Tabla de contenido
¿Qué es el análisis de flujo de materiales (MFA)?
MFA hace posible la contabilidad sistemática de los movimientos y existencias de varios materiales durante un período específico en un área. La definición de “materiales” es integral e incluye componentes químicos individuales, compuestos y cosas manufacturadas. El aluminio, el acero, el cobre y el uranio son algunos de los materiales que a menudo se investigan como parte de un programa de MFA. El concepto de equilibrio de masas, desarrollado a partir de la ley de conservación de masas, es la base de MFA. Esto implica que las entradas y salidas de materiales, con cualquier pérdida o acumulación, deben estar equilibradas (es decir, acumulación). MFA puede cubrir el ciclo de vida de un material, incluida la minería, el uso de fabricación y la gestión de residuos. MFA es apropiado para la investigación de escasez de recursos porque considera tanto las existencias de materiales como el flujo de materiales además de los flujos de materiales. Por lo general, los flujos de materiales se monitorean durante años, lo que permite el estudio de patrones a largo plazo en la utilización de materiales. MFA también puede calcular la productividad de los recursos de una economía. Sin embargo, no es apropiado considerar sistemas de producción únicos.
El análisis de flujo de materiales (MFA)
Por lo tanto, MFA evalúa el flujo de materiales y bienes en un sistema de producción o distribución. MFA puede ayudar a identificar áreas donde se pueden realizar mejoras para optimizar el flujo de materiales y bienes, mejorar la eficiencia y reducir costos.
El objetivo de MFA es examinar los flujos y existencias de cualquier sistema basado en materiales; MFA es un instrumento adecuado. Proporciona información sobre el comportamiento del sistema. La integración con otros campos como el flujo de energía, el análisis económico y orientado al consumidor facilita la gestión de un sistema antropogénico. Los objetivos de MFA son:
La evaluación del movimiento de materiales y bienes en un sistema de fabricación o distribución se conoce como el objetivo principal de un estudio MFA. Puede encontrar lugares donde se puede optimizar el flujo de materiales e intereses, lo que en última instancia conduce a una mayor eficiencia y menores costos.
Un ejemplo de un modelo de análisis de flujo de materiales (MFA)
MFA se usa con frecuencia con otros métodos analíticos como el mapeo de procesos y el análisis de valor para comprender un sistema de producción o distribución más profundamente. El uso de un MFA depende de los requisitos de la organización; MFA se puede aplicar de varias maneras. Las siguientes son algunas aplicaciones MFA típicas:
- Localización de ineficiencias y desperdicios en una cadena de producción o distribución.
- Mejorar las operaciones de una instalación de producción o almacén.
- Mejorar el movimiento de suministros y productos a través de una cadena de suministro.
- Evaluar los efectos de la producción y el manejo de materiales en el medio ambiente.
La importancia de la AMF
Dado que puede ayudar a las empresas a aumentar la eficacia de sus redes de producción y distribución, la MFA es importante. Esto puede generar ahorros financieros y disminuir el efecto ambiental del manejo y la producción de materiales.
MFA es una herramienta comercial para impulsar el desempeño de una organización al mejorar el flujo de materiales. También se emplea para localizar y abordar cuellos de botella relacionados con la producción. El objetivo de MFA es aumentar la efectividad del proceso de fabricación, lo que permite el resultado final del negocio. Como una estrategia basada en datos que depende de datos precisos sobre el flujo de materiales. En varias etapas del proceso de producción, se realizan inventarios de los materiales para recopilar estos datos. Los usos de MFA se utilizan para desarrollar un modelo del proceso de fabricación. Para localizar y abordar los cuellos de botella del proceso de producción, utilice este enfoque.
Comprender el sistema de análisis de flujo de materiales y sus definiciones clave
Un ejemplo de un modelo de análisis de flujo de materiales (MFA)
La evaluación sistemática de los flujos y stocks de materiales dentro de un sistema caracterizado en espacio y tiempo se conoce como MFA. Vincula las fuentes, las rutas y los sumideros intermedios y últimos de un material. Un balance de materia sencillo puede administrar los resultados de un MFA que contrasta todas las entradas, existencias y salidas de un proceso debido a la regla de la conservación de la materia.
El enfoque es atractivo como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en la gestión de recursos, la gestión de residuos y la gestión ambiental debido a esta característica distintiva de MFA. Un MFA proporciona información sobre todos los flujos y existencias de un material en particular dentro de un sistema completo y consistente. Se puede ver el flujo de desechos y cargas ambientales, y sus orígenes se pueden encontrar al equilibrar entradas y salidas. La detección temprana del agotamiento o acumulación de existencias de materiales permite implementar acciones preventivas o fomentar una mayor expansión y uso futuro. Y también surgen ajustes minuciosos que no se pueden ver a corto plazo pero que podrían causar daños a largo plazo. Hay más en los sistemas antropogénicos que los movimientos materiales y las existencias. Si la antroposfera se va a manejar de manera responsable, debe considerar los desafíos energéticos, espaciales, de información y socioeconómicos. La AMF puede llevarse a cabo sin tener en cuenta estos elementos.
Aun así, estas consideraciones adicionales son necesarias en la mayoría de las circunstancias para comprender y utilizar los hallazgos de la MFA. MFA se combina comúnmente con análisis de economía, planificación urbana y otros temas relevantes. Para el examen de los sistemas antropogénicos se requiere un lenguaje común. Esta similitud facilita la comparación de los resultados de varias MFA de manera visible y repetible. Este manual define el vocabulario y los procesos para analizar, describir y modelar sistemas de flujo de materiales, lo que permite una contabilidad completa, repetible y transparente de todos los flujos de materiales y existencias dentro de un sistema.
La palabra “material” se refiere tanto a cosas como a sustancias. De acuerdo con la definición química, una sustancia es una sola materia formada por unidades uniformes. El material es un elemento si los componentes básicos son átomos, como el carbono o el hierro, o un compuesto químico si los componentes básicos son moléculas, como el dióxido de carbono o el cloruro de hierro. Las sustancias o combinaciones de sustancias se consideran bienes cuando los mercados les otorgan un valor económico. El valor puede ser positivo (por ejemplo, un vehículo, gasolina o madera) o negativo (residuos sólidos municipales, lodos de depuradora). El término "bienes" se usa generalmente en economía para referirse a artículos inmateriales como energía (como la electricidad), servicios e información. Sin embargo, en la terminología del AMF, la palabra “bienes” se refiere exclusivamente a objetos tangibles. Pero cuando se utiliza MFA, por ejemplo, para emitir juicios sobre la conservación de recursos, la relación entre los bienes definidos por MFA y otros bienes utilizados por los economistas puede ser significativa. El transporte, el cambio o el almacenamiento de materiales se procesan.
El movimiento de fósforo disuelto en un río es un ejemplo de un proceso de transporte natural. También puede ser una actividad artificial, como el flujo de gas en una tubería o la recolección de desechos. Lo mismo ocurre con los almacenamientos y las transformaciones (como la oxidación del dióxido de carbono por los incendios forestales naturales frente a los sistemas de calefacción artificial) (p. ej., la sedimentación natural frente a los vertederos artificiales). Los stocks tienen la unidad física de kilos y se definen como reservorios materiales (masa) dentro del sistema examinado. Un stock es un componente del proceso que consiste en la masa mantenida dentro del proceso. Las acciones juegan un papel crucial en el metabolismo de un sistema. El tiempo medio de residencia del material en stock se puede calcular en circunstancias de estado estacionario (la entrada es igual a la salida) dividiendo la masa del material en el stock por el flujo de material hacia o desde el stock. Las existencias pueden aumentar o disminuir de tamaño debido a la acumulación o el agotamiento del material. Los flujos de materiales (masa por tiempo) o flujos (masa por tiempo y sección transversal) conectan procesos. Las importaciones y exportaciones son flujos o flujos que ocurren a través de los límites del sistema. Los que ingresan a un proceso se conocen como entradas, mientras que los materiales que salen se conocen como salidas.
Un sistema comprende varios flujos de materiales, existencias y procesos dentro de un límite predeterminado. El sistema más pequeño comprende simplemente un proceso. Los siguientes son ejemplos de sistemas típicos que MFA examina: una región, un incinerador municipal, una casa residencial, una industria, una granja, etc. El espacio y el tiempo se utilizan para definir los límites del sistema. Cuando se elige el límite del sistema en el tiempo, se deben considerar factores como los objetivos, la disponibilidad de datos, el período de equilibrio apropiado, el tiempo de residencia de los materiales dentro de las existencias y otros. Puede comprender fronteras físicas (región) o límites virtuales (por ejemplo, hogares privados, incluidos los procesos que sirven al hogar privado, como el transporte, la recolección de desechos y el sistema de alcantarillado).
Un ejemplo de un modelo de análisis de flujo de materiales (MFA)
Sustancia: Cualquier elemento (químico) o compuesto compuesto de unidades univariadas es una sustancia. Todas las sustancias (como N, C, Cu, NH4+ y CO2) son homogéneos porque cada uno tiene una constitución distinta e idéntica.
BUENO: Las entidades económicas de materia que tienen un valor positivo o negativo son bienes (por ejemplo, agua potable, aceite combustible, desechos sólidos, aguas residuales, respectivamente).
Algunos productos, como el aire, los gases de escape o las precipitaciones, son neutrales en términos de valor, lo que significa que no tienen valor económico.
MATERIAL: La palabra “material” se usa para referirse tanto a sustancias como a objetos. Por lo tanto, engloba todos los materiales de origen natural y aquellos que han sido alterados física o químicamente.
PROCESOS: Cuando se examinan productos y sustancias, o cuando aún no es evidente si se realizará un examen a nivel de bienes o sustancias, se emplea la palabra “material”. La transformación, el transporte y el almacenamiento de bienes y sustancias son procesos.
VALORES: El "stock de materiales" se refiere a la cantidad total de materiales que se mantienen en un proceso.
Aquí hay ejemplos comunes:
- Los desechos en una instalación de incineración: la basura fresca hace que las existencias aumenten, mientras que la incineración hace que las existencias disminuyan
- El edificio es un componente de la infraestructura: el stock aumenta cuando se construye un nuevo edificio. El stock disminuye cuando se demuele un edificio.
CAUDAL es la relación de masa por unidad de tiempo que pasa a través de un conductor, como una tubería de agua. Es posible especificar la división física del flujo en términos de kg/s o t/año.
FLUJO: es un caudal por “sección transversal”, según la definición. una persona, 1 metro2 de área de superficie, o una entidad como una casa privada o un negocio, a menudo se utilizan secciones transversales en MFA. El flujo se puede expresar en unidades como kg/(seg.m2).
SISTEMA: Un sistema consta de varios componentes que interactúan entre sí. Los miembros de un sistema se denominan procesos y flujo en MFA. Un esquema puede ser una empresa (como una instalación de incineración de desechos), una región, un país o una vivienda unifamiliar.
Cada producto en un sistema MFA puede reconocerse con precisión a través de un procedimiento original y uno de destino.
LÍMITE DEL SISTEMA: El límite del sistema se establece en el tiempo y el espacio (límites temporales y espaciales del sistema). Para sistemas antropogénicos como una empresa, una ciudad o un país, a menudo se utilizan períodos de 1 año como límite de tiempo debido a la disponibilidad de datos. La región geográfica donde se sitúan los procesos suele determinar los límites del sistema espacial.
Las importaciones son flujos hacia un sistema, mientras que las exportaciones son movimientos fuera de un sistema.
¿Qué es el análisis de flujo de sustancias (SFA)?
Cuando el foco es una sola sustancia, MFA, también conocido como SFA, es una evaluación metódica del estado y los cambios de flujos y existencias de materiales dentro de un sistema especificado en el espacio y el tiempo. MFA vincula las fuentes, las rutas, los sumideros intermedios y los sumideros finales de un material. Los resultados de un MFA pueden gestionarse mediante un balance de masa directo que contrasta todas las entradas, existencias y salidas de un proceso debido a la ley de conservación de la materia. El enfoque es atractivo como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en la gestión de recursos, la gestión de desechos, la gestión ambiental y la evaluación de políticas debido a esta característica distintiva de MFA.
Sin embargo, SFA es un subtipo particular de MFA que se enfoca en elementos químicos o moléculas. El objetivo principal de la mayoría de los estudios SFA es ofrecer conocimientos para la gestión estratégica regional o nacional de sustancias químicas. SFA puede monitorear la contaminación ambiental a lo largo del tiempo en un área en particular. Emisiones contaminantes de varias fuentes al aire, agua y suelo de un área específica. Sin embargo, la línea que separa MFA y SFA es con frecuencia borrosa y las dos frases son ocasionalmente intercambiables.
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