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Análisis del ciclo de vida de la producción de yogur natural en el Combinado Lácteo Santiago de Cuba

Life cycle analysis of the production of natural yogurt in the Santiago de Cuba Dairy Combination

Eleagne Cruz-Porto
Meliá Santiago de Cuba, Cuba
Aygul E Alsina-Molaniazova
Universidad de Oriente, Cuba
Rafael Arturo Laffita-Palma
Universidad de Oriente, Cuba
Hilda María Núñez-Díaz
Universidad de Oriente, Cuba
Dalia Martinez
Universidad de Oriente, Cuba
Aurora Chad Rubio-Alvarez
Universidad de Oriente, Cuba

Análisis del ciclo de vida de la producción de yogur natural en el Combinado Lácteo Santiago de Cuba

Ciencia en su PC, vol. 1, núm. 2, pp. 1-26, 2021

Centro de Información y Gestión Tecnológica de Santiago de Cuba

Recepción: 13 Junio 2020

Aprobación: 24 Noviembre 2020

Resumen: La presente investigación se basó en la aplicación de una metodología para el Análisis del ciclo de vida (ACV) en el Combinado Lácteo Santiago de Cuba. Su objetivo fue identificar y cuantificar el impacto ambiental que generaron sus procesos, específicamente la producción de yogur natural. Se propuso, además, una serie de indicadores que permitirán alcanzar los objetivos de la empresa desde un enfoque de responsabilidad social empresarial. Dentro de las herramientas que se emplearon se encuentran los gráficos de control, balance de energía y la encuesta, mediante el empleo de los software IBM SPSS versión 22, Statgraphics Centurion, el Steam Tap, entre otros. Los resultados obtenidos con la aplicación de esta metodología contribuyen al mejoramiento del desempeño ambiental de esta empresa

Palabras clave: análisis de ciclo de vida, ISO 14040, impacto ambiental..

Abstract: To inherit to coming generations a capable environment for the development of the life has transformed into one of the humanity's main restlessness, reason for which every time is bigger the interest to develop new forms of facing the environmental impacts. The present investigation is based on the application of a methodology of Life Cycle Assessment (LCA) with the objective of to identify and to quantify the environmental impact that one of its processes (production of natural yogurt) generates and this way to contribute to the environmental acting of the company. It also intends, a series of indicators that you/they will contribute to achieve the objectives of the company from a focus of social managerial responsibility. Inside the tools that were used they are the control graphics, energy balance, interviews, among other; using the software IBM SPSS version 22, Statgraphics Centurion XV version for Windows, Steam Tap And others.

Keywords: life cycle analysis, ISO 14040, environmental impact..

INTRODUCCIÓN

En las inmediaciones de la carretera de El Caney está enclavada la Unidad Empresarial de Base (UEB) Combinado Lácteo Santiago de Cuba, perteneciente al Ministerio de la Industria Alimentaria (Minal), objeto de estudio de esta investigación. Su misión es producir y comercializar productos alimenticios con alta calidad, eficiencia y rapidez mediante el empleo de equipos y tecnología de punta, para lograr el disfrute, deleite y mejoramiento de la salud de la población; además de la producción para el turismo y tiendas recaudadoras de divisas.

Entre la variada gama de sus productos se encuentra la producción de yogur natural, fuente de proteínas y grasas lácteas, rico en calcio y algunas vitaminas. La fabricación del yogur está destinada fundamentalmente al sector de la salud pública, círculos infantiles, dietas médicas (generalmente niños intolerantes a la lactosa), la venta minorista a la población y el turismo. Su producción impacta al medioambiente debido a que los productos químicos y portadores energéticos que se utilizan para su elaboración provocan emisiones de residuos a la atmósfera y el medio circundante (Teanga, 2019).

En el Combinado Lácteo Santiago aún existen algunos problemas, tales como la existencia de una tecnología obsoleta, la baja aplicación de herramientas novedosas para una adecuada gestión interna, enfocadas a la calidad y el medioambiente. Estas dificultades conllevan a un desconocimiento del impacto real en el medioambiente, y en qué medida la entidad y sus procesos cumplen con el pensamiento sostenible y socialmente responsable declarado en la política del país. Con lo antes expuesto se definió como situación problémica la falta de una herramienta metodológica que permitiera conocer el impacto ambiental de la producción de yogur natural del Combinado Lácteo Santiago y mejorar la sostenibilidad en el desempeño de la empresa.

Esta investigación está basada en los Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución (Cuba. Asamblea Nacional del Poder Popular, 2016). Su objetivo fue la aplicación de una herramienta que evaluara los impactos ambientales, no solo en la entidad, sino también en el área circundante, asentamiento poblacional de importancia en el municipio Santiago de Cuba. Además, el estudio del impacto ambiental mediante el Análisis de ciclo de vida permitió encaminar el trabajo de esta empresa hacia el logro de la sostenibilidad de sus productos, así como fundamentar cambios tecnológicos a mediano y corto plazo, que lograrían mayor eficiencia y la utilización de energías más limpias.

MATERIALES Y MÉTODOS

El Análisis de ciclo de vida se ha convertido en el enfoque recomendado por las normas ISO para la identificación y evaluación de los impactos ambientales. Muchos estudiosos lo consideran como “ (…) una herramienta de gestión ambiental que brinda una base sólida para que la dirección de una organización pueda tomar decisiones técnicas adecuadas para lograr productos más eficientes en cuanto a su desempeño ambiental” (Contreras, 2019).

En la figura1 se muestra la metodología propuesta, que toma como eje central las normas ISO 14 040 y ISO 14 044: 2006 (Organización Internacional de Normalización, 1997, 2006), las cuales describen los requerimientos para cada una de las fases que la componen, más la incorporación de dos etapas adicionales, así como otras técnicas y herramientas de gestión que permitirán una visión más integral del proceso productivo estudiado.

Metodología a partir del Análisis de ciclo de vida
Figura 1
Metodología a partir del Análisis de ciclo de vida
autores

RESULTADOS

El estudio realizado enfatiza en el proceso de producción de yogur natural, desde que llega la materia prima al proceso, hasta que sale como producto terminado. Solo se tuvo en cuenta el uso de energía eléctrica y del generador de vapor que se utiliza para la elaboración del yogur, tal y como se muestra en la figura 2.

Alcance del Sistema
Figura 2
Alcance del Sistema
autores

La unidad funcional escogida es toneladas (ton) de producto terminado.

Límites geográficos: la investigación se sitúa en la planta de yogur natural perteneciente a la empresa Combinado Lácteo de Santiago de Cuba. Aunque la materia prima utilizada proviene de otras regiones y el producto terminado está destinado fundamentalmente a los principales sectores de la economía en la provincia, la investigación se centró solo en el área objeto de estudio.

Límites temporales: el año base del estudio es 2018 y algunas informaciones están basadas en datos del año 2017.

Datos de entrada

  1. 1. Consumo de materias primas:

    Para la fabricación de 3 toneladas de yogur natural se utilizan 0.296 ton de leche entera, 0.054 ton de leche descremada y 1 300 Kg de agua, además de otros aditivos.

  2. 2. Consumo de energía:

    La energía eléctrica es suministrada por la Empresa Termoeléctrica Antonio Maceo (Renté). El consumo es contabilizado y controlado a través de un metrocontador. La empresa Cupet (Unión CubaPetróleo) es la encargada de abastecer el diésel a través de los carros cisternas de esa organización.

    Las incidencias fundamentales se deben esencialmente a problemas tecnológicos graves de las máquinas embazadoras, la generación de vapor y el sistema de frío.

  3. 3. Consumo del agua:

    En las plantas el consumo de agua durante el proceso productivo es significativo. El volumen utilizado no es cuantificado, ya que no cuentan con medios para su medición. El agua es utilizada para la elaboración de los productos y la higienización después de cada producción.

  4. 4. Consumo de materiales auxiliares:
    • Bolsas de polietileno: 1 bolsa de polietileno 0.946 Kg

    • Materiales de limpieza y desinfección: cloro, sosa cáustica y ácido.

Datos de salida

Emisiones al agua: la empresa tiene un sistema de evacuación de residuales líquidos compartimentado. Cada área de generación posee un sistema que transporta los residuales hasta registros (sistema interior), desde donde son descargados hacia un registro final y libremente hacia el río San Juan como destino final.

Las aguas residuales del sistema interior son evacuadas a través de colectores, diseñados teniendo en cuenta gastos y pendientes que garanticen las velocidades necesarias. Este sistema está formado por tuberías de hierro fundido. Tiene tres zonas de vertimiento y dos tipos de residuales: el primero es un residual doméstico procedente de los baños del bloque de oficinas y de la cocina-comedor, mientras que el segundo es de tipo industrial, procedente de las áreas de producción; en este caso, de la planta de yogur natural. Entre los elementos de recolección existen tragantes de piso.

Emisiones al aire: a pesar de los numerosos esfuerzos que ha hecho la empresa por reducir la probabilidad de escape de amoníaco; en ocasiones, debido al mal estado de las tuberías, existen roturas que dejan escapar a la atmósfera pequeñas cantidades de este gas.

Emisiones al suelo: los residuos sólidos son generados en todas las áreas. Durante el proceso de producción quedan como residual las bolsas de nylon para el almacenamiento del producto terminado, ya que una vez utilizadas se desechan y van directamente al vertedero municipal.

Emisiones al entorno: la planta provoca ruido, generado por las actividades de transportación, producción, procesamiento y envase del producto terminado.

A continuación, se identifican los procesos o etapas del ciclo de vida que contribuyen a las diferentes entradas y salidas (tabla 1).

Tabla 1
Ordenamiento de las entradas y salidas del Inventario del ciclo de vida (ICV) en las etapas definidas
Entradas/Inventario del ciclo de vidaGeneración de vapor(toneladas/año)[%]Proceso tecnológico(toneladas/año)[%]Total (toneladas/año)[%]
Petróleo (B)17.3177 [29.99]40.426 [70.01]57.7437 [100]
Dióxido de carbono (CO2 )56.57 [26.867]153.988 [73.133]210.558 [100]
Dióxido de azufre (SO2 )0.7 [13.58]4.454 [86.42]5.154 [100]
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Se entiende por categoría de impacto las clases donde se agrupan los resultados obtenidos en el Inventario de ciclo de vida, según los efectos que generan en el medioambiente los resultados del proceso productivo o de servicio. Los indicadores de categoría de impacto constituyen la representación cuantificable de las referidas clases; a su vez, los resultados del indicador para diferentes categorías de impacto representan el perfil de la evaluación de impacto de ciclo de vida para el sistema producto o servicio seleccionado.

Existen dos grandes tipos de métodos a la hora de proponer en qué lugar de la cadena se debe evaluar el indicador de impacto. Por un lado, se sitúan los llamados métodos enfocados al problema, que utilizan indicadores intermedios (midpoint); por el otro, se utilizan los métodos orientados al daño, basados en el punto final (endpoint) de la cadena causa-efecto (Enguita, 2012).

A pesar de que los métodos orientados al daño son más fáciles de interpretar al utilizar indicadores más cercanos a las preocupaciones sociales, presentan una mayor incertidumbre por la dificultad de modelar las complejas relaciones causa-efecto y la no existencia de consenso científico en cuanto a una metodología para recomendar su uso. Es por esta razón que en este estudio se ha optado por aplicar un método basado en indicadores intermedios, tal y como recomienda la EN 15804: 2012 (Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR).

Los resultados de la tabla anterior (tabla 1) fueron clasificados y priorizados mediante un procedimiento de clasificación, según los criterios siguientes de la ISO 14 043: 2000 (ISO, 2000) (tabla 2).

Tabla 2
Clasificación de las entradas y salidas del Inventario de ciclo de vida (ICV)
Entradas/salidas del ICVGeneración de vaporProceso tecnológicoTotal (toneladas)
Petróleo (B)BA57.7437
Dióxido de carbono (CO2)BA210.558
Dióxido de azufre (SO2)CA5.154
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Para la selección del modelo utilizado en el presente estudio se tomaron en cuenta los siguientes criterios: particularidades del sistema del producto seleccionado, enfoque orientado al problema; cantidad de categorías abarcadas por el modelo y la bibliografía disponible. Finalmente resultó seleccionado el modelo CML 2010, el cual, como forma de evaluación, restringe la modelación cuantitativa a etapas relativamente tempranas en la cadena de causa y efecto, para limitar la incertidumbre, y agrupa los resultados del inventario de ciclo de vida en mecanismos comunes o en grupos normalmente aceptados (Sphera, 2011).

Esta metodología, desarrollada en el Centro de Estudios Ambientales de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos, aplica el valor máximo de las reservas y las tasas de extracción, que reflejan la gravedad del agotamiento de los recursos y está basada en midpoints, con un horizonte temporal infinito y en un entorno global (excepto para la acidificación, aplicable solo para Europa, y para el esmog fotoquímico, adaptado para la trayectoria europea.) (Niembro y González, 2009).

Como consecuencia de la extracción de petróleo derivada de la demanda anual generada por el proceso objeto de estudio, se obtuvieron emisiones según las categorías de impacto calculadas, tal y como se muestra en la tabla 3.

Tabla 3
Resultados del cálculo de los indicadores de categoría de impacto
ICV/Categoría de impactoAgotamiento de los recursos abióticosCambio climáticoAcidificación
Petróleo25.17625t eq. Sb
Dióxido de carbono210.558t eq. CO2
Dióxido de azufre0.161t eq. H+
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Las áreas de protección serán salud humana, recursos naturales, entorno natural y modificado por el hombre. Altos niveles de antimonio en el aire por períodos muy largos pueden ocasionar irritación en los ojos y pulmones y causar problemas respiratorios, coronarios y estomacales. El dióxido de carbono provoca efectos nocivos en la capacidad respiratoria de personas y animales, estrés psicológico y alteración de las habilidades motoras. Las variaciones de la acidez del suelo en el medio circundante afectan la flora y fauna, además de los materiales de construcción; incluso, pueden producir deforestación.

Evaluación de los indicadores de responsabilidad social empresarial: dimensión ambiental

Los indicadores Ethos de responsabilidad social empresarial (Instituto Ethos, 2016) son una herramienta que ha ayudado a las empresas a incorporar en su gestión los conceptos de desarrollo sostenible y su compromiso con este. Constituyen una herramienta para la evaluación y planificación de los procesos de responsabilidad social en las organizaciones, usada por muchas empresas para adaptarse a ese nuevo paradigma empresarial. Es importante subrayar que los indicadores reflejan diferentes etapas de responsabilidad social. La evolución de una etapa a otra exige compromiso, planificación e inversiones.

Se seleccionó el modelo Ethos en su versión de 2011 de entre 8 modelos más representativos en el ámbito internacional, a partir de los criterios siguientes:

  1. 1. Aporta herramientas con tipología práctica o teórico-práctica, que apoyan todas las dimensiones del desarrollo sostenible: ambiental, social, económico y de producto-servicio. Particularmente la dimensión ambiental está desarrollada con 5 indicadores y en cada caso es posible evaluar el nivel de profundidad; o sea, la etapa actual de gestión de la compañía con respecto a determinada práctica.
  2. 2. Cuenta con una amplia repercusión, difusión y aceptación internacional.
  3. 3. Disponibilidad y accesibilidad para su consulta en detalle.
  4. 4. Resulta aplicable al sector para el que se desarrolla la investigación.

Por último, la evaluación del desempeño socialmente responsable en el sistema del producto analizado se encuentra alineada con los criterios expuestos en la Guía de responsabilidad social ISO 26000:2010 (ISO, 2010).

Se aplicó una encuesta con el fin de evaluar los indicadores de Responsabilidad social empresarial, tomando como referencia el modelo Ethos, para evaluar los diferentes niveles de profundidad de los indicadores ambientales (figura 3). De dicha aplicación se derivaron los resultados siguientes:

Indicador No. 20: Compromiso con la mejoría de la calidad ambiental: posicionó a la entidad en un nivel 4 de profundidad.

Indicador No. 21: Educación y concienciación: posicionó a la entidad en un nivel 2 de profundidad.

Indicador No. 22: Gerenciamiento de los impactos sobre el medioambiente y del ciclo de vida de productos y servicios: ubica a la entidad en un nivel 2 de profundidad.

Indicador No. 24: Minimización de entradas y salidas de materiales: ubica a la entidad en un nivel 3 de profundidad.

Del análisis anterior se puede concluir que la entidad está trabajando por el logro de una responsabilidad social empresarial desde la perspectiva ambiental; asimismo, todos los expertos coinciden en que para un resultado más eficiente la organización debe encontrarse en un nivel 4 de profundidad en todos los indicadores. Se debe profundizar más en los temas referidos a la concienciación y educación ambiental, tanto interna como externa. Por otra parte, está comprometida con el control de los impactos ambientales que generan sus actividades, lo que demuestra su compromiso con la mejoría de la calidad ambiental.

Indicadores de RSE Dimensión ambiental según Instituto Ethos. Indicadores de profundidad
Figura 3
Indicadores de RSE Dimensión ambiental según Instituto Ethos. Indicadores de profundidad
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Interpretación del análisis de ciclo de vida

En esta última fase se identificaron y evaluaron las opciones para reducir el impacto o las cargas ambientales del sistema bajo estudio.

Las fuentes de los datos se declararon en las etapas correspondientes, así como los métodos utilizados para los cálculos realizados, con lo cual se garantiza su fiabilidad. La calidad de los datos estuvo condicionada por aspectos cuantitativos y cualitativos, tales como: cobertura de tiempo, cobertura geográfica donde está ubicado el subsistema de referencia y los procesos unitarios, además de la cobertura tecnológica; con lo cual se cumplieron los objetivos según el alcance definido del estudio.

Por la parte técnico-organizativa el proceso de elaboración de yogur natural es una producción homogénea, cuyas capacidades productivas de los equipos que la componen están subutilizadas; igualmente, no se emplean óptimamente los recursos. De las actividades realizadas por el obrero dentro de la jornada laboral se mide la duración de cada una de ellas, a fin de conocer el empleo de tiempo de trabajo. Esto se realizó a través de la técnica de la fotografía, lo cual fue calculado a través del Procesador de datos de las técnicas de estudio de tiempos para la normación del trabajo (Medtrab). Estos resultados evidencian que AJL=95,27 %, lo cual demuestra que se aprovecha la jornada laboral. Atendiendo a que en el área se trabaja 365 días del año, el régimen de trabajo se clasificó como continuo.

En cuanto a los sistemas de gestión de calidad y gestión medioambiental la entidad hasta el momento no los tiene implementados, lo cual repercute en el logro de un desarrollo sostenible. Existen algunos problemas medioambientales, tales como la existencia de ruido, la presencia de residuos sólidos en el área, la generación de residuales líquidos y la emisión de gases contaminantes a la atmósfera; pero de forma moderada, por lo que tienen poca influencia sobre el entorno.

Para la unidad funcional seleccionada se determinó que el proceso tecnológico aporta las mayores contribuciones al consumo de petróleo y emisión de CO2 y SO2.

Los indicadores Ethos (Instituto Ethos, 2016) aportan una medida cuantificable, a la cual se le pueden incorporar otras áreas con potencialidades de disminución de emisiones, tales como el transporte. Estos indicadores constituyen la línea base a través de la cual la empresa puede medir su desempeño.

CONCLUSIONES

  1. 1. Se propuso una metodología para el Análisis de ciclo de vida, teniendo en cuenta las particularidades de la Empresa de Productos Lácteos de Santiago de Cuba, específicamente en el proceso de producción de yogur natural.
  2. 2. Se estimó que el proceso objeto de estudio, al consumir: 57.7437 toneladas al año de combustible, tanto por concepto de energía eléctrica como fuel oil, impacta sobre el medioambiente según los indicadores de categorías de impacto; con cantidades equivalentes a 25.17625t t eq.Sb, emite 210.558t eq.CO2 y 0.161 t eq. H+ de dióxido de azufre.
  3. 3. Se logró la cuantificación del impacto ambiental del proceso de producción de elaboración de yogur natural; lo cual permitió que se sentaran las bases para el perfeccionamiento del desempeño ambiental de la entidad.

Referencias

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Cuba. Asamblea Nacional del Poder Popular (2016). Actualización de los lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución para el período 2016-2021. http://www.cubadebate.cu/wp-content/uploads/2016/09/aqu%C3%AD.pdf.

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Instituto Ethos (2016). Indicadores Ethos de Responsabilidad Social Empresarial. https://www.esan.edu.pe/apuntes-empresariales/2016/08/los-indicadores-ethos-de-responsabilidad-social-empresarial/

Niembro, J. y González, M. (2008). Categorías de evaluación de impacto de ciclo de vida vinculadas con energía: revisión y prospectiva. In 12th International Conference on Project Engineering. http://dspace.aeipro.com/xmlui/bitstream/handle/123456789/1847/CIIP08_1180_1190.PDF?sequence=1&isAllowed=y

Organización Internacional de Normalización (ISO). (2010). Norma Internacional ISO 26000 (2010). Guía de responsabilidad social (traducción oficial). http://americalatinagenera.org/newsite/images/U4ISO26000.pdf

Organización Internacional de Normalización (ISO). (1997). ISO 14040. Análisis del ciclo de vida. Principios y marco de referencia. https://envira.es/es/iso-14040-principios-relacionados-gestion-ambiental/

Organización Internacional de Normalización (ISO). (2006). ISO 14040:2006. Gestión ambiental — Análisis del ciclo de vida — Principios y marco de referencia. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:14040:ed-2:v1:es

Sphera (2011). GaBi Software. https://gabi.sphera.com/international/index/

Teanga Morán, C.E. (2019). Análisis de ciclo de vida del yogurt como indicador del impacto ambiental (Bachelor's thesis). Universidad Técnica del Norte. http://repositorio.utn.edu.ec/handle/123456789/9609

Organización Internacional de Normalización (ISO). (2000). Norma ISO 14043: Norma sobre gestión ambiental- Análisis de ciclo de vida- Interpretación del ciclo de vida.

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