Análisis de ciclo de vida (ACV) Life cycle assessment (LCA) Leonel A. Martínez Vallejo Ingeniero Ambiental MEng - Ingeniería Ambiental lamartinezv@unal.edu.co El análisis de ciclo de vida Es una metodología para evaluar y comparar los posibles impactos ambientales asociados a un producto, incluidas todas sus fases de producción.(ISO 14041, 2006). Análisis de Ciclo de Vida : Nivel de Análisis 1. ACV CONCEPTUAL Es el más sencillo y se trata de un estudio básicamente cualitativo, cuya finalidad principal es la identificación de los potenciales impactos que son más significativos. Los datos que se utilizan son cualitativos y muy generales. Ej: Si tengo varios productos, sobre cuál me debería enfocar?, cuál presenta mayores impactos en todo su ciclo de vida. 2. ACV SIMLIFICADO Es el segundo en escala de complejidad. Consiste en aplicar la metodología de ACV para llevar a cabo un análisis selectivo (tomando sólo en consideración datos genéricos y abarcando el Ciclo de Vida de forma superficial), seguido de una simplificación (centrándose en las etapas más importantes) y un análisis de la fiabilidad de los resultados. 3. AVC COMPLETO Es el nivel más avanzado. Consiste en realizar un análisis en detalle, tanto del inventario como de los impactos, de forma cualitativa y cuantitativa. METODOLOGÍA ❑ ISO 14040 : Gestión ambiental –LCA-Principios y marco de referencia ❑ ISO 14041: Gestión ambiental – LCA- definición de metas, alcance y análisis de inventario. ❑ ISO 14042: Gestión ambiental – LCA- Evaluación del impacto del ciclo de vida ❑ ISO 14043: Gestión ambiental – LCA- Interpretación del ciclo de vida. ❑ ISO 14047: Ejemplos ilustrativos de como aplicar las normas ISO 14042Evaluación de ciclo de vida – Evaluación del impacto del ciclo de vida. ❑ ISO 14048: Gestión ambiental-LCA- Formato de Documentación de datos ❑ ISO 14049: Gestión ambiental – LCA- Ejemplos de aplicación de ISO 14041 a definición de metas, alcance Y análisis de inventario METODOLOGÍA Elaboración propia: Adaptado de ISO 14040. Definición del objetivo y del alcance ENTRADAS Producción Uso Materias primas Reciclaje Energía Disposición final SALIDAS Transporte 1 Emisiones (Aire, suelo, agua) 1 Definición del objetivo y del alcance Unidad Funcional Unidad a la cual serán referidas las entradas y salidas del sistema. Unidad de tipo físico Reglas de asignación Sistemas que tienen más de un producto. ❑ Basado en la relación física. ❑ Basado en otras medidas como el valor económico, la masa o la energía. UF Unidad de tipo funcional 1 Definición del objetivo y del alcance Se puede abordar el ACV de 3 formas ❑ ACV de la cuna a la puerta de la fabrica (from cradle to gate): estudia únicamente las fases de extracción de materias primas, transporte a fabrica y producción. ❑ ACV de la cuna a la tumba (from cradle to grave): examina todas las etapas del ciclo de vida del producto desde la obtención de las materias primas hasta la gestión de los residuos al finalizar su vida útil. ❑ ACV de la cuna a la cuna (from cradle to cradle): al igual que en el caso anterior, analiza todas las fases del ciclo de vida del producto, y además incluye la gestión de los residuos al final de la vida y su reutilización como materia prima que reinicia el ciclo. Casos específicos Combustibles: - Del pozo a la rueda Del pozo al tanque 1 Definición del objetivo y del alcance Metodología de evaluación de impactos Definir las categorías de impacto existentes que serán estudiadas. Seleccionar uno de los diversos métodos existentes para realizar la fase de evaluación de impacto:(CML, EPS 2000, EDIP, Ecoindicator 95, Ecoindicator 99....) Metodologías “midpoints” o de impactos de efecto intermedio. Metodologías “endpoints” o de impactos de efecto final. Aumento retención infrarrojos Agotamiento ozono estratosférico Eutrofización sistemas acuáticos Formación foto oxidantes Acidificación Enriquecimiento nutrientes sistemas terrestres Caracterización uso de suelo Ejemplos de impactos de efectos intermedios “midpoints” Aumento exposición ecosistemas Caracterización uso de recursos Aumento exposición humana Pérdida de materiales Pérdida de calidad del suelo Pérdida de habitats Pérdida de recursos Daño a humanos Ejemplos de impactos de efectos finales “endpoints” Daño a plantas y vida salvaje Pérdida de biodiversidad Pérdida de cultivos y madera Pérdida de pesca Categorías de impacto disponibles por metodología de evaluación (Greendelta,2014a) Categorías de impacto disponibles por metodología de evaluación (Greendelta,2014a) 2 Análisis de inventario Importante Tipos de datos a usar (deben recopilarse para cada proceso unitario incluido dentro de los límites del sistema) Definición de la unidad funcional Balance de materia y energía Bases de datos Ofrecidas junto con las herramientas informáticas en el mercado. (p. e. Ecoinvent, NREL database, EC ELCD, etc.) 3 Evaluación del impacto Herramienta informática Existen diferentes herramientas de software que pueden facilitar el desarrollo de un estudio de Análisis de Ciclo de Vida: las fases de inventario, evaluación de impactos e interpretación de resultados. Abiertos al público Licenciados 3 Evaluación del impacto REQUISITOS CPU de 2 GHz o más 512 MB de memoria RAM 500 MB de espacio libre en el disco duro Java versión 1.6 o superior MySQL Descripción: ❑ Software de uso libre desarrollado por GreenDeltaTC. ❑ Proporciona una herramienta de modelado gráfico fácil de usar. ❑ Se puede acceder a bases de datos en formato EcoSpold o ILCD y realizar simulaciones y cálculos de incertidumbre. ❑ Grandes sistemas de ciclo de vida ❑ Proporciona opciones de modelado variadas, ❑ Exporta resultados en Microsoft Excel. http://www.softpedia.es/programa-openLCA-framework-239604.html Determinar de forma cuantitativa la huella de carbono del ciclo de vida de dos plantaciones forestales comerciales (Eucalyptus grandis, Pinus patula) y forestal protectora (Guadua angustifolia kunth). Pinus patula Emisiones de CO2-Eq Eucaliptus grandis Guadua angustifolia kunth LCA Guidelines ISO: 14040 (2006) ISO: 14044 Software Base de datos Ecoinvent 3.2 Plantaciones forestales comerciales C Seedlings Irrigation water Rain water Solar energy CO2 Plantaciones forestales protectoras Fertilizers Insecticides Forest Plantation with commercial purposes Fertilizers Insecticides Protection forest plantation C C Rain water Sowing and preparation of the land Plantation * Initial fertilization Maintenance and control * Fertilization * Pruning * Pest-control Trees cutting Greenhouse gas emissions CO2-eq Maintenance and control * Fertilization * Pruning * Pest-control CO2 Greenhouse gas emissions CO2-eq 7 18 4 Carbono total capturado Emisiones de dióxido de carbono Los flujos son todas las entradas y salidas de productos, materiales o energía de los procesos en el sistema del producto en estudio. Un flujo se define por el nombre, el tipo de flujo y la propiedad del flujo de referencia. OpenLCA distingue 3 tipos de flujo: ❑ Flujos elementales: material o energía del medio que entra o sale directamente del sistema del producto en estudio(por ejemplo, petróleo crudo del suelo o emisiones al aire). ❑ Flujos de productos: material o energía intercambiada entre los procesos del sistema de productos en estudio. ❑ Flujos de residuos: material o energía que sale del sistema del producto. Cada flujo creado debe definirse mediante una propiedad de flujo de referencia, como masa, volumen, área, etc. También es posible definir varias propiedades de flujo para el mismo flujo, pero solo una de las propiedades de flujo debe seleccionarse como propiedad de flujo de referencia. Esto se hace en la pestaña propiedades de flujo. Crear la base de datos de trabajo: -Haga clic derecho en la base de datos ya importada -Seleccione la opción: “Rename” - Cambie el nombre a CaseStudyPETvsALU Crear una nueva carpeta en "Flows" llamada “Botella de agua”. 1.Haga clic con el botón derecho sobre la carpeta Flujos y seleccione “Add new child category". 2. Haga lo mismo en los "Procesos", los "Sistemas del producto" y los "Proyectos". Crear un flujo nuevo como referencia cuantitativa para el proceso. 1.Haga clic derecho en la nueva carpeta creada en “flujos”, seleccione "Crear un nuevo flujo", asígnele el nombre " Granulados (PET, HDPE, PP) “. 2.Seleccione "producto" como tipo de flujo y elija el propiedad de referencia "Masa". Crear los flujos en la carpeta “Botella de agua”: Crear los flujos en la carpeta “Botella de agua” “Granulados (PET, HDPE, PP)” “Granulados (PET, HDPE, PP), transportados” “Botella PET, llena” “Granulados (PET, HDPE, PB)” “Granulados (PET, HDPE, PB), transportados” “Botella PC, llena” Los procesos son conjuntos de actividades interactivas que transforman las entradas en salidas. Cada proceso se define mediante un flujo de salida como una referencia cuantitativa con el tipo de flujo “Producto”, que se selecciona o crea al crear un proyecto. OpenLCA distingue 2 tipos de procesos: Procesos unitarios: la unidad más pequeña analizada para la cual los datos de entrada y salida son cuantificados. •Procesos del sistema: unidad para la cual se agregan los datos de entrada y salida 1. Hacer clic con el botón derecho en la nueva carpeta creada para los procesos, seleccione "Crear un nuevo proceso", asígnele el nombre "Producción de granulado PET“ 2.Seleccione la referencia cuantitativa "Granulados (PET, HDPE, PP)". La ventana ProcessEditor está estructurada en varias pestañas en la parte inferior. En la pestaña Entrada / Salida, puede ver que el flujo de referencia cuantitativo "Granulados (PET, HDPE, PP)" seleccionado aparece como el flujo de salida para el proceso "Producción de Granulado PET ". Polyethylene terephthalate(PET) granulate Crear entradas Adicionar flujo Hay dos flujos: “Polyethylene terephthalate” ya que hay dos procesos diferentes que lo producen. Se debe seleccionar el proveedor: Polyethylene terephthalate (PET) granulate production mix at plant plant, amorphous– RER Los flujos de producto: polyethyleneterephthalate(PET) granulate, polyethylenehigh density granulate (PE-HD), polypropylenegranulate(PP) , (…) Deben tomarse la base de datos ELCD database3.2, la cual previamente ha sido descargada y se encuentra en la carpeta de trabajo. Se recomienda hacer el ejercicio de descargar por su propia cuenta la base de datos ELCD 3.2 en formato .zolca desde OpenLCA Nexus Crear los procesos "Producción de granulado PET“ "Transporte de PET A" "Producción botellas PET" Editar cantidades y unidades (60 g) Flujo adicionado del sistema de producto "Producción botellas PET“. Seleccionar Proveedor Crear los procesos "Producción de granulado PC ", "Transporte de PC A " "Producción botellas PC" del sistema de producto "Producción botellas PC“. Entradas y salidas proceso: Producción de granulado PET Entradas y salidas proceso: Transporte de PET A Entradas proceso: Llenado botellas PET Provider: Drinking water…from Surface water Entradas proceso: Producción de granulado PC Entradas proceso: Transporte de PC A Entradas y salidas del proceso: Llenado botellas PC Un sistema de producto contiene todos los procesos bajo estudio. Puede consistir en un solo proceso o una red de procesos múltiples y esta definido por el proceso de referencia En openLCA los impactos se pueden calcular para un sistema de producto. El proceso de referencia del sistema del producto se utiliza para calcular los impactos para todos los procesos ascendentes conectados del sistema del producto En OpenLCA, los sistemas de productos se pueden crear automática o manualmente. El gráfico del modelo visualiza el sistema del producto creado. Cuando haya terminado de crear todos los procesos de la cadena de producción, puede crear el sistema del producto sobre la base del último proceso como el proceso de referencia del sistema del producto. Crear el sistema de producto "Producción botellas PET ". 1. Ir a la pestaña “General information” del último proceso creado (llenado de botellas PET) y dar click en “Create product system”. Crear el sistema de producto "Producción botellas PET ". 2. Seleccione el proceso de referencia “llenado botellas PET” 3. Seleccione “Auto-Link processess” y “Check multi-provider links (experimental)” El sistema del producto "Producción de botella PET" se abrirá en la ventana del Editor en la pestaña Información general. 4. Ir a la pestaña Model graph para ver el sistema del producto creado. 5. Hacer doble clic en los procesos para maximizar la vista y vea los flujos de productos de entrada y salida, hacer clic en el botón "+" para expandir la vista y ver los proveedores de los flujos de entrada de los procesos de la unidad que ha modelado Crear el sistema de producto "Producción botellas PC ". 1. Ir a la pestaña “General information” del proceso creado y dar click en “Create product system” 2. Seleccione el proceso de referencia “llenado botellas PC” 3. NO Seleccione “Auto-Link processess” y “Check multi-provider links (experimental)” Los flujos de entrada del proceso no están conectados a sus respectivos proveedores. Falta el “+” en la parte superior izquierda del proceso en el diagrama del sistema Conectar los flujos de entrada con sus respectivos proveedores manualmente 1.Seleccionar el proceso “llenado botellas" haciendo clic en él, 2.Hacer clic derecho y seleccione “Search Providers for". Hacer clic en “add" y "Connect" en la ventana Seleccionar proveedor. 3. Realizar el mismo proceso para cada flujo de entrada de cada proceso de unidad creado 4. Hacer doble clic en los procesos para maximizar la vista y ver los flujos de productos de entrada y salida. 5. Hacer clic en el botón "+" para expandir la vista y ver los proveedores de los flujos de entrada de los procesos de la En openLCA, los proyectos se pueden usar para comparar los impactos de diferentes sistemas de productos Para crear un proyecto, haga clic derecho en la carpeta creada para los proyectos. 2.Seleccione "Crear un proyecto" y asígnele el nombre "Botella de agua -Producción PET vs. PC". Calcular los impactos ambientales del proyecto usando el método LCIA "CML (línea base)" El método "CML (línea base)"se encuentra en el paquete de métodos que se puede descargar de OpenLCA:https://nexus.openlca.org/down loads/ El ítem: openLCALCIA methodsv.1.5.7 Estos métodos están en formato zolca y pueden ser importados a la base de datos de trabajo de OpenLCA. 1. En el Proyecto creado, en la pestaña LCIA Method, seleccione el método LCIA "CML (baseline)" 2. En la sección del método LCIA seleccione las siguientes categorías de impacto: • Climatechange–GWP 100 • Human toxicity–HTP inf 3. En la pestaña “Compared producto system” seleccionar “agregar nuevo” agragar el sistema de producto "Producción botellas PET" y asígnele el nombre “PET". 4. Agregar el segundo sistema de producto “Producción botellas PC" y asígnele el nombre “PC”. Agregar Nuevo 3. Cuando haya terminado la configuración del proyecto, haga clic en “Report”. 3. El reporte de resultados Gráficas del reporte Gráficas del reporte • • • • • • • • • • • • • • • Leonel A. Martínez V. Ingeniero Ambiental MEng - Ingeniería Ambiental lamartinezv@unal.edu.co Gracias
