente y determinan una parte importante de las relaciones ambientales.

1.1.2

Factores animados, vivos o bióticos: Son todos los seres vivos. Entre ellos tenemos:

Ing. Anabelle Zegarra G

4


Ecología Industrial

Las relaciones entre los organismos, que tienen una influencia muy variada según provengan de individuos de la misma especie (relaciones intraespecíficas) o de especies distintas (relaciones interespecíficas). La vegetación (el conjunto de plantas), como proveedora de alimentos, cobertura y refugio, es de fundamental importancia para los animales. La densidad poblacional, o sea la concentración de los individuos de una misma especie o de diferentes especies en un espacio o área determinada. Los seres humanos, cuya influencia sobre el medio ambiente es cada vez mayor por el aumento de la población y el desarrollo de la tecnología. 1.2 ECOLOGÍA. Etimológicamente la palabra derivada de la palabra griega “oikos” que significa “casa o lugar donde se habita” y la palabra “logos” que significa “estudio”. Literalmente Ecología significa “estudio del lugar donde se habita”. El término Ökologie fue propuesto en 1869 por el biólogo alemán Ernst Haeckel en su trabajo Morfología General del Organismo". Definiendo su ámbito de aplicación como el estudio de las relaciones entre los animales y su ambiente, lo cual incluye sobre todo su relación amistosa y hostil con aquellos animales y plantas con los que se relaciona directa o indirectamente Es así que definiremos ecología como la ciencia encargada del estudio de la relación entre los seres vivos y su ambiente incluyendo las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y los demás organismos que comparten ese hábitat, que se denominan factores bióticos. Por otro lado, la Conferencia de la Organización de las Naciones Unidas sobre medio ambiente Humano desarrollada en Estocolmo (1972) indica que “El medio ambiente es el conjunto de componente físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos en plazo largo o corto sobre los seres vivos y las actividades humanas” [3] Existen dos enfoques diferentes a la hora de abordar la ecología: la “Autoecología”, que estudia las especies individuales en sus múltiples relaciones con el medio ambiente; y la “Sinecología”, que estudia las comunidades, es decir, los medios ambientes individuales y las relaciones entre las especies que los habitan [1]

Ing. Anabelle Zegarra G

5


Ecología Industrial

1.3 UNIDAD DE LA ECOLOGÍA: ECOSISTEMA Cuando pensamos en un ser vivo, espontáneamente lo ubicamos dentro de un ambiente. De hecho se observa que la existencia de cualquier organismo se encuentra limitada por el medio físico que lo rodea. Las plantas del desierto, por ejemplo, se encuentran adaptadas a condiciones de escasez de agua y altas temperaturas; si llevamos a vivir en zonas desérticas una planta nativa de zonas en las cuales jamás encontramos deficiencia de agua, muy probablemente no sobreviva ni deje descendencia en ese lugar. También observamos que los organismos modifican su entorno físico; un ejemplo clásico de ello son los organismos fotosintéticos, los cuales a lo largo de los últimos 3,5 billones de años, han incrementado la concentración de oxígeno atmosférico 1000 veces [4]. Esta idea de los organismos y el ambiente físico en constante y recíproca interacción se encuentra en el concepto de Ecosistema, propuesto por primera vez en 1935 por Tansley. En [5] se menciona que Odum (1998) define al Ecosistema como “la unidad funcional básica que incluye tanto a los organismos como al medio ambiente abiótico de tal manera que ellos influyen sobre las propiedades de éste y viceversa, y ambos son necesarios para conservar la vida del planeta” También es definido como una unidad integrada por los organismos y su ambiente físico, los cuales interactúan entre sí generando flujos de materia y energía en un espacio y tiempo determinados [4] Se considera que, los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por una trama de elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos). El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la ecología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y éstas en células. Las células forman tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí. La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas

Ing. Anabelle Zegarra G

6


Ecología Industrial

las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. [6] Desde este punto de vista, en Ecología se han establecido varios niveles jerárquicos que facilitan su estudio: organismo o individuo, población, comunidad, ecosistema, bioma y biósfera (figura 1.1). [7] [1] El individuo u organismo es la organización jerárquica más pequeña. Es un sistema biológico funcional que en el caso de los seres más pequeños puede constar de una única célula (organismos unicelular) o varias célula (pluricelulares) La población es el sistema biológico formado por un grupo de individuos de una misma especie, que se reproducen entre sí y que viven en un espacio físico determinado. Están bajo las mismas condiciones ambientales. La población posee características, que corresponden al grupo en su totalidad más que al individuo en sí, tales como densidad de población, frecuencia de nacimientos, distribución por edades, potencial biótico y forma de crecimiento, si bien los individuos nacen y mueren los índices de natalidad y mortalidad no son característica del individuo sino de la población global. Un concepto relacionado con éste es el hábitat. El hábitat es lugar en el que habita un organismo o una población. Ejemplo: Los lobos marinos de la Reserva de Paracas. La comunidad es el conjunto de poblaciones que viven en una determinada área, en el mismo hábitat, bajo las mismas condiciones ambientales. Ejemplo: Comunidad del lago Titicaca formada por plantas y animales de características determinadas El ecosistema es el conjunto formado por un medio físico, los seres vivos que habitan en él y las relaciones que se establecen entre ellos entendidos como un todo, como una unidad. Es la unidad funcional básica donde todos los componentes del ambiente son interdependientes. También puede definirse como, la unidad natural de partes vivas e inertes que interactúan para producir un sistema estable en el cual el intercambio entre materias vivas y no vivas sigue una vía circular. Un bioma es un conjunto de ecosistemas. Los grandes biomas del mundo son: praderas y sabanas, desiertos, tundras, bosques templados, bosques secos tropicales, bosques lluviosos tropicales, páramos y punas, biomas de altas montaña, biomas polares, biomas

Ing. Anabelle Zegarra G

7


Ecología Industrial

insulares y los biomas marinos. La tundra, por ejemplo se caracteriza por la vegetación en la que predominan las plantas herbáceas, musgos y líquenes. La biósfera o ecósfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Está constituida por todos los organismos vivos del planeta y sus interacciones con el medio físico global, como una unidad, para mantener un sistema estable. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano pacífico, el lago Titicaca, bosque de Pomac, o incluso, un árbol, son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. La definición de ecosistema puede aplicarse a territorios muy grandes o a espacios muy pequeños. Así, pueden definirse macroecosistemas, como un arrecife de coral, el bosque de Pomac, la ciudad de Chiclayo y microecosistemas, como una hoja caída, una gota de agua de un charco o la oreja de un elefante. Cada rincón de la Tierra forma parte de un ecosistema.

Figura 1.1. Niveles Jerárquicos Fuente: [1]

Ing. Anabelle Zegarra G

8


Ecología Industrial

1.4 LAS RELACIONES ENTRE LOS SERES HUMANOS Y LOS ECOSISTEMAS [1] La supervivencia del hombre depende de los ecosistemas, estos hacen habitable el planeta, pues purifican el aire y el agua, mantienen la biodiversidad descomponiendo y dando lugar a los ciclos de nutrientes, lo que nos proporciona la posibilidad de aprovechar los numerosos recursos. El aprovechamiento de estas riquezas es la base de la economía y de la generación de empleo, sobre todos en países pobres y medios. Esto se hace más evidente en el África Subsahariana, Asia Oriental y el Pacífico donde la agricultura, la pesca y el aprovechamiento de los bosques constituyen siete de cada diez empleos. Del mismo modo, en una cuarta parte de los países del mundo, los recursos madereros, el pescado y la agricultura contribuyen a su economía más que los bienes industriales. También los ecosistemas proporcionan lugares para el turismo, para expresar las creencias religiosas, etc. En todos los casos, el desarrollo y la seguridad humana están estrechamente relacionados con la productividad de los ecosistemas. De su viabilidad depende nuestro futuro. Sin embargo, a lo largo de la historia el hombre ha alterado completamente los paisajes, convirtiendo humedales o bosque en áreas de otros usos y con consecuencias irreparables. Algunos ejemplos de estas alteraciones se muestran en la tabla 1. Tabla 1.1 Alteraciones de los ecosistemas a lo largo de la Historia. (World Resources, 2002)

Fuente [1]

Ing. Anabelle Zegarra G

9


Ecología Industrial

Desafortunadamente, la gestión precaria de los ecosistemas es muy común. En todo el mundo el uso y abuso han destruido millones de hectáreas que fueron productivas, repercutiendo tanto en la fauna y la flora (aumentando así el número de especies amenazadas), como en las actividades humanas, reduciendo el flujo de bienes y servicios de los que dependemos. La disminución de la capacidad productiva de los ecosistemas puede tener unos costos humanos devastadores. Generalmente, son los países pobres los primeros y los más directamente afectados, en la medida de que dependen de los ecosistemas para su subsistencia y para la obtención de beneficios. Al mismo tiempo, son los que menos control ejercen sobre los usos de los mismos. En muchas áreas, la disminución de la producción agrícola, del suministro de agua dulce, del rendimiento de la madera o de la pesca ha tenido ya un impacto significativo sobre las economías locales. Por ejemplo, en las provincias costeras de Canadá el colapso de las pesquerías de bacalao a principios de los noventa dejó en el paro a 30.000 pescadores. En China, se estima que la escasez de agua en las ciudades (empeorada por la extracción excesiva y la contaminación de los ríos y acuíferos cercanos) afecta en 11.200 millones de dólares anuales a la producción industrial y afecta casi a la mitad de las ciudades más importantes del país. 1.5 LOS BENEFICIOS DE LOS ECOSISTEMAS PARA LA HUMANIDAD Los beneficios que obtienen los seres humanos de los ecosistemas pueden ser directos o indirectos. Los beneficios directos se extraen de las plantas y los animales en forma de alimentos y materias primas, es decir, cultivos, ganado, pesca, carne de caza, madera, leña y forraje. La biodiversidad proporciona también unos recursos genéticos importantes en la medida que aportan genes que pueden mejorar el rendimiento de un cultivo o hacerlo más resistente, o con los que es posible desarrollar medicamentos y otros productos. Los beneficios indirectos se obtienen de las interacciones y retroalimentaciones entre los organismos que viven en un ecosistema. Muchos de ellos son servicios, como el control de la erosión, la purificación y el almacenamiento de agua por parte de las plantas y microorganismos del suelo de una cuenca, y la polinización y dispersión de las semillas por parte de insectos, aves y mamíferos. También hay beneficios intangibles: el disfrute de una puesta de sol, el significado espiritual de una montaña sagrada, el disfrute de un bosque, etc. Hay beneficios a escala global, como la biodiversidad o el almacenamiento del carbono atmosférico en plantas y suelos.

Ing. Anabelle Zegarra G

10


Ecología Industrial

Pero la mayoría de los beneficios son a escala local, y con frecuencia son los más importantes, pues afectan a muchos aspectos de la vida cotidiana como, por ejemplo, el suministro de agua dulce potable a hogares e industrias, al turismo y la agricultura o el disfrute de un bosque contiguo a una ciudad. Dado que muchos de los beneficios generados por los ecosistemas se aprovechan de manera local, los habitantes de estas zonas son los que más sufren su degradación y, a la vez son los mejores instrumentos para gestionar los ecosistemas de manera sostenible. 1.6 GESTIÓN DE LOS ECOSISTEMAS Las personas modifican los ecosistemas para mejorar la producción de uno o más bienes, aunque el grado de modificación o alteración de los ecosistemas varía mucho. No todos los beneficios se obtienen de manera simultánea, y muchas veces al maximizar uno se eliminan o disminuyen otros. Por ejemplo, la conversión de un bosque natural en un bosque cultivado puede incrementar la producción de madera o pasta de papel, pero disminuye la biodiversidad. Igualmente, represar un río puede aumentar la cantidad de agua disponible para riego o para producir electricidad, al tiempo que disminuye el peligro de inundación; sin embargo, puede interrumpir los ciclos naturales de reproducción de los peces y ocasionar daños en los hábitats situados aguas abajo al desviar el agua de forma permanente o desviarla en momentos inoportunos. 1.7 MECANISMOS DE DEGRADACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS Son varios los mecanismos que provocan la degradación de los ecosistemas: − Sobreexplotación. Es la mayor presión que el hombre ejerce sobre los ecosistemas: sobrepesca, tala indiscriminada, desvíos de cauces, tráfico turístico. El uso excesivo no solamente agota la flora y la fauna del ecosistema, sino que además puede alterar su integridad, lo que disminuye su capacidad productiva. − Conversión a la agricultura. Cuando los agricultores convierten un ecosistema natural en tierra cultivable modifican tanto su composición como la manera en la que funciona. En los ecosistemas agrarios, las plantas silvestres dejan paso a unas pocas especies no nativas, quedando la fauna silvestre reducida a los márgenes del sistema. Posiblemente,

los

plaguicidas

diezmen

las

poblaciones

de

insectos

y

microorganismos del suelo. El ciclo de nutrientes también se ve alterado, puesto que se utilizan fertilizantes y se cambia la microflora y la vegetación del suelo. Otro de los efectos que provoca la conversión de los ecosistemas en terrenos cultivables es el aumento de la presión sobre los ecosistemas de los alrededores,

Ing. Anabelle Zegarra G

11


Ecología Industrial

porque las especies foráneas introducidas se convierten en invasoras, desplazando a las autóctonas. Así, la bioinvasión ocupa el segundo lugar (después de la conversión de los ecosistemas) en las amenazas a la biodiversidad en el mundo. −

Conversión urbana e industrial. El cambio de un ecosistema natural a urbano produce cambios radicales en el ecosistema, porque las comunidades nativas de plantas y animales son reemplazadas por estructuras y superficies pavimentadas. También se modifican las funciones de cuenca debido al asfaltado y hormigonado del suelo. Y, cuando llueve, como quedan pocos lugares donde el agua pueda depositarse, se producen inundaciones. A pesar de esta situación, los ecosistemas más simples de las ciudades (los parques, jardines y terrenos sin uso) prestan unos servicios

importantes,

como

sombra,

áreas

de

descanso,

eliminación

de

contaminantes atmosféricos e incluso son hábitats para animales silvestres. − Contaminación y cambio de clima. Los efectos de la contaminación crean presiones indirectas sobre los ecosistemas. La lluvia ácida, la contaminación atmosférica, los vertidos de aguas residuales, los residuos de plaguicidas y fertilizantes tienen efectos sobre los ecosistemas, incluso sobre aquellos que se hallan distanciados geográficamente de las fuentes contaminantes. BIBLIOGRAFIA [1] Cepalcala: Centro del Profesorado de Alcalá de Guadaíra. Área: Introducción al concepto de

Medio

Ambiente.

Agosto,

2011.

[Online].

Disponible

en

http://www.redes-

cepalcala.org/inspector/DOCUMENTOS%20Y%20LIBROS/SOCIALES/EL%20CONCEPTO %20DE%20MEDIO%20AMBIENTE.pdf [2] A. Brack y C. Mendiola. Ecología del Perú. Lima: Bruño – PNUMA, 2004. [3] J.A. Gonzalez. Unidad 1: Fundamentos del Medio Ambiente. Apuntes de clase. Departamento de Biología Animal, Universidad de Granada, 2008. Agosto 2011. [Online]. Disponible en http://www.ugr.es/~educamel/documentos/estudio/apuntes.pdf [4] J. Cogua, T. Gonzalez, E. Garces y M. Orosco. Curso Biología Virtual. Departamento de Biología, Universidad Nacional de Colombia Agosto, 2011. [Online]. Disponible en http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/html/contenido.html [5] R. Díaz. Desarrollo Sustentable. México: Mc Graw Hill, 2011. [6] L. Echarrí. Ciencias de la tierra y del medio ambiente – Libro electrónico, Agosto 2011. [Online]. Disponible en http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/100Ecosis.htm [7] S. Esquivel. Biología General. Managua: Universidad Nacional Agraria, 2006. Disponible en http://cenida.una.edu.ni/Textos/n574e77.pdf

Ing. Anabelle Zegarra G

12


Ecología Industrial

II. DESARROLLO SOSTENIBLE El mundo actual tal como lo indica [1] “hace frente a la agudización del hambre, la enfermedad, la pobreza, el analfabetismo, el deterioro incesante de los ecosistemas de los que depende nuestro bienestar”. Además no cesan de aumentar las disparidades entre ricos y pobres. Sólo si se aborda en conjunto y de forma equilibrada las cuestiones relativas al medio ambiente y al desarrollo tendremos la esperanza de un futuro más seguro y próspero. La palabra desarrollo siempre se vio como sinónimo de crecimiento económico, no necesariamente de bienestar, por ello este tipo de desarrollo reevaluado y dimensionado adecuadamente requiere de un nuevo nombre, sólo así podremos aceptarlo, difundirlo, comprometernos con él y vivirlo como un nuevo paradigma de la humanidad. [2] Actualmente, la visión del desarrollo sostenible es mucho más amplia, no se puede aislar el estado del medio ambiente de otras cuestiones esenciales como la lucha contra la pobreza y el hambre, la integración en la economía mundial de los países menos avanzados, el combate contra las grandes enfermedades infecciosas o la educación. Hay que afrontar los problemas mundiales a escala global. Con la primera reunión mundial sobre medio ambiente llamada Conferencia sobre Medio Humano, celebrada en Estocolmo en 1972, se daban ya los primeros indicios de esta nueva visión. La Declaración de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano establece 26 principios donde se insta a la humanidad a preservar y mejorar el medio Humano. Se creó el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), el principal programa de las Naciones Unidas a cargo de los asuntos del medio ambiente. Sin embargo, la idea de desarrollo sostenible fue planteada por primera vez por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) en 1980, cuando se dio a conocer la Estrategia Mundial de conservación, la cual puntualiza la sostenibilidad en términos ecológicos, pero con muy poco énfasis en el desarrollo económico, por lo que fue tachada de antidesarrollista. Esta estrategia contemplaba tres prioridades: el mantenimiento de los procesos ecológicos, el uso sostenible de los recursos naturales y el mantenimiento de la diversidad genética.

Ing. Anabelle Zegarra G

13


Ecología Industrial

El término internacionalmente conocido como desarrollo sostenible, sustentable o perdurable nació en el documento llamado “Nuestro Futuro Común” también conocido como Informe Brundtland (1987), fruto de los trabajos de la Comisión de Medio Ambiente y Desarrollo de Naciones Unidas, creada en Asamblea de las Naciones Unidas en 1983. En 1989, la ONU inició la planificación de la Conferencia sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo que sustentaría los principios para alcanzar un desarrollo sostenible. Durante 2 años un gran número de expertos abrieron el camino a la Cumbre de Río de Janeiro (Brasil), también llamada Primera Cumbre de la Tierra. Finalmente, fue en 1992, en Río de Janeiro cuando se concretó la idea de sostenibilidad y se expusieron razones para aplicar el concepto de Desarrollo sostenible. La Cumbre de la Tierra ha sido la reunión de dirigentes más importante, asistieron los jefes o los más altos representantes de los gobiernos de 179 países, junto con funcionarios de los organismos de las Naciones unidas, círculos científicos y empresariales, organizaciones no gubernamentales y otros grupos. Como resultado de esta reunión, se concertaron dos acuerdos internacionales y se formularon dos declaraciones de principios y un vasto programa de acción sobre desarrollo mundial sostenible: Los cinco documentos de Río de Janeiro [2] [3]  La Declaración de Río sobre Medio Ambiente y Desarrollo, en cuyos 27 principios se definen los derechos y responsabilidades de las naciones en la búsqueda del progreso y el bienestar de la humanidad  La Agenda 21, normas tendentes al logro de un desarrollo sostenible desde el punto de vista social, económico y ecológico La Agenda 21, es un plan detallado de acciones que deben ser acometidas a nivel mundial, nacional y local por entidades de la ONU, los gobiernos de sus estados miembros y por grupos principales particulares en todas las áreas en las cuales ocurren impactos humanos sobre el medio ambiente. Es una lista detallada de asuntos que requieren atención, organizada cronológicamente, el número 21 hace referencia al siglo XXI.  Una Declaración de Principios para orientar la gestión, la conservación y el desarrollo sostenible de todos los tipos de bosques, esenciales para el desarrollo económico y para la preservación de todas las formas de vida.

Ing. Anabelle Zegarra G

14


Ecología Industrial

Además, por separado pero en paralelo a los preparativos de la Cumbre para la Tierra, se negociaron dos convenciones que suscribieron la mayoría de gobiernos reunidos en Río de Janeiro. [3]  El propósito de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático es la estabilización de los gases de efecto invernadero presentes en la atmósfera en niveles que no trastoquen peligrosamente el sistema climático mundial. Para ello se requiere la disminución de emisiones de gases tales como el dióxido de carbono generado como subproducto de la utilización de combustibles para obtener energía.  En el Convenio sobre la Biodiversidad Biológica se exhorta a los países a encontrar cauces y medios para preservar la variedad de especies vivientes y velar por el equitativo beneficio del aprovechamiento de la diversidad biológica. En la Declaración de Río quedaron fijados los tres aspectos básicos: •

Crecimiento económico en beneficio del progreso social y desde el respeto al Medio Ambiente.

Política social que impulse la economía de forma armónica y compartida.

Política Ambiental eficaz y económica que fomente el uso racional de los recursos.

Tras la Cumbre de la Tierra se creó la Comisión sobre el Desarrollo Sostenible con el objeto de apoyar, alentar y supervisar a los gobiernos, los organismos de las Naciones Unidas y los grupos principales en las medidas que habrían de adoptar para aplicar los acuerdos alcanzados. Esta Comisión se reúne anualmente en Nueva York, sin embargo en junio de 1997, hubo una reunión especial que tuvo como fin examinar el estado de cumplimiento de los compromisos adoptados en Río, cinco años después de su celebración. (Río +5) Las conclusiones de tal reunión se plasmaron en un informe en el que se expuso un resumen de lo sucedido en los últimos cinco años. Aquel informe no fue alentador. Las conclusiones resumían, que la situación era muy similar o incluso peor a las estudiadas como referencia para los acuerdos de Río. La Cumbre Mundial sobre el Desarrollo sostenible (Río +10), se realizó entre el 24 de agosto al 4 de septiembre del 2002 en Johannesburgo, puede ser resumida por su declaración política y su sugerido plan de aplicaciones. Estos documentos reafirman solamente el compromiso en pro de un desarrollo sostenible y se desea: •

"El construir una sociedad mundial humanitaria, equitativa y generosa, consciente de la necesidad de respetar la dignidad de todos los seres humanos” [4]

Ing. Anabelle Zegarra G

15


Ecología Industrial

El “promover en los planos local, nacional, regional y mundial, el desarrollo económico, desarrollo social y la protección ambiental, pilares interdependientes y sinérgicos del desarrollo sostenible".[4]

Se nombra como grandes problemas a resolver •

Las pautas insostenibles de producción y consumo.

La profunda fisura que divide a la sociedad humana entre pobres y ricos.

El constante deterioro del medio ambiente mundial

La globalización de la economía

El riesgo de que las anteriores disparidades se hagan crónicas. [4]

No existiendo por lo demás, marcadas diferencias respecto a las ya planteadas por el programa 21, durante la Cumbre Mundial de Río de Janeiro en 1992, es amplia la opinión de que la "Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible" en Johannesburgo, sólo dio lugar a una magra declaración política y a la recomendación de un plan de aplicación que insta sobre todo a los países desarrollados a llevar a la práctica, lo planteado a partir del programa 21. [5] En el 2012, se realizará la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el desarrollo sostenible (Río +20) en la ciudad de Río de Janeiro [6]. Los ejes fundamentales de la agenda a discutir son: •

Economía ecológica en el contexto del desarrollo sostenible y la erradicación de la pobreza

Marco institucional para el desarrollo sostenible

2.1 DEFINICIÓN DESARROLLO SOSTENIBLE La definición de Desarrollo sostenible se asume en el Principio 3 º de la Declaración de Río (1992): "Aquel desarrollo que satisface las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro, para atender sus propias necesidades". Como se mencionó previamente el desarrollo sostenible, debe incluir los siguientes aspectos o dimensiones (Figura2.1):

Ing. Anabelle Zegarra G

16


Ecología Industrial Ecológica Punto de Equilibrio de las 3 dimensiones

Económica

Social

Figura 2.1 Dimensiones del Desarrollo Sostenible Fuente [7] a) Económica La dimensión económica del desarrollo sostenible se centra en mantener el proceso de desarrollo económico por vías óptimas hacia la maximización del bienestar humano, teniendo en cuenta el capital natural. [7] b) Social La dimensión social del desarrollo sostenible consiste en reconocer el derecho de acceso equitativo de bienes comunes para todos los seres humanos, en términos intrageneracionales e intergeneracionales, entre géneros y entre culturas. Haciendo referencia a las relaciones sociales y económicas que tienen como base la religión, la ética y la cultura y a las interacciones entre la sociedad civil y el sector público [7]

c) Ecológica Esta dimensión surge del postulado de que el futuro del desarrollo depende de la capacidad que tengan los actores institucionales y agentes económicos para conocer y manejar, según una perspectiva a largo plazo, sus reservas de recursos naturales renovables y su ambiente [7]

2.2 OBJETIVOS Y MEDIOS DEL DESARROLLO El bienestar es un anhelo de todos los seres humanos, tener lo necesario para vivir, disfrutar de un ambiente sano, gozar de salud, tener tiempo para la diversión. La finalidad del desarrollo es proporcionar este bienestar y tranquilidad social, pero esto

Ing. Anabelle Zegarra G

17


Ecología Industrial

debe ir en paralelo al mantenimiento de la capacidad del territorio de sostener el crecimiento económico y seguir respaldando la vida. El desarrollo no puede basarse en la destrucción de la naturaleza o sea del medio ambiente y de los recursos naturales Cada país establece prioridades diferentes en sus políticas de desarrollo. Para comparar los niveles de desarrollo, primero habría que decidir qué significa verdaderamente el desarrollo y qué trata de alcanzar. Los indicadores que miden esos logros se podrían utilizar entonces para evaluar el progreso relativo de los países en materia de desarrollo. ¿El objetivo es simplemente aumentar la riqueza nacional, o es algo más sutil? ¿Será mejorar el bienestar de la mayoría de la población? ¿Quizá velar por la libertad de los pueblos? ¿O, tal vez, aumentar su seguridad económica? [8] En documentos recientes de las Naciones Unidas se insiste especialmente en el "desarrollo humano", medido según la esperanza de vida, la alfabetización de los adultos, el acceso a los tres niveles de educación, así como el ingreso medio de la población, condición necesaria para su libertad de elección. En un sentido más amplio, el concepto de desarrollo humano incorpora todos los aspectos del bienestar de los individuos, desde el estado de salud hasta la libertad política y económica. Según el Informe sobre desarrollo humano, 1996, publicado por el Programa de Desarrollo de las Naciones Unidas, "el desarrollo humano es el fin; el crecimiento económico es un medio"[8] Es cierto que el crecimiento económico, al aumentar la riqueza total de una nación, también mejora las posibilidades de reducir la pobreza y resolver otros problemas Sociales. Pero la historia nos presenta varios ejemplos en los que el crecimiento económico no se vio acompañado de un progreso similar en materia de desarrollo humano, sino que se alcanzó a costa de una mayor desigualdad, un desempleo más alto, el debilitamiento de la democracia, la pérdida de la identidad cultural o el consumo excesivo de recursos necesarios para las generaciones futuras. [8] Para ser sostenible, el crecimiento económico debe nutrirse continuamente de los frutos del desarrollo humano, como la mejora de los conocimientos y las aptitudes de los trabajadores, así como de las oportunidades para utilizarlos con eficiencia: más y mejores empleos, mejores condiciones para el florecimiento de nuevas empresas y mayor democracia en todos los niveles de adopción de decisiones. [8]

Ing. Anabelle Zegarra G

18


Ecología Industrial

A la inversa, si es lento, el desarrollo humano puede poner fin a un crecimiento económico sostenido. Según el Informe sobre desarrollo humano, 1996, "En el período 1960-1992, de los países que se encontraban en situación de desarrollo desequilibrado con un desarrollo humano lento y un crecimiento económico rápido, ninguno logró efectuar la transición hacia un círculo virtuoso en que pudieran reforzarse recíprocamente el desarrollo humano y el crecimiento". Puesto que la desaceleración del desarrollo humano se ha visto seguida, invariablemente, de la desaceleración del crecimiento económico, esta modalidad de crecimiento se describe como "sin salida". [8] El desarrollo debería estar dirigido a lograr cinco objetivos fundamentales (figura 2.2) [9]: •

La Paz en la sociedad, es decir la posibilidad de vivir en armonía, se logra sólo si se existe justicia en la sociedad

Contar con las bases necesarias para que haya justicia, es decir un sistema donde se reconozcan los derechos de cada persona y los ciudadanos sean conscientes de sus deberes y los cumplan

Lograr el bienestar económico de todos. Esto significa que tengan la oportunidad de satisfacer sus necesidades básicas (alimentación, vestido, vivienda, educación cultura y recreación) esto también implica una distribución justa de la riqueza.

Conservar los recursos naturales que son el pilar de la sostenibilidad. La destrucción de la base productiva de la naturaleza es origen de tensiones económicas, y sociales y perturba la paz, la justicia y el progreso económico.

Tener democracia participativa y responsable. La democracia se basa en que todos por igual puedan participar en las decisiones para lograr el bienestar común.

PAZ  Armonía  Seguridad DEMOCRACIA Derecho a participar en las decisiones Respeto a las minorias

Objetivos del Desarrollo

Conservación de los RRNN Manejo adecuado Recuperación de recursos deteriorados

JUSTICIA  Reconocimiento de los derechos de la persona.  Ciudadanos cumplen sus deberes  Administración de justicia en forma ética Bienestar Económico Generación de riqueza Distribución justa Satisfacer Necesidades básicas

Fig 2.2. Objetivos desarrollo Fuente: [9] Ing. Anabelle Zegarra G

19


Ecología Industrial

Si se logran estos cinco objetivos del desarrollo, planteados por [9], estaremos avanzando en el logro del desarrollo sostenible, haciéndolo más humano.

Bibliografía: [1] Keating, M. 1993. Cumbre para la Tierra. Programa para el Cambio. El Programa 21 y los demás acuerdos de Río de Janeiro en versión simplificada, Publicado por el Centro para Nuestro Futuro Común, Ginebra. Suiza. Disponible en: www.rolac.unep.mx/agenda21/esp/ag2linde.htm [2] E. Enkerlin, G. Cano, R. Garzas, E. Voguel. Ciencia ambiental y desarrollo sostenible. México: International Thomson Editores, 1997. [3]

Instituto de investigación de la facultad de geología, minas, metalurgia y ciencias geográficas de la Universidad Mayor de San Marcos. Compilación de la Agenda 21. Agosto

2001.

Disponible

en:

http://sisbib.unmsm.edu.pe/bvmedioambiente/temario/Archivos/agend21.doc [4] Naciones Unidas. Declaración de Johannesburgo sobre desarrollos sostenible. Disponible en: http://www.un.org/esa/sustdev/documents/WSSD_POI_PD/Spanish/WSSDsp_PD.htm [5] J. Rodríguez, 2006. “Condiciones Cognitivas para un desarrollo sostenible”. Servicio de Investigación CIPAL. 2006 [6] Río +20. Disponible en: http://www.uncsd2012.org/rio20/index.html [7] R. Díaz. Desarrollo Sustentable: una oportunidad para la vida. México: Mc Graw Hill, 2011. [8] T. Soubbotina. Más Allá del Crecimiento Económico. Publicación Grupo del Banco Mundial. 2000. Disponible en http://www.worldbank.org/depweb/spanish/beyond/global/chapter1.html [9] A. Brack y C. Mendiola. Ecología del Perú. Lima: Asociación Editorial Bruño - PNUMA, 2004. Cipolatti Verónica. Camino a la Tercer Cumbre de la Tierra 2012: Desafíos y Oportunidades de

la

Agenda

Global

del

Desarrollo

Sostenible.

Disponible

en

http://geic.files.wordpress.com/2011/03/ao-004-20112.pdf

Ing. Anabelle Zegarra G

20


Ecología Industrial

III. HUELLA ECOLÓGICA Y CAPACIDAD DE CARGA La humanidad ejerce un impacto (positivo o negativo) sobre su entorno al extraer recursos de la naturaleza para llevar a cabo las actividades propias de su ritmo de vida y a la vez disponer los residuos resultantes de éstas Quizá alguna vez nos hemos preguntado qué tantos recursos naturales utilizamos en función a nuestros hábitos de consumo actuales. Esta es una pregunta tan importante que uno de los muchos acuerdos de la Conferencia de Río sobre Medio Ambiente y desarrollo, fue el de desarrollar indicadores sobre la productividad biológica del planeta, su distribución geográfica y la cantidad en promedio que corresponde a cada habitante, en este contexto encontramos la huella ecológica

3.1 HUELLA ECOLÓGICA La huella ecológica es un indicador de sostenibilidad de índice único, desarrollado por Rees y Wackernagel en 1996, que mide todos los impactos que produce una población, expresados en hectáreas de ecosistemas o “naturaleza”. [1] Sin embargo anteriormente Vitousek en el año 1986 había intentado realizar una medición similar La huella ecológica es definida por sus creadores como “la superficie de tierra productiva o ecosistema acuático necesario para mantener el consumo de recursos y energía, así como para absorber los residuos producidos por una determinada población

humana

o

economía,

considerando

la

tecnología

existente,

independientemente de en qué parte del planeta está situada esa superficie” (Wackernagel y Rees, 1996). [1] expresa que esta área, sólo incluye la superficie ecológicamente productiva para usos humanos, excluyendo, por ejemplo, los desiertos y los polos. Se considera, por lo tanto, la superficie terrestre y marina que soporta la actividad fotosintética y la biomasa empleada por los humanos, tratando de estimar la magnitud del consumo humano, que en la actualidad excede la capacidad de recuperación de la biosfera. Se puede decir también que es una herramienta que nos ayuda a analizar la demanda de naturaleza por parte de la humanidad, siendo expresada esta demanda por parte de Ing. Anabelle Zegarra G

21


Ecología Industrial

una población determinada como el “área biológicamente productiva necesaria para producir los recursos que consume y absorber los desechos que genera dicha población; y dado que los habitantes de cualquier sociedad utilizan recursos de todo el mundo, la Huella Ecológica suma y estima el tamaño de las diversas áreas utilizadas, sin importar el lugar en que se encuentren” [2] La huella ecológica transforma todos los consumos de materiales y energía a hectáreas de terreno productivo (cultivos, pastos, bosques, mar, suelo construido o absorción de CO2) dándonos una idea clara y precisa del impacto de nuestras actividades sobre el ecosistema. Podría decirse que es el indicador "final" porque transforma cualquier tipo de unidad de consumo (toneladas, kilowatios, litros, etc.), así como los desechos producidos, en un único número totalmente significativo. [1] Los autores del método, Mathis Wackernagel y William Rees consideraron aplicar este método a varias escalas: individuos, vivienda familiar, ciudades, regiones, naciones y el mundo en su conjunto.

[1] indica que aún cuando el consumo suele referirse al

ciudadano como consumidor final, la huella ecológica es perfectamente aplicable a la empresa, y a cualquier tipo de organización, ya que éstas también son consumidoras de bienes y servicios

Figura 3.1 La huella ecológica aplicada a la empresa Fuente: [1]

La Huella Ecológica es dividida en distintas subhuellas (áreas según el tipo de terreno productivo). En la mayoría de los estudios realizados se emplean las seis siguientes: [3]

Ing. Anabelle Zegarra G

22


Ecología Industrial

Cultivos. Aquella superficie en la que los humanos desarrollan actividades agrícolas, suministrando productos como alimentos, fibra, aceites, etc.

Pastos. Área dedicada a pastos, de donde se obtienen determinados productos animales como carne, leche, cuero y lana.

Bosques. La superficie ocupada por los bosques, de donde se obtienen principalmente productos derivados de la madera, empleados en la producción de bienes, o también combustibles como la leña.

Mar. La superficie marítima biológicamente productiva aprovechada por los humanos para obtener pescado y marisco.

Superficie construida. Área ocupada por edificios, embalses, por lo que no es biológicamente productiva.

Energía. El área de bosque necesaria para absorber las emisiones de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles.

Igualmente, se suelen distinguir distintas categorías de consumo, de modo que para cada una de ellas se establecen las distintas necesidades de superficie. Se establecen 5 categorías de consumo: alimentación, hogar, transporte, bienes de consumo y servicios, que, a su vez, pueden ser divididas en las subcategorías que se consideren oportunas [3].

Tabla 3.1 Matriz de superficies apropiadas por categoría de consumo (ha/hab) CULTIVOS

PASTOS

BOSQUES

SUPERFICIE

ENERGÍA

MAR

TOTAL

CONSTRUIDA ALIMENTACIÓN HOGAR TRANSPORTE BIENES DE CONSUMO SERVICIOS TOTAL

HE TOTAL

Fuente: [3] Para el cálculo de la HE, propuesto por Wackernagel, denominado Método Compuesto, implica el empleo de estadísticas de consumo y población con la finalidad de estimar el consumo anual per cápita. La HE es obtenida de la comparación del consumo per cápita de los habitantes del área geográfica estudiada y la media de la productividad anual de la superficie de los bienes consumidos, tal y como muestran las ecuaciones 1 y 2: Ing. Anabelle Zegarra G

23


Ecología Industrial

HE pc = ∑

Ci Pi

(1)

HE( pob ) = HE pc × Pob

(2)

Donde HE p.c. es la huella ecológica per cápita, Ci es el consumo per cápita del producto i, Pi es la productividad por hectárea del producto i, y Pob. es la población del área geográfica estudiada [3] La huella ecológica es expresada en términos de Hectárea global (gha), definidas como hectáreas con una productividad promedio mundial para todas las áreas terrestres y acuáticas productivas en determinado año. Los estudios que siguen los Estándares de la Huella actuales utilizan las hectáreas globales como unidad de medida. Esto permite que los resultados de la Huella sean globalmente comparables.[4] Obtenida la huella de los “cultivos”, de los “bosques” o de los “pastos”, aun falta un último paso para conocer la huella final. Obviamente no podemos comparar un terreno de bosque con una superficie de mar, por ejemplo, ya que la productividad del bosque es mucho mayor que la del mar, y la productividad de las tierras cultivables es mucho mayor que la de los bosques. Por eso deben homogenizarse los diferentes tipos de suelo multiplicando la huella de cada una de ellas por un factor de equivalencia, el cual representa la productividad potencial media global de un área bioproductiva, con relación a la productividad potencial media global de todas las áreas bioproductivas.[1] El paso final, por lo tanto, es multiplicar la huella resultante de la división consumo/productividad por este factor de equivalencia, obteniendo así la huella final equivalente. En la Tabla 3.2 se muestran los factores de equivalencia tomados de la huella de Chile de Wackernagel (1998) [1]

Tabla 3.2 Factores de Equivalencia Categoría de superficie

Factor de Equivalencia

Cultivos

2,82187458

Pastos

0,54109723

Bosques

1,13868813

Superficie construida

2,82187458

Energía fósil

1,13868813

Mar

0,21719207

Fuente [1]

Ing. Anabelle Zegarra G

24


Ecología Industrial

3.1.1 Huella de Energía Por otro lado, el cálculo de la HE de la energía reviste ciertas particularidades, pues la relación consumo-productividad no es fácilmente visible. En relación con el consumo de combustibles fósiles, el método propuesto parte de estimar las emisiones de CO2 generadas en su consumo en la economía estudiada, tratando de determinar la superficie de los bosques necesaria para absorber las emisiones. Para eso, hace falta determinar una tasa representativa de la cantidad de CO2 que puede absorber una hectárea de bosque, aplicando inicialmente (Wackernagel y Rees, 1996) una tasa de absorción de 6,6 tCO2/ha año, obtenida de estudios referidos a los bosques canadienses. Otro valor comúnmente empleado son los 5,21 tCO2/ha.año que propone el Panel Internacional sobre Cambio Climático (IPCC).[3]

3.1.2 EJEMPLO: Cálculo de la Huella ecológica Individual Para calcular este indicador, primero se establece el consumo de la población o de un habitante promedio y luego se determina el área o la superficie necesaria para responder a ese consumo. Por ejemplo, un habitante consume 125 gramos de carne al día, lo cual representa un consumo de 45,625 kilogramos al año Ci = 125 gramos x 365 días = 45625 gramos = 45,625 kg/hab Si en la zona en la cual pasta el ganado que produce esa carne se ha establecido un índice de productividad (promedio de producción en un área determinada) de 450 kilogramos de carne por hectárea al año, es fácil deducir que se necesita cerca de una décima parte de una hectárea cada año para suplir las necesidades de carne de esa persona eso quiere decir que la productividad del producto es de 450 kg/ ha Para calcular la HE pc se utilizara la ecuación (1)

HE pc =

45,625kg / hab = 0,1ha / hab 450kg / ha

Ing. Anabelle Zegarra G

25


Ecología Industrial

La huella ecológica se expresa en hectáreas por habitante (ha/hab) si se realiza el cálculo para un habitante, o bien, simplemente en hectáreas si el cálculo se refiere al conjunto de la comunidad estudiada.

3.1.3 Huella ecológica del Perú Hace unos años (2008), Perú ha creado el Ministerio del Ambiente para hacer frente a diversos problemas ambientales y en 2010, el Ministerio destinó fondos para trabajar la huella ecológica. "Para nosotros, es de particular importancia contar con información e indicadores que dan cuenta de nuestra creciente demanda de la biocapacidad del planeta para satisfacer nuestras necesidades", escribió la Vice Ministra Ana María González del Valle Begazo, en una carta oficial de interés. El Ministerio del Ambiente del Perú y Global Footprint Network han hecho una evaluación cuidadosa de la huella ecológica del país y su biocapacidad. Nuestro país es uno de los países más geográfica y biológicamente diversos del mundo, con todo ello la Huella Ecológica del Perú se inscribe en un nivel de 1,8 hectáreas globales disponibles por persona en el mundo. En los últimos años el Perú ha experimentado su mayor crecimiento económico y la reducción significativa de la pobreza. Aún así, el país se enfrenta a limitaciones de recursos críticos, tales como el agua, que amenazan a estos logros. También se enfrenta a retos sociales clave, como la desnutrición crónica y las tasas regionales de pobreza. [5] Global footprint network y el Ministerio del Ambiente han trabajado en el cálculo de la huella ecológica en el país, a

continuación se muestra la evolución de la huella

ecológica y capacidad de carga en el Perú (figura 3.2)

Ing. Anabelle Zegarra G

26


Ecología Industrial

Figura 3.2. Evolución de la Huella Ecológica y Capacidad en el Perú Fuente: [5] 3.2 BIOCAPACIDAD La biocapacidad, representa la habilidad de los ecosistemas para producir materiales biológicos útiles y para absorber desechos generados por los humanos, utilizando tecnologías de administración y extracción actuales. La biocapacidad de un área se mide multiplicando las áreas físicas por el factor de rendimiento y factor de equivalencia apropiados. Generalmente se expresa en hectáreas globales. La Huella Ecológica mide la demanda sobre esta capacidad productiva [4] Al comparar los valores de la huella ecológica y la biocapacidad se puede conocer si la región estudiada presenta un déficit ecológico, es auto suficiente o presenta reserva ecológica Tabla 3.3 Huella Ecológica y Biocapacidad Huella Ecológica

>

Biocapacidad

La región presenta un déficit ecológico

Huella Ecológica

< =

Biocapacidad

La

región

es

autosuficiente

Por tanto, el déficit ecológico muestra que una región no es autosuficiente, ya que consume más recursos de los que dispone. Este dato indica que la comunidad se está apropiando de superficies fuera de su territorio, o bien, que está hipotecando y haciendo uso de superficies que pertenecen a las futuras generaciones. En el marco de la sostenibilidad, el objetivo final de una sociedad tendría que ser el de disponer de una huella ecológica que no sobrepase su capacidad de carga, de manera que el déficit ecológico sea igual a cero.

Ing. Anabelle Zegarra G

27


Ecología Industrial

3.3 CONSUMO HUMANO SUPERA LA CAPACIDAD DE CARGA ECOLÓGICA DE LA TIERRA La huella ecológica ha superado la capacidad de generación de recursos de la tierra desde la década de 1980. En un artículo publicado por la Academia de Ciencias de los Estados Unidos, un conjunto de investigadores de diez países midieron el impacto de la agricultura y los cultivos forestales, los pastos para animales, la pesca, las tierras transformadas para las ciudades y los servicios que las soportan y, finalmente, la extracción y quema de combustibles fósiles. De acuerdo con sus análisis, la demanda de recursos por los seres humanos (huella ecológica) en 1961 era alrededor del 70% de la capacidad de regeneración de la tierra. En la década de 1980 esa demanda alcanzó el total disponible, y en 1999 excedió la disponibilidad planetaria. [6] En el mundo existen solamente 1,8 hectáreas de espacio biológicamente productivo disponible para cada persona en la Tierra, pero la Huella Ecológica promedio mundial es de 2,7 hectáreas por persona; esto significa que la humanidad está sobrepasando la capacidad ecológica de la biosfera en casi un 50 por ciento. Es decir, tomamos más de lo que la naturaleza nos puede dar. (Datos al 2010 según [5]) La biosfera necesita aproximadamente 16 meses para renovar lo que la humanidad consume en un año, lo que trae como consecuencia que el capital natural de la Tierra se esté agotando. En muchos países, la demanda de capacidad ecológica excede el área biológicamente productiva que tienen disponible. Estas naciones están incurriendo en un déficit ecológico nacional, es decir, que en estos casos, el área del país por sí sola no puede proveer los suficientes servicios ecológicos para satisfacer los actuales estándares de consumo de su población [7].

Figura 3.3 Huella ecológica de la humanidad, Fuente: [7]

Ing. Anabelle Zegarra G

28


Ecología Industrial

Recordaron que el objetivo del desarrollo sustentable es mantener la demanda humana dentro de lo que la naturaleza puede suministrar. Existen varias opciones para enfrentar este problema: “El consumo de recursos para el transporte y la vivienda puede reducirse hasta cuatro veces manteniendo los mismos niveles de servicio”, indicaron Wackernagel y sus colegas. Los autores reconocen que resulta difícil determinar qué parte de la tierra debería mantenerse como una reserva para las entre 7 y 14 millones de especies con las que compartimos el planeta. La humanidad debería mantener una ”póliza de seguro”, “un colchón protector, tan grande como sea posible”, afirman los científicos. [6]

Bibliografía [1] Doménech J. 2006. Guía metodológica para el cálculo de la huella ecológica corporativa. Argentina [2] R. Martinez. “Algunos aspectos de la Huella ecológica”, InterSedes, vol.8, no. 14, pp. 11 – 25, marzo 2007. Disponible en: http://www.intersedes.ucr.ac.cr/numeros-anteriores/33 [3] Carballo, A. García,M. Doménech, J. Sebastián,C. Rodríguez,G. y González M. 2008. La huella Ecológica corporativa: Concepto y Aplicación a dos empresas pesqueras de Galicia. Revista Galega de Economía, vol. 17, núm. 2. (2008) [4]Global Footprint Network. “Huella Ecológica y Biocapacidad en la Comunidad Andina”. 2009. Disponible en http://www.footprintnetwork.org/images/uploads/CAN_Teaser_ES_2009.pdf [5]Global

Footprint

Network.

2009.

Disponible

en

http://www.footprintnetwork.org/es/index.php/GFN/page/peru/ [6] Centro Latinoamericano de Ecología Social (CLAES). “Consumo humano supera la capacidad de carga ecológica de la Tierra”. Disponible en http://ambiental.net/noticias/HuellaEcologicaTierra.htm [7] REDEFINING PROGRESS. La huella ecológica: Sustentabilidad del concepto a hechos concretos. Disponible en http://www.ecoprotege.cl/doc_2_huella_ecologica.pdf

Ing. Anabelle Zegarra G

29


Ecología Industrial

IV. FUNDAMENTOS ECOLOGÍA INDUSTRIAL

La actividad productiva

desempeña un papel protagónico en el desarrollo de las

sociedades, siendo la depositaria de la tecnología y encargada de proporcionar bienes y servicios a las comunidades, sin embargo es también la principal fuente de impacto ambiental. De allí que las industrias pueden llevarnos a lograr un desarrollo sostenible o insostenible [1]. La evolución hacia el desarrollo sostenible, exige cambios tanto de los sistemas de producción como de los patrones de consumo. La sostenibilidad desde el punto de vista físico es definida por Wadel et. al. (2010) como el cierre

de los ciclos materiales,

alcanzándose éste cierre en un sistema determinado cuando no existen flujos de residuos sino que los recursos se reciclan constantemente [2]. Para lograr un desarrollo sostenible son necesarias diversas estrategias tecnológicas que consideren “al territorio como un conjunto de ecosistemas” y contribuyan a que todos los procesos adopten criterios de ecoeficiencia. Dentro de estas estrategias tecnológicas Díaz menciona: [3] -

La Ecología industrial (Industrial Ecology)

-

Prevención de la Contaminación (Pollution Prevention)

-

Producción más limpia (Cleaner Produccion)

-

Análisis del Ciclo de Vida (ACV)

4.1 ECOLOGÍA INDUSTRIAL El concepto de Ecología Industrial surge de la percepción de que la actividad humana está causando cambios inaceptables en los sistemas básicos de soporte ambiental. Los primeros intentos para disminuir el impacto causado al ambiente por la industria datan de los años 50 del siglo pasado donde predominó el concepto de “final de tubería” (End of pipe), el cual se basa en utilizar técnicas de control tales como filtros o depuradoras; este concepto llevó a una separación entre la industria y su entorno, transfiriendo el contaminante de un medio a otro sin incentivar el ahorro y/o sustitución

Ing. Anabelle Zegarra G

30


Ecología Industrial

de recursos, ni disminuyendo las emisiones contaminantes, por consiguiente no había un mejoramiento ambiental. Posteriormente, encontramos las raíces de la ecología industrial en la década de 1960 y 70 con el análisis de sistemas y la interacción entre los sistemas industriales y sistemas naturales. Esta metodología de enfoque de sistemas se puede remontar a la obra de Jay Forrester en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), él era uno de los primeros en ver el mundo como una serie de sistemas entrelazados. En 1989, Robert Ayres desarrolló el concepto de metabolismo industrial: el uso de materiales y energía por la industria y la forma en que estos materiales fluyen a través de sistemas industriales y se transforman y disipan como residuo. Al rastrear los flujos materiales y energéticos y la realización de balances de masa, se podría identificar los productos y procesos ineficientes que daban lugar a residuos industriales y la contaminación, así como determinar las medidas necesarias para reducirlos. Robert Frosch y Gallopoulos Nicolás, en el artículo "Estrategias para la Producción" (Scientific American 261, septiembre de 1989, 144-152), desarrolló el concepto de ecosistemas industriales, lo que llevó a la ecología industrial a largo plazo. Su ecosistema industrial ideal funcionaría como un "análogo" de sus homólogos biológicos. Esta metáfora entre los ecosistemas naturales e industriales es fundamental para la ecología industrial. Los sistemas industriales no deben dejar residuos ni tampoco causar un impacto negativo sobre los sistemas naturales. [4] Hoy en día la ecología industrial ha ganado un espacio importante, en 1987 el MIT Press lanza the Journal of Industrial Ecology y en el 2001 se funda The International Society for Industrial Ecology. A partir de la segunda mitad de la década de 1990 el concepto se extiende desde el ámbito técnico y académico hasta numerosos círculos de negocios e incluso como una parte de la política ambiental en algunos países.[5] Lule y Cervantes (2010) explican que

existen diversas definiciones de Ecología

Industrial dependiendo del área de estudio [6], a continuación algunas de ellas: Es un producto de la evolución de los paradigmas sobre manejo ambiental y de la integración de nociones de sostenibilidad en los sistemas económicos y ambientales, en los cuales los procesos productivos son concebidos como parte integral del ecosistema [7].

Ing. Anabelle Zegarra G

31


Ecología Industrial

Es un área de conocimiento que busca que los sistemas industriales tengan un comportamiento similar al de los ecosistemas naturales, transformando el modelo lineal de los sistemas productivos en un modelo cíclico, impulsando las interacciones entre economía, ambiente y sociedad e incrementando la eficiencia de los procesos industriales [6]. La ecología Industrial según Capuz es un paradigma para lograr el Desarrollo sostenible, definiéndola como “una estructura económica y física y una actitud de los agentes implicados en la sociedad industrial tal que se consigue un equilibrio sostenido con la biósfera” [1]. La ecología industrial es un nuevo enfoque del diseño industrial de productos y procesos, así como de la definición de estrategias de manufactura sostenible. Es un concepto en el que un sistema industrial no se ve en forma aislada de los sistemas que lo rodean, sino en concierto con ellos [8]. De la misma manera [5], identifica tres enfoques, sobre los que se sustenta la construcción teórica de los pioneros de la ecología industrial marcando algunas diferencias de interpretación. Tabla 4.1: Enfoques teóricos en torno a la ecología industrial La

ecología

industrial

como

un

proceso

de

desmaterialización de la economía.

Stephen Bunker (análisis crítico) Hardin Tibbs / Escuela de Austria, Lowe y Schmidt-Bleek

La ecología industrial vista desde el balance de

Robert Ayres y Leslie Ayres

materiales y de energía hasta su reintegración a los ciclos biogeoquímicos y de materiales La ecología industrial como una estrategia que

Robert Frosch - Nicholas

genera interacciones dentro del sistema industrial

Gallopoulos

en analogía con los sistemas naturales

T.E. Graedel, Braden Allenby y J. Ausbel

Fuente [5] Por tanto, la Ecología Industrial se basa en el análisis de sistemas, intentando que un sistema industrial (por ejemplo una fábrica que tiene ingresos y salidas de materiales) imite a un sistema natural (ecosistema natural) en el cual no existen residuos porque la naturaleza recicla todos sus desechos. Se puede decir que la Ecología Industrial se enfoca en las relaciones y flujos de los materiales hacia y desde el ecosistema Ing. Anabelle Zegarra G

32


Ecología Industrial

medioambiental. Buscando optimizar el ciclo total de materiales: desde la materia prima virgen y el residuo no reutilizable, migrando hacia el material procesado, el componente, el producto y el residuo reciclable. La ecología Industrial busca reducir el consumo de materia prima y energía (ingresos al sistema industrial) interrelacionándose con otras industrias, de tal forma que la biosfera sea capaz de reemplazarlos, y que las emisiones de residuos se reduzcan hasta unos valores tales que la biosfera pueda asimilarlos.

4.2 ECOSISTEMA INDUSTRIAL – ECOSISTEMA BIOLÓGICO

Figura 4.1 Ecosistema Industrial Fuente: http://cienciaescolar.net/proyectos/?p=1650 Dado que la ecología industrial busca que los ecosistemas industriales imiten a los ecosistemas naturales, intentaremos explicar cada uno de ellos En un ecosistema natural o biológico, los productores primarios (aquéllos que sintetizan sustancias esenciales para su metabolismo a partir de sustancias inorgánicas como las plantas o algunas bacterias) sirven de alimento a los consumidores primarios (herbívoros), estos a su vez a los secundarios (carnívoros), continúan en la cadena alimentaria los consumidores terciarios omnívoros y los necrófagos. Existe un último nivel que corresponde a los descomponedores: microorganismos, los cuales actúan sobre los organismos muertos degradando la materia orgánica y devolviéndola al

Ing. Anabelle Zegarra G

33


Ecología Industrial

ambiente en forma de sustancias inorgánicas, al suelo: nitritos, nitratos, agua y a la atmósfera (dióxido de carbono). Un ecosistema industrial puede ser definido como un grupo de empresas [9] que se interrelacionan compartiendo, aprovechando o reutilizando tanto materia prima, como insumos, fuentes de energía, agua y residuos; buscando cerrar el ciclo de materiales. En este sentido, se genera una simbiosis industrial. De forma similar, en los ecosistemas industriales cada proceso debe verse como parte dependiente e interrelacionada de un todo mayor. La analogía entre el ecosistema biológico y el industrial no es perfecta, pero se podría ganar mucho si el sistema industrial imitara las mejores características de su homólogo biológico [10].

4.3 SIMBIOSIS INDUSTRIAL La Simbiosis es entendida como una relación de dos o más individuos de diferentes especies que se asocian para obtener un beneficio mutuo. Así a nivel industrial podría traducirse como la relación benéfica entre diversas industrias. Algunas empresas se beneficiarán al recibir como materia prima lo que otras empresas desechan y estas a su vez reducen sus niveles de residuos y obtienen ganancias. La definición más utilizada para describir la simbiosis industrial es la siguiente: “esta herramienta se basa esencialmente en conectar físicamente a empresas vecinas (vía tuberías o transporte automotor de las sustancias), de cara al intercambio prolongado de agua, materiales (residuos) y energía con el fin de reducir costos de producción y tratamiento de residuos” [10] La simbiosis es una herramienta de la Ecología industrial, un método de cierre de ciclo de materia [11]. Tal como indica Laybourn, director del Programa británico del National Industrial Symbiosis Programme (NISP) la simbiosis industrial es “una línea de la ecología industrial, que incluye conceptos como el análisis del ciclo de vida, la contabilidad ecológica y la producción ecológica. Puede considerarse como una metáfora de la naturaleza según la cual si en el mundo industrial nos organizamos más como la naturaleza seremos más sostenibles” [12].

Ing. Anabelle Zegarra G

34


Ecología Industrial

Cabe anotar que, no existe una definición estándar para la Simbiosis Industrial, sin embargo puede expresarse como el intercambio de materiales entre varios sistemas productivos de forma que el residuo de uno es materia prima para otros y su implantación promueve una red de empresas [13] Desde esta perspectiva, la simbiosis industrial es el método que utiliza la Ecología Industrial para contribuir al avance en el logro del desarrollo sostenible. El ejemplo más conocido

en el campo de la Ecología Industrial, es el de la ciudad

danesa de Kalundborg en el cual se acuñó la palabra Simbiosis Industrial. Este es el primer antecedente de creación de una red de intercambios entre diversas industrias ubicadas en un área común. 4.3.1 Simbiosis Industrial de Kalundborg [14] Este modelo de Simbiosis Industrial de Kalundborg, es también denominado ecoparque industrial y se basa esencialmente en conectar físicamente a empresas vecinas de cara al intercambio prolongado de agua, materiales (transformación de residuos en subproductos utilizables por otras empresas) y energía, con el fin de reducir costes de producción y tratamiento de residuos. Conviene destacar que el proceso de gestación de este modelo radica en la cooperación, que se ve facilitada por la convivencia de sus protagonistas en la pequeña ciudad de Kalundborg. En la actualidad el ecosistema industrial de Kalundborg lo forman principalmente cinco integrantes (tabla 4.2): Asnaes DONG Energy (central térmica), Statoil (refinería), Gyproc (fabricante de placas de yeso), Novo Group (empresa farmacéutica y de biotecnología) y la ciudad de Kalundborg; los cuales, junto a otros diez componentes, configuran el modelo de Simbiosis Industrial de Kalundborg (figura 4.2).

Ing. Anabelle Zegarra G

35


Ecología Industrial

Tabla 4.2: Participantes de la Simbiosis Industrial de Kalundborg

Fuente: [14] Cabe destacar que para llegar al modelo que se muestra en la figura 4.2 han pasado muchos años; las primeras industrias en instalarse fueron Asnaer Power Station (1959) y Statoil(1961), en 1970 abre la planta de fabricación de placas de yeso (Gyproc), pero recién en el año 1972 se establece el primer mecanismo de simbiosis industrial. El corazón del sistema es la central eléctrica (Asnaes Power Station), la más grande de Dinamarca. Esta empresa distribuye el calor que produce su planta a la comunidad mediante un sistema de ductos, con lo cual se ha eliminado el uso de 3500 calentadores domésticos de aceite. La colaboración y comunicación entre la empresa y la comunidad permitió reducir en un 80% los desechos energéticos que produce la empresa y a la vez proveer calefacción a un bajo costo a la comunidad [7].

Ing. Anabelle Zegarra G

36


Figura 4.2 Esquema del modelo de Simbiosis Industrial de Kalundborg (estado al 2009) Fuente [14]


Por otra parte, la empresa eléctrica (Asnaes Power Station) le distribuye vapor a la refinería (Statoil) y a la empresa farmacéutica (Novo Nordisk), que estas utilizan en sus procesos productivos. La refinadora suple de esta manera un 40% de sus requerimientos de vapor y la empresa farmacéutica la totalidad de los suyos. Este intercambio ha permitido reducir la contaminación térmica que resultaría al descargar agua caliente directamente al mar, lo que podría tener consecuencias adversas para la vida marina. A la vez, se provee una alternativa más barata que la de hervir grandes cantidades de agua para obtener el vapor, con lo cual se ahorra también agua dulce, cuyo suministro es limitado [7]. La escasez de agua potable también ha motivado la implementación de esquemas de reuso del agua. Por ejemplo, la refinadora de petróleo envía agua de enfriamiento hacia la Central Eléctrica, donde es purificada y utilizada para la alimentación de calderas; la refinadora también envía aguas de desecho tratadas a la central eléctrica, donde se usa para propósitos de limpieza. Este tipo de vínculos simbióticos han reducido la demanda de agua en alrededor de un 25% [7]. La empresa productora de Gypsum (Gyproc) también se beneficia de los desechos de la Central Eléctrica. En este caso el desecho utilizado es dióxido sulfúrico, a partir del cual se obtiene sulfato de calcio, la principal materia prima utilizada en la elaboración del Gypsum. A partir de dicho proceso Gyproc obtiene aproximadamente dos terceras partes del sulfato de calcio que utiliza; anteriormente este se obtenía de minas españolas a cielo abierto. Las cenizas y otros desechos resultantes del proceso de quemado del carbón también son vendidas por la Central Eléctrica para la construcción de carreteras y la producción de cemento. Además, la empresa productora de Gypsum recibe gas liviano de la refinería, que utiliza para encender los hornos de secado; de esta manera se evita la práctica de quemar los gases de desecho [7]. En lo que respecta a la empresa farmacéutica, esta reparte sin costo entre los productores cercanos el barro de desecho que funcionó como sustrato para la fermentación y generación de sus productos, el cual, una vez calentado para eliminar microorganismos, es rico en nutrientes y puede ser utilizado como un fertilizante de bajo costo. En este caso, además del beneficio para cerca de 1000 productores agrícolas, se evita el lanzamiento de dichos barros al mar [7].


Ecología Industrial

4.4 METABOLISMO INDUSTRIAL Metabolismo es un término usado originalmente dentro de la biología, deriva del término griego metabole que significa cambio transformación, involucra las reacciones química que ocurren en un organismo vivo transformando la materia y la energía [15]. Así por ejemplo en procesos como la ingestión de alimentos y nutrientes para mantener y realizar funciones vitales se genera a su vez la eliminación de los desechos a través de la orina y de las heces, la respiración, la circulación sanguínea y la regulación de la temperatura corporal. A lo largo de todos los procesos que experimenta un organismo se da un consumo de materiales y de energía que pasa de baja a alta entropía Cuando se busca hacer una analogía sobre este proceso en los organismos biológicos hacia los sistemas industriales se encuentran varias similitudes pero también límites importantes. [5] citando a Ayres, señala que existe una analogía obligatoria entre organismos biológicos y actividades industriales no sólo porque ambos son sistemas que procesan materiales y manejan un flujo de energía libre sino, porque ambos son ejemplo de un “sistema disipativo” que se auto-organiza en un estado estable, lejos del equilibrio termodinámico. El metabolismo industrial hace referencia a los procesos físicos que transforman las materias primas y la energía, además del trabajo, en productos y residuos que se encuentran en una condición de estabilidad. Dado que la actividad industrial no se autoregula totalmente ya que depende de otras fuerzas presentes en el mercado, es el sistema económico en su conjunto el mecanismo metabólico [5].

Figura 4.3. Metabolismo Biológico, Metabolismo Industrial Fuente:[16]

Ing. Anabelle Zegarra G

39


Ecología Industrial

Esta analogía es llevada también al plano de una empresa manufacturera individual, Ayres

señala algunas diferencias:

así

como un ecosistema

es

equilibrado,

interdependiente, es una comunidad semiestable de organismos vivos que da lugar a interacciones como el parasitismo o la depredación; la empresa puede describirse como equilibrada, semiestable, con interacciones entre firmas que dan lugar a relaciones de cooperación y competencia [5]. Sin embargo, los organismos biológicos se reproducen a sí mismos y las empresas producen bienes o servicios; en segundo lugar, los organismos son altamente especializados y los procesos de mutación corresponden a plazos evolutivos sumamente largos, en tanto que una firma puede cambiar de producto o de negocio en un tiempo corto; y, finalmente, el metabolismo que se da en un organismo solo podría asemejarse a los procesos del sistema económico donde participan diversos agentes, ya que la empresa sólo se considera una unidad de análisis promedio en el sistema económico [5]. Es este metabolismo industrial el que la ecología industrial indica que debe ser perfeccionado o modificado, de tal forma que la materia y energía que ingresan al sistema luego de ser procesada, no sea desechada directamente, sino reutilizada ya sea en el mismo proceso industrial o en otros aplicando el concepto de simbiosis industrial.

4.5 MODELOS DE ECOLOGÍA INDUSTRIAL Las industrias antiguamente no se preocupaban por el ambiente, los recursos eran tan abundantes que eran extraídos en forma ilimitada, así mismo los residuos eran eliminados directamente y no se observaba un gran impacto sobre el medio; con el paso del tiempo como se ha explicado se va evolucionando hacia la búsqueda de un desarrollo sostenible y con ello crece la preocupación por el ambiente, la escases de recursos que nos llevan a buscar cerrar el ciclo de materia La ecología Industrial considera 3 modelos que se diferencian en base a sus sistemas de materiales y energía:

Ing. Anabelle Zegarra G

40


Ecología Industrial

4.5.1 Tipo I Un sistema de tipo I está representado como un proceso lineal (figura 4.4) en el que la materia y de energía ingresan al sistema y luego lo dejan ya sea como productos, subproductos o desechos. Debido a que los residuos y subproductos no son reciclados o reutilizados, este modelo requiere de una fuente grande y constante de materias primas. A menos que el suministro de materia y energía sea infinita, este sistema es insostenible, aún más, la capacidad de los sistemas naturales para asimilar desechos (conocido como "sumideros") es también finito [4]

Figura 4.4. Modelo Tipo I Fuente [4],[10] 4.5.2 Tipo II En un sistema de tipo II (figura 4.5), que caracteriza a gran parte de nuestro actual sistema industrial, algunos desechos son reciclados o reutilizados dentro del sistema, mientras que otros todavía son dejados [4].

Figura 4.5. Modelo Tipo II Fuente [4],[10]

Ing. Anabelle Zegarra G

41


Ecología Industrial

4.5.3 Tipo III El sistema de tipo III (figura 4.6) representa el equilibrio dinámico de los sistemas ecológicos, donde la energía y los desechos son constantemente reciclados y reutilizados por otros organismos y procesos dentro del sistema. Este es un sistema cerrado altamente integrado. En un sistema industrial totalmente cerrado, sólo la energía solar debería venir de fuera, mientras que todos los subproductos deberían ser constantemente reutilizados y reciclados en su interior. Un sistema de tipo III representa un estado sostenible y es una meta ideal de la ecología industrial [4].

Figura 4.6. Modelo Tipo III Fuente [4],[10]

Ing. Anabelle Zegarra G

42


Ecología Industrial

Bibliografía [1] S. Capuz. Ecodiseño: Ingeniería del ciclo de vida para el desarrollo de productos sostenibles. México D.F.: Alfaomega, 2003. [2] G. Wadel, J. Avellaneda y A. Cuchí, “La sostenibilidad en la arquitectura industrializada: cerrando el ciclo de los materiales”, Revista Informes de la Construcción, vol. 62, pp. 3751, Enero -Marzo 2010 [3] R. Díaz. Desarrollo Sustentable: una oportunidad para la vida. México: Mc Graw Hill, 2011. [4] A. Garner y G. Keoleian, “Industrial ecology: an introduction”. National Pollution Prevention Center for Higher Education - Universidad de Michigan. [Online]. Disponible en http://www.umich.edu/~nppcpub/resources/compendia/INDEpdfs/INDEintro.pdf [5] G. Carrillo, “Una revisión de los principios de la ecología industrial”, Argumentos Universidad Autónoma Metropolitana – Xochimilco México, Vol. 22, No. 59, pp. 247-265, Enero-Abril, 2009. Disponible en http://redalyc.uaemex.mx/pdf/595/59511412009.pdf [6] D. Lule y G. Cervantes, “Diagramas de Flujo de sistemas industriales, una herramienta para la ecología industrial. El caso del corredor industrial de Altamira” en 5to Congreso Internacional de Sistemas de Innovación para la Competitividad (sinnco), Guanajuato, México, 2010. Disponible en: http://octi.guanajuato.gob.mx/sinnco/formulario/MT/MT2010/MT9/SESION1/MT91_DLUL EC_129.pdf [7] Timothy Considine 1998 Ecología Industrial. Pennsylvania: Universidad del Estado de Pennsylvania Consultado (09 feb 2012). Disponible en http://www.mcrit.com/ecosind_web/Doumentacio/Ecologia%20Industrial%20que%20es. pdf [8] P. Medellín, “Ecología industrial: Una tendencia que se está construyendo...muy lentamente”. Publicado en Pulso, Diario de San Luis Sección Ideas, Pág. 4a del jueves 11 de febrero de 1999. San Luis Potosí, México. [Online] Disponible en: http://ambiental.uaslp.mx/docs/PMM-AP990211-EcologiaIndustrial.pdf [9] I. Serrano, I. Torre y J. Eguren. Desarrollo de un método para la implantación de Ecosistemas Industriales a nivel comarcal, IX Congreso de ingeniería de Organización, Gijón, 2005. [Online]. Disponible en: http://io.us.es/cio2005/items/ponencias/14.pdf [10] R. Pastor. “Ecología Industrial: por una industria sostenible”, en Revista Ingeniería Química- septiembre 1996.

Ing. Anabelle Zegarra G

43


Ecología Industrial

[11] G. Cervantes, “La ecología Industrial: innovación y aplicación del desarrollo sustentable en sistemas humanos”, en 5to Congreso Internacional de Sistemas de Innovación para la Competitividad (sinnco), Guanajuato, México, 2010. Disponible en: http://octi.guanajuato.gob.mx/sinnco/formulario/MT/MT2010/MT9/SESION1/MT91_GCE RVANTEST_128.pdf [12] P.Laybourn (Entrevista por la Comisión Europea de Medio Ambiente), Julio 2011. Disponible en http://ec.europa.eu/environment/etap/inaction/interviews/212_es.html [13] G. Cervantes, R. Sosa, G. Rodríguez y F. Robles, “Ecología industrial y desarrollo sustentable”. Ingeniería, Revista Académica de la Facultad de Ingeniería –Universidad Autónoma de Yucatán, vol. 13,

No.1, pp. 63-70, enero abril 2009. Disponible en

http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=46713055007 [14] J. Costa, “Aplicación de la termoeconomía a la ecología industrial en Kalundborg” M.S. tesis, Universidad de Zaragoza, España, 2011 [Online] Diponible en http://zaguan.unizar.es/TAZ/EUITIZ/2011/6503/TAZ-TFM-2011-079.pdf [15] N. Campbell y J. Reece. Biología. Madrid: Editorial Médica Panaméricana S.A., 2007 [16] M. Vásquez. “A propósito del desarrollo sostenible y el alojamiento”, 2006. [Online]. Disponible en http://habitat.aq.upm.es/boletin/n38/amvaz.html

Ing. Anabelle Zegarra G

44


Ecología Industrial

V. ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA 5.1 CICLO DE VIDA El Ciclo de Vida de un producto considera toda la “historia” del producto, desde su origen como materia prima hasta su final como residuo. Se tienen en cuenta todas las fases intermedias como transporte y preparación de materias primas, todas las actividades de transformación, transporte a mercados, distribución, uso, disposición final. Para lograr la minimización del impacto ambiental generado por un producto, la gestión empresarial debe realizarse teniendo una visión global del proceso, desde “la cuna hasta la tumba”, de manera que se conozcan los recursos consumidos por unidad de producto y los residuos que se generan. Esta perspectiva sólo se alcanza con el Análisis del Ciclo de Vida [1]

Figura 5.1 Ciclo de Vida de un producto Fuente [2] 5.2 ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA El Análisis del Ciclo de Vida (ACV) denominado en inglés Life Cycle Analysis (LCA) es una de las herramientas más modernas, eficientes y usadas extensivamente en todo el mundo para:

Ing. Anabelle Zegarra G

45


Ecología Industrial

Evaluar comparativamente el impacto ambiental de productos de consumo fabricados con distintas materias primas durante su existencia

Es un proceso para evaluar los peligros ambientales asociados con un producto, proceso o actividad, identificando y cuantificando la energía y los materiales que se utilizan, las emisiones al ambiente y además se identifican y evalúan las oportunidades que pudieran mejorar la relación con el medio ambiente.

El ACV estudia los aspectos ambientales y los impactos potenciales a lo largo del ciclo de vida de un producto o de una actividad. El ACV es una metodología cuantitativa y por tanto amplía de forma objetiva los elementos de juicio necesarios para la toma de decisiones, compatibilizando la preocupación por el medio ambiente y los beneficios económicos en el análisis y gestión de la contabilidad tradicional, constituyendo por lo tanto una poderosa herramienta de gestión. Por tanto su aplicación es de un ámbito mucho mayor a otras herramientas de gestión ambiental como pueden ser la Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) de un proyecto, que analiza los impactos localizados del proyecto a realizar con sus medidas correctoras y alternativas posibles, o la Auditoría Ambiental (AA) que analiza la adaptación a las normas ambientales de una empresa o instalación [3]. Tabla 5.1. Comparación del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) con dos de las herramientas de gestión ambiental más conocidas: auditoría ambiental (AA) y estudio de impacto ambiental(EIA). Método

Objeto

Objetivo

Proceso

ACV

Producto

Evaluación y mejora del

- Inventario

impacto ambiental

- Evaluación de impacto - Actuaciones

AA

Empresa o Instalación

Adaptación a una norma

- Análisis situacional

ambiental

- Puntos débiles - Propuestas

EIA

Proyecto

Decisión proyecto

sobre

un

- Evaluación de impacto ambiental y social - Medidas correctoras - Necesidad

del

Proyecto Fuente: [4]

Ing. Anabelle Zegarra G

46


Ecología Industrial

La primera definición oficial de ACV se estableció en 1994, según la cual “el ACV es un proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad. Esto se lleva a termino identificando la energía, materia utilizada y residuos de todo tipo vertidos al medio, determinando el impacto de este uso de energía y materias y de las descargas al medio; evaluando e implementado prácticas de mejora ambiental” [1] La ISO 14000 es una serie de normas internacionales para la gestión ambiental, dentro de esta normativa destaca la norma ISO 14040, la cual estandariza el Análisis del Ciclo de Vida, en la misma se especifican los usos y aplicaciones del ACV: •

Identificación de oportunidades de mejora de los aspectos ambientales de los aspectos ambientales de los productos en todas las etapas de su ciclo de vida

Toma de decisiones relacionadas con la planificación estratégica, establecimiento de prioridades, diseño o rediseño de productos o procesos.

Selección de indicadores de comportamiento ambiental relevantes incluyendo técnicas de medición.

Hoy en día se han elaborado cuatro normativas relacionadas con el ACV: •

ISO 14040 (1997): especifica el marco general, principios y necesidades básicas para realizar un estudio de ACV, no describiéndose la técnica del ACV en detalle (ISO-14040 1997).

ISO 14041 (1998): en esta normativa se especifican las necesidades y procedimientos para elaborar la definición de los objetivos y alcance del estudio y para realizar, interpretar y elaborar el informe del análisis del inventario del ciclo de vida, ICV (LCI) (ISO-14041, 1998)

ISO 14042 (2000): en ella se describe y se establece una guía de la estructura general de la fase de análisis del impacto, AICV (LCIA). Se especifican los requerimientos para llevar a cabo un AICV y se relaciona con otras fases del ACV (ISO-14042, 2000a).

ISO 14043 (2000): esta normativa proporciona las recomendaciones para realizar la fase de interpretación de un ACV o los estudios de un ICV, en ella no se especifican metodologías determinadas para llevar a cabo esta fase (ISO-14043, 2000b).

Se han elaborado además documentos técnicos para ayudar a la elaboración de estudios de ACV como son:

Ing. Anabelle Zegarra G

47


Ecología Industrial

ISO TR 14047 (2002): proporciona un ejemplo de cómo aplicar la norma ISO 14042 (ISO-14047, 2002).

ISO/CD TR 14048 (2002): este documento proporciona información en relación con los datos utilizados en un estudio de ACV (ISO-14048, 2002).

ISO/TR 14049 (1998): este informe técnico proporciona ejemplos para realizar un ICV de acuerdo con ISO 14041. Estos ejemplos deberán entenderse como no exclusivos y que reflejan parcialmente un ICV (ISO-14049 , 1998).

5.3 METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA La metodología propuesta por la normativa ISO 14040 para realizar un ACV, divide este proceso en cuatro fases: objetivos y alcance del estudio, análisis del inventario, análisis del impacto e interpretación (Figura 5.2). Estas cuatro fases no son simplemente secuenciales. El ACV es una técnica iterativa que permite ir incrementando el nivel de detalle en sucesivas iteraciones [5]

Objetivo y alcance del estudio (ISO14041)

Interpretación (ISO 14043)

Análisis del Inventario (ISO14041)

Análisis del Impacto (ISO14042)

Figura 5.2: Fases Análisis del Ciclo de vida Fuente: [5]

5.4 OBJETIVO Y ALCANCE DEL ESTUDIO El proceso de Definición de Objetivos y Alcance del Estudio se describe en la norma ISO 14041.

Ing. Anabelle Zegarra G

48


Ecología Industrial

Esta primera fase debe incluir la definición exacta del alcance y profundidad del estudio, para determinar con qué propósito se utilizarán los resultados obtenidos y las conclusiones extraídas. Es importante definir: 5.4.1 La unidad funcional: Describe las características de operación del sistema bajo estudio. Es la medida de la función del sistema estudiado y da una referencia de cuáles son las entradas y salidas relacionadas. Esto permite la comparación de dos sistemas diferentes. La definición de la unidad funcional puede ser difícil. Ha de ser precisa y suficientemente comparable para ser utilizada como referencia [6]. Un ACV no sirve para comparar productos entre sí, sino servicios y/o cantidades de producto que lleven a cabo la misma función. Por ejemplo no es válido comparar dos kilos de pintura diferentes que no sirvan para realizar la misma función, cubrir un área equivalente con una duración similar. [5] La unidad funcional para un sistema de pintado puede estar definida por la superficie protegida

durante 10 años. La

comparación del impacto medioambiental de dos sistemas de pintado diferentes será posible si la unidad funcional es la misma [6]. 5.4.2 Límites del sistema: En [5] definen los procesos y operaciones que se van a considerar dentro y fuera del sistema a analizar. Debido a su naturaleza global un ACV completo puede resultar extensísimo. Por esta razón se deberán establecer unos límites que deberán quedar perfectamente identificados. Se pueden considerar los siguientes límites: •

Límites entre el sistema tecnológico y naturaleza. Un ciclo de vida normalmente empieza con la extracción de las materias primas y el transporte de la energía de la naturaleza. Las etapas finales normalmente incluyen generación de residuos y/o producción de calor.

Área geográfica. La geografía juega un papel crucial en la mayoría de ACV, por ejemplo infraestructuras, producción de electricidad, gestión de residuos y sistemas de transporte, variando de una región a otra. La sensibilidad de los impactos medioambientales también varía de unas regiones a otras.

Ing. Anabelle Zegarra G

49


Ecología Industrial

Horizonte de tiempo. Hay que definir no sólo los límites espaciales, también los temporales. Básicamente, los ACVs se llevan a cabo para evaluar los impactos presentes y para predecir los escenarios futuros. Las limitaciones de tiempo dependen de la tecnología utilizada, la vida de los contaminantes, etc.

Según

el

Centro

Panamericano

de

Ingeniería

Sanitaria

y

Ciencias

del

Ambiente (CEPIS), en los límites del sistema generalmente se incluyen [7]: •

La secuencia de producción principal, es decir, desde la extracción de materias primas hasta la eliminación final del producto, inclusive.

Operaciones de transporte.

Producción y uso de combustibles.

Eliminación de todos los residuos del proceso.

Fabricación del embalaje de transporte.

En los límites del sistema generalmente se excluyen: •

Fabricación y mantenimiento de equipos de producción.

Mantenimiento de plantas de fabricación, es decir, calefacción e iluminación.

Factores comunes a cada uno de los productos o procesos en estudio.

5.5 ANÁLISIS DEL INVENTARIO (ICV) El análisis de inventario se describe en la norma ISO 14041, allí se explica cómo definir el sistema de producto y cómo recoger y tratar los datos El análisis del inventario, se define como una agrupación de los ingresos y salidas durante el ciclo de vida del producto, agrupados en dos categorías: utilización de recursos y emisiones al aire, agua y tierra [8] Esta es la etapa más larga y aquella que se debe realizar con mayor cuidado para evitar errores en los resultados finales La fase del inventario comprende: •

La recolección de datos: Los datos son una conjunción de entradas y salidas relacionadas con la función o producto generado por el proceso. Las maneras utilizadas para esta recolección han de ser apropiadamente diseñadas para su recogida óptima. En consecuencia, los datos son validados y relacionados con la unidad funcional. [6]

Ing. Anabelle Zegarra G

50


Ecología Industrial

Los procedimientos de cálculo para identificar y cuantificar todos los efectos ambientales adversos asociados a la unidad funcional. De una forma genérica a los efectos ambientales se les puede denominar "carga ambiental", definiéndola como la salida o entrada de materia o energía de un sistema causando un efecto ambiental negativo. Con esta definición se incluyen tanto las emisiones de gases contaminantes, como los efluentes de aguas, residuos sólidos, consumo de recursos naturales, ruidos, radiaciones, olores, etc.

5.5.1 Tipos de datos A pesar de que hay muchos datos disponibles en bases de datos, siempre hay procesos que no se encuentran listados o cuyos datos no son representativos. Los datos se separan en dos clases: •

Primer Plano de Datos: Datos específicos requeridos para modelizar el sistema específico. Normalmente son datos que describen un producto específico y un sistema de producción.

Datos de fondo: Información para materiales genéricos, energía, transporte y sistemas de gestión de residuos. Este tipo de datos se encuentra normalmente en la literatura y bases de datos. [6]

5.5.2 Eco - Vector De acuerdo con [9] para cada flujo de entrada, se puede definir un vector asociado que incluye completa información sobre las cargas ambientales generadas durante el ciclo de vida. Otros datos del medio ambiente, como los recursos naturales, en qué medida se agotan, la cantidad de radiación nociva que se genera, etc., deben ser incluidos. Este eco-vector (ν) es un vector multidimensional, cada flujo de masa en el proceso (kg/s) lleva asociado un eco-vector ν cuyos elementos se expresan en masa (kg de contaminante por kg de producto) o en energía (kJ / kg), para cargas no medibles en unidades de masa como radiación o intensidad acústica (W—m-2). Es por ello que en general nos referimos a carga ambiental (CA) por unidad de masa (CA. kg-1). En cada caso deben expresarse en unidades que puedan ser acumuladas y con las cuales se puede realizar un balance. La expresión 1 muestra un eco-vector masa ν m en el cual las cargas ambientales están agrupadas en categorías de peligro ambiental.

Ing. Anabelle Zegarra G

51


Ecología Industrial

(kg / .kg )o(CA. / kg )   Materia prima renovable     Materia prima no renovable   Emisiones a la atmósfera   vm = Vertidos líquidos    Re siduos sólidos   Radiación    Otros 

(1)

De igual forma los flujos de energía (ingresos y salidas) de los procesos pueden ser asociados a un eco vector de energía νe cuyos elementos se expresan en kg de contaminante por kJ como en el caso del eco-vector masa o en forma genérica (CA—kJ-1). La expresión 2 muestra un eco-vector energía νme en el cual las cargas ambientales están agrupadas en categorías de peligro ambiental

(kg .kJ −1 )o(CA.kJ −1 )     Materia prima renovable   Materia prima no renovable    Emisiones a la atmósfera   ve = Vertidos líquidos     Re siduos sólidos   Radiación    Otros 

(2)

5.6 EVALUACIÓN DEL IMPACTO En esta etapa se evalúan los impactos ambientales ocasionados por todos los ingresos y salidas (durante el ciclo de vida del producto), debidamente cuantificados en la etapa previa. Definiendo el impacto ambiental como: “cualquier cambio en el medio ambiente, sea adverso o beneficioso, resultante en todo o en parte de las actividades, productos y servicios de una organización” [2] La evaluación del impacto se describe en la norma ISO 14042. Se analiza el impacto originado por los flujos determinados en el inventario.

Ing. Anabelle Zegarra G

52


Ecología Industrial

El objetivo de esta fase es transformar los centenares de valores (emisiones, recursos consumidos, etc.) obtenidos del inventario, en un número reducido de impactos ambientales [10] Para realizar esta evaluación la norma ISO 14042 considera elementos obligatorios y opcionales (figura 5.3) [11].

Elementos Obligatorios Selección de las categorías de impacto e indicadores de categoría

Asignación de los resultados del ICV, Clasificación

Cálculo de indicadores de Categoría, Caracterización

Resultado de los indicadores de categoría

Elementos Opcionales Normalización Agrupación Ponderación Análisis de la calidad de datos* *Obligatorio en análisis comparativos Figura 5.3: Elementos Obligatorios y Opcionales de la Evaluación del Impacto Fuente [5], [11] 5.6.1 Elementos Obligatorios a) Selección de las categorías de impacto e indicadores de categoría. En esta etapa se

observan los resultados del inventario y en base a estos se identifican y

quedan definidas las categorías de impacto

Ing. Anabelle Zegarra G

53


Ecología Industrial

b) Clasificación En esta fase se asignan los datos procedentes del inventario a cada categoría de impacto según el tipo de efecto ambiental esperado. Una categoría de impacto es una clase que representa las consecuencias ambientales generadas por los procesos o sistemas de productos. Ejemplo: agotamiento de recursos, efecto invernadero, calentamiento global, etc. c) Caracterización Consiste en la modelización, mediante los factores de caracterización, de los datos del inventario para cada una de dichas categorías de impacto. Cada categoría de impacto, ejemplo: Acidificación, precisa de una representación cuantitativa

denominada indicador de la categoría ejemplo: emisión de ácido

equivalente. La suma de diferentes intervenciones ambientales para una misma categoría se hará en la unidad del indicador de la categoría. Mediante los factores de caracterización,

también

llamados

factores

equivalentes,

las

diferentes

intervenciones ambientales, emisión de gases, por ejemplo, se convierten a unidades del indicador. Es necesario el uso de modelos para obtener estos factores de caracterización.la aplicabilidad de los factores de caracterización dependerá de la precisión y validez de los modelos utilizados [5] 5.6.2 Elementos Opcionales También existen una serie de elementos opcionales que pueden ser utilizados dependiendo del objetivo y alcance del estudio de ACV: a) Normalización. Se entiende por normalización la relación de la magnitud cuantificada para una categoría de impacto respecto un valor de referencia ya sea a escala geográfica y/o temporal. b) Agrupación, clasificación y posible catalogación de los indicadores c) Ponderación. Consiste en establecer unos factores que otorgan una importancia relativa a las distintas categorías de impacto para después sumarlas y obtener un resultado ponderado en forma de un único índice ambiental global del sistema. d) Análisis de calidad de los datos, ayudará a entender la fiabilidad de los resultados de la evaluación de Impacto Ambiental. Es obligatorio cuando se realizan análisis comparativos [5] Existen diversos métodos que permiten evaluar los impactos ambientales, sin embargo unos se basan en el analizar el efecto último del impacto ambiental (endpoints) otros consideran los efectos intermedios (midpoints). [5] expresa que

las categorías de

Ing. Anabelle Zegarra G

54


Ecología Industrial

impacto finales (endpoints) son variables que afectan directamente a la sociedad, por tanto su elección resultaría más relevante y comprensible a escala global pero indica también que la metodología para llegar a cuantificar el efecto último no está plenamente elaborada y tampoco existe el suficiente consenso científico en consecuencia se utilizan las categorías de impacto intermedias (midpoints) Ejemplo: Midpoints

CO2

Retención de Radiación IR: Calentamiento Global

SOx

Acidificación

Endpoints

Daños a la salud

Daños al entorno natural

Toxicidad

La norma ISO 14042:2000 indica que las categorías de impacto finales (category endpoint) son: salud humana, entorno natural y recursos renovables [11] 5.7 INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS La interpretación es la fase de un ACV en la que se combinan los resultados de análisis del inventario con la evaluación de impacto. Los resultados de esta interpretación pueden adquirir la forma de conclusiones y recomendaciones para la toma de decisiones. Permite determinar en qué fase del ciclo de vida del producto se generan las principales cargas ambientales y por tanto qué puntos del sistema evaluado pueden o deben mejorarse. En los casos de comparación de distintos productos se podrá determinar cual representa un mejor comportamiento ambiental. [5] Bibliografía [1] A. Aranda, A. Martínez, A. Valero, S. Scarpellini. El Análisis del ciclo de vida como herramienta de gestión empresarial. Madrid: Fundación Confemetal Editorial. 2006. Disponible en http://books.google.com.pe/books?id=QHUCoDKAaQsC&printsec=frontcover&dq=analis is+del+ciclo+de+vida&hl=es&redir_esc=y#v=onepage&q=analisis%20del%20ciclo%20d e%20vida&f=false [2] Guía para el desarrollo de la Norma de Ecodiseño UNE: 150301:2003

Ing. Anabelle Zegarra G

55


Ecología Industrial

[3] J. Uche, G. Raluy, L. Serra y A. Valero. Aplicación de la metodología de análisis de ciclo de vida (acv) para la evaluación ambiental de desaladoras. Zaragoza: Fundación CIRCE/ Universidad de Zaragoza. 2003. Disponible en http://teide.cps.unizar.es:8080/pub/publicir.nsf/codigos/0272/$FILE/cp0272.pdf [4] Fullana, P. y Rieradevall, J. (1995). Análisis de ciclo de vida del producto – ACV (1). Innovación química 9, 41-44. [5] Antón Vallejo, María Asunción.2004. Tesis Doctoral Utilización del Análisis del ciclo de vida en la evaluación del impacto ambiental del cultivo bajo invernadero mediterráne. Universidad Politécnica de Cataluña. Disponible en http://www.tesisenxarxa.net/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0420104100039/04CAPITOL3.pdf [6]

G. Papadakis - Ecoil Project. “Analisis del Ciclo de Vida”. 2006. Disponible en http://www.ecoil.tuc.gr/LCA-2_SP.pdf

[7] N. Rieznik, A. Hernández. “Análisis del ciclo de Vida”. 2005. Disponible en: http://habitat.aq.upm.es/temas/a-analisis-ciclo-vida.html#fntext-1 [8] R. Clemens. Guía completa de las normas ISO 14000. Barcelona: Ediciones Gestión 2000, 1997. Disponible en http://www.etpcba.com.ar/DocumentosDconsulta/ALIMENTOSPROCESOS%20Y%20QU%C3%8DMICA/ISO_14000.pdf [9] Castells Francesc,

Fernandez-Norte Felix; Bruno Joan Carles; Alonso Joan Carles.

Introduction of Process Life Cycle Inventory in Environmental Engineering Education. European Journal of Engineering Education, 22: 1, 93 — 100. Disponible en http://pdfserve.informaworld.com/288901__746422985.pdf [10] N. Ruiz. “Aplicación del análisis del ciclo de vida en el estudio ambiental de diferentes Procesos avanzados de Oxidación”. Tesis doctoral. Disponible en: http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/5820/nrf1de1.pdf?sequence=1 [11] Norma ISO 14042:2000 Disponible en http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/silvimar/ISO_14042_2000.pdf

Ing. Anabelle Zegarra G

56

Ecología Industrial  

El estudio de las relaciones entre los organismos y su ambiente natural vivo e inerte: Ing Anabel Zegarra G.

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you