¿Qué es el análisis de flujo de materiales (MFA)?
La contabilidad sistemática de los movimientos y reservas de diversos materiales durante un período específico en un área es posible gracias al análisis de masas. La definición de "materiales" es amplia e incluye componentes químicos individuales, compuestos y productos manufacturados. El aluminio, el acero, el cobre y el uranio son algunos materiales que se investigan a menudo como parte de un programa de análisis de masas. El concepto de equilibrio de masas, desarrollado a partir de la ley de conservación de la masa, es la base del análisis de masas. Esto implica que las entradas y salidas de materiales, con cualquier pérdida o reserva, deben estar equilibradas (es decir, acumuladas). El análisis de masas puede cubrir el ciclo de vida de un material, incluida la minería, el uso en la fabricación y la gestión de residuos. El análisis de masas es adecuado para la investigación de la escasez de recursos porque considera tanto las reservas de materiales como el flujo de materiales además de los flujos de materiales. Por lo general, los flujos de materiales se controlan durante años, lo que permite el estudio de patrones a largo plazo en la utilización de materiales. El análisis de masas también puede calcular la productividad de los recursos de una economía. Sin embargo, no es adecuado para considerar sistemas de producción individuales.
El análisis del flujo de materiales (MFA)
Por lo tanto, el análisis multifactorial evalúa el flujo de materiales y bienes en un sistema de producción o distribución. El análisis multifactorial puede ayudar a identificar áreas en las que se pueden realizar mejoras para optimizar el flujo de materiales y bienes, mejorar la eficiencia y reducir los costos.
El objetivo del análisis multifactorial es examinar los flujos y los stocks de cualquier sistema basado en materiales; el análisis multifactorial es un instrumento adecuado, ya que proporciona información sobre el comportamiento del sistema. La integración con otros campos, como el análisis de flujos de energía, el análisis económico y el análisis orientado al consumidor, facilita la gestión de un sistema antropogénico. Los objetivos del análisis multifactorial son:
La evaluación del movimiento de materiales y bienes en un sistema de fabricación o distribución es el objetivo principal de un estudio de MFA. Permite 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)
El análisis multifactorial se utiliza con frecuencia junto con otros métodos analíticos, como el mapeo de procesos y el análisis de valor, para comprender más profundamente un sistema de producción o distribución. El uso de un análisis multifactorial depende de los requisitos de la organización; el análisis multifactorial se puede aplicar de varias maneras. A continuación, se presentan algunas aplicaciones típicas del análisis multifactorial:
- Localizar 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.
- Evaluación de los efectos de la producción y el manejo de materiales sobre el medio ambiente.
La importancia del MFA
Dado que puede ayudar a las empresas a aumentar la eficacia de sus redes de producción y distribución, la AMF es significativa. Esto puede generar ahorros financieros y reducir... ambientales Efecto del manejo y producción de materiales.
El MFA es una herramienta empresarial que permite mejorar el rendimiento de una organización mejorando el flujo de materiales. También se emplea para localizar y abordar cuellos de botella relacionados con la producción. El objetivo del MFA es aumentar la eficacia del proceso de fabricación, lo que permite mejorar el resultado final de la empresa. Como estrategia basada en datos, 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. El MFA se utiliza para desarrollar un modelo del proceso de fabricación. Para localizar y abordar cuellos de botella en el proceso de producción, utilice este enfoque.
Comprensión del 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 existencias de materiales dentro de un sistema caracterizado en el espacio y el tiempo se conoce como balance de materiales. Vincula las fuentes, rutas y sumideros intermedios y finales de un material. Un balance de materiales simple puede gestionar los resultados de un balance de materiales que contrasta todas las entradas, existencias y salidas de un proceso debido a la regla de la conservación de la materia.
El enfoque resulta atractivo como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en la gestión de recursos, la gestión de residuos y la gestión medioambiental debido a esta característica distintiva del análisis de la variabilidad de los recursos. El análisis de la variabilidad de los recursos proporciona información sobre todos los flujos y existencias de un material concreto dentro de un sistema integral y coherente. Se puede observar el flujo de residuos y las cargas ambientales, y se pueden encontrar sus orígenes equilibrando las entradas y las salidas. La detección temprana del agotamiento o la acumulación de existencias de material permite aplicar medidas preventivas o fomentar una mayor expansión y un uso futuro. Y también surgen pequeños ajustes que no se pueden ver a corto plazo pero que pueden causar gradualmente daños a largo plazo. Los sistemas antropogénicos implican más que movimientos y existencias de materiales. Si se quiere manejar la antroposfera de forma responsable, se deben tener en cuenta los desafíos energéticos, espaciales, de información y socioeconómicos. El análisis de la variabilidad de los recursos puede llevarse a cabo sin tener en cuenta estos elementos.
Sin embargo, estas consideraciones adicionales son necesarias en la mayoría de las circunstancias para comprender y utilizar los hallazgos del MFA. El MFA se combina comúnmente con análisis económicos, de 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 varios MFA de una 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 exhaustiva, repetible y transparente de todos los flujos y existencias de materiales dentro de un sistema.
La palabra “material” se refiere tanto a cosas como a sustancias. Según la definición de la química, una sustancia es una materia única formada por unidades uniformes. El material es un elemento si los bloques que lo forman son átomos, como el carbono o el hierro, o un compuesto químico si los bloques que lo forman 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 urbanos, lodos de depuradora). El término “bienes” se utiliza generalmente en economía para referirse a elementos inmateriales como la energía (como la electricidad), los servicios y la información. Sin embargo, en la terminología del MFA, la palabra “bienes” se refiere exclusivamente a objetos tangibles. Pero cuando se utiliza el MFA, por ejemplo, para hacer juicios sobre la conservación de recursos, la relación entre los bienes definidos por el MFA y otros bienes utilizados por los economistas puede ser significativa. El transporte, el cambio o el almacenamiento de materiales son todos procesos.
El movimiento del 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 un oleoducto o la recolección de residuos. Lo mismo es válido para los almacenamientos y las transformaciones (como la oxidación del dióxido de carbono por incendios forestales naturales frente a sistemas de calefacción artificiales) (por ejemplo, sedimentación natural frente a vertederos artificiales). Las existencias tienen la unidad física de kilos y se definen como depósitos de material (masa) dentro del sistema examinado. Una existencia es un componente del proceso que consiste en la masa que se mantiene dentro del proceso. Las existencias desempeñan un papel crucial en el metabolismo de un sistema. El tiempo medio de residencia del material en existencia se puede calcular en circunstancias de estado estable (entrada igual a salida) dividiendo la masa del material en existencia por el flujo de material que entra o sale de existencias. Las existencias pueden aumentar o disminuir de tamaño debido a la acumulación o el agotamiento de 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 entran 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 examina el MFA: 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 residuos y el sistema de alcantarillado).
Un ejemplo de un modelo de análisis de flujo de materiales (MFA)
sustancia: Cualquier elemento (químico) o compuesto formado por 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 los bienes (por ejemplo, agua potable, combustible para calefacción, residuos 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 utiliza tanto para referirse a sustancias como a objetos. Por lo tanto, abarca todos los materiales que se encuentran en la naturaleza y aquellos que han sido alterados física o químicamente.
PROCESOS Cuando se examinan productos y sustancias, o cuando todavía no está claro si se realizará un examen a nivel de mercancías o de sustancias, se utiliza la palabra “material”. La transformación, el transporte y el almacenamiento de mercancías y sustancias son procesos.
VALORES: El “stock de materiales” se refiere a la cantidad total de materiales mantenidos en un proceso.
A continuación se muestran algunos ejemplos de stock:
- Los residuos en una instalación de incineración: la basura fresca hace que el stock aumente, mientras que la incineración hace que el stock baje.
- El edificio es un componente de la infraestructura: el stock aumenta cuando se construye un edificio nuevo y disminuye cuando se derriba un edificio.
FLOW 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/seg o t/año.
FLUJO: es un flujo por “sección transversal”, según la definición. Una persona, 1 m2 de superficie, o una entidad como una casa particular o un negocio, se utilizan a menudo como secciones transversales en MFA. El flujo se puede expresar en unidades como kg/(seg.m2).
SISTEMA: Un sistema está formado por varios componentes que interactúan entre sí. Los miembros de un sistema se denominan procesos y flujo en el modelo multifactorial. Un esquema puede ser una empresa (como una planta de incineración de residuos), una región, un país o una vivienda unifamiliar.
Cada producto de 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, se suelen utilizar períodos de un año como límite temporal 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 que entran en un sistema, mientras que las exportaciones son movimientos que salen de un sistema.
¿Qué es el análisis de flujo de sustancias (SFA)?
Cuando una sola sustancia es el foco, el análisis multifactorial (MFA, por sus siglas en inglés), también conocido como análisis multifactorial, es una evaluación metódica del estado y los cambios de los flujos y las existencias de materiales dentro de un sistema especificado en el espacio y el tiempo. El análisis multifactorial vincula las fuentes, las rutas, los sumideros intermedios y los sumideros finales de un material. Los resultados de un análisis multifactorial pueden gestionarse mediante un balance de masas sencillo 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 residuos, la gestión medioambiental y la evaluación de políticas debido a esta característica distintiva del análisis multifactorial.
Sin embargo, la SFA es un subtipo particular de MFA que se centra en los elementos químicos o las moléculas. El objetivo principal de la mayoría de los estudios de SFA es ofrecer conocimientos para la gestión estratégica regional o nacional de sustancias químicas. La SFA puede monitorear la contaminación ambiental a lo largo del tiempo en un área en particular. Emisiones de contaminación de varias fuentes al aire, agua y tierra de un área específica. Sin embargo, la línea que separa MFA y SFA a menudo se difumina y, en ocasiones, las dos frases son intercambiables.
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