Durante el año 2018 se inició en Chile la generación de normativas de calidad para olores ofensivos. La autoridad definió normar según tipo de actividad y priorizó de las industrias de acuerdo al número de quejas recogidas históricamente. Del análisis realizado, fueron cinco las industrias seleccionadas para la primera etapa, entre las cuales está la industria de fabricación de celulosa Kraft, que en Chile alcanza aproximadamente a un 2% de la producción mundial.

   La falta de regulación territorial, las quejas de la comunidad, la ausencia a la fecha de normativas de calidad y la poca o nula experiencia internacional y bibliográfica de cómo proceder para la gestión de olores en este tipo de industria, contribuyeron a crear la creciente necesidad de generar herramientas de pronta respuesta, en línea, integradas, y que permitieran gestionar acertadamente el impacto odorante.

   Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.

   Editor académico: Carlos N Díaz.

   Calidad del contenido: Este artículo científico ha sido revisado por al menos dos revisores. Vea el comité científico aquí.

   Citación:  C. Reich, V. Zorich, 2021, Tecnología y big data en la gestión de control de olores, 9ª Conferencia de la IWA sobre olores y COV/emisiones atmosféricas, Bilbao, España, Olores.org.

   Copyright:  Los autores retienen la propiedad del copyright de sus artículos, pero los autores permiten a cualquier persona descargar, reusar, reimprimir, modificar, distribuir y/o copiar artículos del sitio web de olores.org, siempre que se citen los autores originales y las fuentes. No es necesario permiso específico de los autores o de los editores de esta web. 2021 Olores.org.

   ISBN: 978-84-09-37032-0

   Palabras clave: control operacional, big data, quejas, monitoreo continuo.

Resumen

   Durante el año 2018 se inició en Chile la generación de normativas de calidad para olores ofensivos. La autoridad definió normar según tipo de actividad y priorizó de las industrias de acuerdo al número de quejas recogidas históricamente. Del análisis realizado, fueron cinco las industrias seleccionadas para la primera etapa, entre las cuales está la industria de fabricación de celulosa Kraft, que en Chile alcanza aproximadamente a un 2% de la producción mundial.

   La falta de regulación territorial, las quejas de la comunidad, la ausencia a la fecha de normativas de calidad y la poca o nula experiencia internacional y bibliográfica de cómo proceder para la gestión de olores en este tipo de industria, contribuyeron a crear la creciente necesidad de generar herramientas de pronta respuesta, en línea, integradas, y que permitieran gestionar acertadamente el impacto odorante.

   El desafío integró la investigación y el desarrollo local de herramientas, sistemas y softwares para el control operacional odorante de la industria, orientado a proporcionar alertas tempranas ante el riesgo de eventuales incidentes, automatizar sistemas de mitigación de olores para así reducir el impacto odorante ante eventos, permitir un manejo adecuado de la gestión odorante, mejorar el bienestar de las comunidades y un crecimiento sustentable de producción manteniendo los gastos bajo presupuesto.

1. Introducción

   Dentro del proceso de promulgación de normas de calidad para olores en Chile, la autoridad definió una primera etapa de cinco industrias críticas, siendo la industria de la celulosa una de ellas en este proceso. Lo anterior en concordancia con el nivel de quejas recepcionadas por la autoridad y causadas por la molestia de olores ofensivos emitidos desde estas industrias. Este punto reveló la importancia de desarrollar herramientas para la gestión odorante en tiempo real para las distintas industrias. La implementación de herramientas de control interno entrega el nivel adecuado de información a todas las partes implicadas, lo que es vital. Adicionalmente esto permite a los operadores verificar posibles incidentes e irregularidades del proceso que podrían tener otras influencias negativas relevantes en las operaciones de la planta.

   En general, las etapas de implementación de un sistema o plan de gestión de olores incluyen primero definir el riesgo odorante y con ello la probabilidad de tener o no la potencialidad de emitir olores al exterior de la instalación que pudieran afectar a la comunidad aledaña. En el caso de que el diagnóstico arroje que la potencialidad de emitir olores es probable, se establecen las metas de acuerdo con los objetivos de la empresa y con ello se dispone de toda la operatividad que materialice la ejecución de esas metas. Si las metas se han alcanzado y si se cumplen en el tiempo, se requiere que de forma constante se informe al operador y sea verificado el cumplimiento. Esto se traduce en la necesidad de tener sistemas que registren y adviertan de posibles eventos, sistemas en línea que permitan por un lado monitorear, informar al mismo tiempo a todos quienes estén involucrados, para que, en el caso de algún evento la decisión y manejo de la situación sea cursada lo más temprano posible y con ello se minimice el potencial impacto. Si el diagnóstico arroja que la potencialidad de emitir olores es improbable; se requiere de sistemas de monitoreo que evalúen y validen en el tiempo lo anterior. En ambos casos se requieren sistemas que validen el que la operación está dentro de los rangos, metas y objetivos que se hayan definido.

   Respecto a la industria de la celulosa, la mayoría de las plantas de elaboración de celulosa han generado una actividad económica que convive junto a una comunidad aledaña, razón por la cual para esta industria en particular una herramienta en línea que les permitiera construir la matriz de riesgo y con ello hacer gestión odorante en tiempo real le sería de gran utilidad.

   El objetivo del presente artículo es presentar el proceso de implementación de un sistema integrado de gestión de olores, trabajo realizado en conjunto con el cliente, en una planta de celulosa en Chile. Esto se consiguió gracias al análisis Big data del sistema, lo que cruzado con información aportada por el titular sobre quejas de la comunidad, entregó las herramientas para alcanzar los objetivos propuestos. La planta se localiza en la zona sur de Chile y produce celulosa Kraft blanca de eucalipto. La capacidad de producción supera las 1.000 ADt/año.

 2. Materiales y métodos

   Chile cuenta con diversas condiciones geográficas y meteorológicas dada la influencia del borde costero y la cordillera de los Andes o largo de todo nuestro país. Por ello, como primera medida TSG utilizó una metodología “bottom-up”, esto es de primero realizar un diagnóstico de la planta emisora en cuanto a su tasa de emisión odorante base, su meteorología y topografía para así determinar a través de simulaciones computacionales el nivel de impacto odorante sobre sus comunidades. Gracias a ello, se pudo establecer que las emisiones de la planta eran variables no solo durante el año (estacionalidades), sino también durante el día y la noche, y que la sensibilidad de las comunidades aledañas variaba entre ellas e incluso, en el tiempo, para una misma comunidad. Se requería entonces contar con suficiente y fidedigna información que proporcionara datos para conocer el ciclo histórico de operación de la planta mediante información y registros continuos, definir así el ciclo operativo, además integrar inteligencia en la activación y desactivación de sistemas de control de olores en fuentes difusas y abiertas, determinar si había alguna relación o efecto de determinadas condiciones meteorológicas y operación, si la cinética de viento y gases odorantes tanto al interior de la planta como en la inmisión influían de alguna manera en los reclamos, etc. A esto le llamamos un approach “top-down” empírico a través de la recolección de datos usando tecnología desarrollada por TSG descritos a continuación.

   Los sistemas usados en el desarrollo de este plan de gestión fueron; sistemas de monitoreo de gases (o-sensor), sistemas de control de olores para fuentes difusas aplicando neutralizadores sin fragancias, Software de modelación CFD, software de modelación en línea para las plumas de olor y gases TRS. Se sumó el desarrollo de la necesaria inteligencia artificial que permitió integrar toda la información, interconectar y accionar equipos, reportar alarmas tempranas, y generar big data para así producir la mejora continua.

Tabla 1. Cantidad de sistemas instalados.

1/ Sistemas o-sensors. Gases odorantes registrados: H 2 S, Metilmercaptano, COV’s. 2/ Sistemas inteligentes de control de olor en fuentes difusas. Activación automática en base a meteorología, pH y/o concentración de gases (predefinido según datos analizados en etapa I). Incluye estación meteorológica. 3/ Software de modelación en línea, tiempo real. 4/ Integra y procesa datos. Envía alertas tempranas (horas de superación de niveles pre-establecidos de gases), horasde activación manual (no justificadas según parámetros predefinidos). Big Data en tiempo real entre otros.

   El método de trabajo de mejora continua mediante información generada y análisis, se resume en Tabla 1. En la etapa I, se instaló una cantidad mínima de o-sensor (Smart Sense ®), con el fin de registrar datos y generar historia. Se incluyó un sistema de atomización para el control de olores, de activación manual. Después de varios meses, se analizaron los datos meteorológicos, registros de gases y consumo de neutralizadores. 

Figura 1. Red actual de Smart Sense instalados y operativos.

   Se obtuvo así información del ciclo de emisiones de gases y datos meteorológicos, para día y noche, según diferencias estacionales y operacionales. A partir de ello, se realizó la segunda etapa en la que se aumentó la cantidad de o-sensors en zonas adicionales, e instalaron sistema de control de olores adicionales en fuentes difusas (Smart Switch ®) en cuyas cercanías hubo registros que superaron ciertos niveles en ppm. Para definir el cómo instalar los sistemas (Smart Switch ®), referido a nuero y tipo de boquillas, altura y distancia entre ellas, se realizó para cada fuente una modelación CFD. El consumible se definió a nivel de laboratorio mediante pruebas de efectividad y en terreno se evaluó su eficacia.

 Figura 2. Modelación CFD de fuentes difusas para definir ubicación de sistema Smart Switch.

   La segunda etapa incluyó la instalación de equipos neutralizadores Smart Switch®, de activación automática, bajo condiciones específicas cuando estas se cumplieran en el área y dirección del “ángulo crítico” o comunidad. Las condiciones de activación incluyeron superar niveles de gases odorantes, pH y/o condiciones meteorológicas definidas.

Figura 3. Definición de ángulo crítico para la activación sistema Smart Switch.

   A todo lo anterior se sumó la modelación en línea y tiempo real de gases TRS y olor, ajustando el modelo con datos recogidos en estaciones de monitoreo de TRS. Esto permitió la visualización del impacto odorante en tiempo real, pronóstico y retro trayectoria.

Figura 4. Smart Plume - Modelación en línea de contaminantes (PM, TRS, Olor, H₂S).

   En la última etapa o actual, se realizó un análisis incorporando datos operacionales registrados por el cliente y reclamos de la comunidad.

3. Resultados y discusión

   El incorporar el continuo análisis Big data, permitió cruzar información valiosa proporcionando datos específicos para la mejora continua; como fue el relacionar las quejas con la superación de niveles de ciertos gases, asociar área de procedencia de los gases odorantes y las operaciones específicas que eran las generadoras de esas condiciones.

   El controlar en forma automática la dosificación de neutralizadores de olor para evitar eventos perceptibles de olor, versus la activación manual y a discreción produjo liberación de recursos de hh del operador e importante baja en el consumo. La Figura 5 muestra la variación en horas de activación manual de los sistemas de control de olores en fuentes difusas, en el que aun cuando se aumentó la cantidad de sistemas
se redujo el gasto en neutralizante en aproximadamente un 40% respecto del año anterior por concepto de activación automática solo cuando fuera necesaria.

   El porcentaje de reclamos se redujo significativamente (sobre el 60% de reducción) por el trabajo hecho en las causas raíces de los eventos.

 Figura 5. Variación de horas de activación manual sistemas de control de olores.

   Las grandes mejoras para la planta a lo largo del tiempo se resumen en:

• Plan de mejora continua en las áreas detectadas como las de mayor generación o riesgo de impacto en la comunidad, y definición de planes de contingencia para situaciones de emergencia.
• Definición de “semáforos” y generación de alertas instantáneas vía email y SMS a operarios ante aumentos de niveles de ciertos gases, para tomar acciones correctivas rápidas y eficientes para minimizar y evitar molestia en las comunidades.
• Reducción de costos por concepto de neutralización de olores focalizando esfuerzos en los puntos más críticos y descontinuando aquellos con menor impacto.

4. Conclusiones

   La integración de las distintas tecnologías permitió desarrollar el control operacional estratégico desde un enfoque “Top-Down”, desarrollando así una matriz de riesgos para la definición de un eficiente plan maestro de reducción de molestias odorantes. Los beneficios para la industria han sido el reducir costos de mitigación y disponer de una herramienta eficaz para el control operacional lo que se refleja en menores molestias para la comunidad.

   Los sistemas de gestión ambiental y en especial de olores, deben cubrir varios elementos básicos para apoyar eficazmente el proceso y objetivos. Estos elementos consisten en capacidad, eficiencia, comunicación a distancia, análisis y generación de informes. La comunicación desempeña un papel importante en este proceso, ya que una queja de olores es una situación estresante para la industria y los ciudadanos afectados. La industria requiere, poder contar con herramientas eficaces y ajustadas a su medida.

5. Referencias

Ministerio del Medio Ambiente Chile (2021). Estrategia www.mma.gob.cl. https://olores.mma.gob.cl/estrategia/

Ministerio del Medio Ambiente Chile (2021). Instructivo para la Elaboración de un plan de gestión de olores (PGO).https://olores.mma.gob.cl/wp-content/uploads/2021/02/Instructivo-para-Elaborar-un-Plan-de-Gestio%CC%81n-de-Olores.pdf

Prevention and Mitigation Task Group. 2015. Review od odour Prevention and Mitigation Tools for Alberta. Chapter 4, 22 a 29.

Environmental Publication 2012/06. A review of odour properties of H2S – Odour Threshold Investigation 2012.