Life Cycle Analysis / Análisis del Ciclo de Vida

Verano de 2013
Ingeniería Sostenible
-Clase 5 Dr. Heidi Taboada
Dr. José Espíritu
Dr. Noé Vargas
Viernes Junio 7, 2013
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Introducción al
Análisis del Ciclo de Vida (ACV) o (LCA)
Fabricación
del producto
Materia
prima
Uso del
Producto
Producción
del material
Deshechar
el producto
Objetivos
• Familiarizarse con el termino ACV
• Entender como aplicar conceptualmente los
pasos básicos del ACV
• Entender las dificultades y/o limitaciones de
cada paso del ACV.
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Análisis del Ciclo de vida (ACV) - Definición
Un enfoque sistemático que sirve para evaluar la carga total
emitida hacia el medio ambiente, por un producto, proceso, o
sistema (PPS).
Un ACV completo es aquel análisis llamado “de la cuna a la
tumba”
Desde el
nacimiento del
producto
El proceso “de la cuna a la
tumba” empieza con la extracción
de las materias primas necesarias
para crear el producto y finaliza
cuando todos los materiales
retornan a la tierra.
Hasta la última fase de
vida del producto
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Análisis del Ciclo de Vida (ACV)
Metodología altamente eficaz para llevar a cabo la evaluación
de los impactos ambientales asociados con un producto,
proceso o sistema.
APLICACIONES:
• Toma de decisiones: diseño y desarrollo de productos,
compras, políticas de instrumentacion.
• Exploración y conocimiento: sistema de producción,
indicadores de desempeño ambiental.
• Mercadeo: Eco-etiquetado, declaraciones ambientales,
estrategia de mercadeo.
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Análisis del Ciclo de Vida (ACV) (cont’…)
• Se refiere a todas las actividades en el transcurso
de vida del producto considerando su:
Entrada
Salida
Extracción de la materia prima
Emisiones
Ambientales
Materia prima
Producción
Energía
Uso / Reuso / Mantenimiento
Residuos emitidos
al agua
Residuos Sólidos
Coproductos
Reciclaje / Manejo y/o
disposición de los residuos
Límites del Sistema
Otras Emisiones
Principales componentes de un ACV
1. Definición del objetivo y
alcance
Diagrama de un Análisis de ciclo
de vida
Definición del
objetivo y
alcance
2. Análisis de Inventario
3. Valoración del impacto
4. Interpretación
Análisis de
Inventario
Interpretación
Valoración de
impacto
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PASO 1. Definición del objetivo y alcance
• Definición y descripción del
producto, proceso o sistema.
• Identificación de los límites y
efectos ambientales que
serán estudiados y
valorados.
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PASO 2. Análisis de Inventario
• Identificar y cuantificar: energía, agua, uso
de material y emisiones ambientales (Ej.,
emisiones al aire , desechos sólidos, descargas
de aguas negras )
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PASO 3. Valoración del impacto
• Evaluar y cuantificar los
posibles efectos hacia la
humanidad y el medio
ambiente que los diferentes
tipos de emisiones, y el uso
de distintos materiales
liberan (estos han sido
previamente identificados
en el análisis de inventario)
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PASO 4. Interpretación
• Evaluación de los
resultados del análisis de
inventario y la valoración
del impacto con el
propósito de seleccionar
el producto/proceso con
menor impacto
ambiental.
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Limitaciones en la realización de un ACV
1. La realización del ACV puede consumir
mucho tiempo y recursos.
2. Dependiendo de que tan completo y
extenso se quiere realizar el ACV, la
recopilación de datos puede ser
problemática.
3. La disponibilidad de datos puede afectar la
precisión de los datos finales.
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ACV: PASO 1 – Definición del objetivo y alcance
Pasos del ACV
Fase 1: Definición del objetivo y alcance
ISO 14041:1998
2. Análisis de Inventario
Fase 2: Análisis de inventario
ISO 14041:1998
3. Valoración del impacto
Fase 3: Valoración del impacto
ISO: 14042:2000
Interpretación
ISO 14043:2000
1. Definición del objetivo y
alcance
4. Interpretación
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Paso 1. Definición del objetivo y alcance
La siguiente información necesita ser definida antes de
empezar con el ACV:
Límites y descripción del
sistema
Procedimientos de
distribución
Función del producto, proceso
o sistema (PPS)
Requerimiento de datos
Unidad Funcional
Datos asumidos y limitaciones
Flujos de Referencia
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Paso 1. Definición del objetivo y alcance
La siguiente información necesita ser definida antes de
empezar con el ACV:
Límites y descripción del
sistema
Datos requeridos
Función del producto, proceso Procedimientos de asignación
o sistema (PPS)
Unidad Funcional
Datos asumidos y limitaciones
Flujos de referencia
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Límites del Sistema
• La definición de los limites del sistema requieren de gran
cuidado.
• Idealmente se debe de incluir todo lo que
económicamente contribuya a la función del sistema.
• Algunos procesos pueden ser excluidos con el propósito
de mantener el inventario de ciclo de vida manejable.
– Por ejemplo para la producción de etileno :
El petróleo tiene que ser extraído…
y transportado en una tanque de acero…
Por lo tanto, acero es requerido para construir el tanque…
y la materia prima para producir este acero tiene que
ser extraída también…
Tú elección de los límites del sistema tendrá un gran
impacto en el estudio!
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Límites del sistema– cont…
– Los límites del sistema son definidos por un criterio
de eliminación:
1. Cualquier producción de material que contribuya 5% o menos
al peso total del producto puede ser excluido.
– Asegúrese de que pequeñas pero importantes cantidades de
contaminantes no sean eliminadas del sistema.
– Hay cuatro opciones para definir el sistema:
1.
2.
3.
4.
De la cuna a la tumba
De la cuna a la puerta
De la puerta a la tumba
De la puerta a la puerta
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Límites del Sistema– cont’d…
– De la cuna a la tumba: considera el material y la
energía requeridos en toda la cadena de producción y todos los
procesos desde la extracción de la materia prima, pasando por
producción, transportación , uso y el tratamiento de los desechos.
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Límites del Sistema– cont’d…
– De la cuna a la puerta: incluye todos los procesos desde la
extracción de la materia prima pasando por la fase de producción y es
usado para determinar el impacto ambiental de la producción del
producto.
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Límites del Sistema– cont’d…
– De la puerta a la tumba:
incluye los procesos que abarcan
desde la fase del uso hasta la eliminación y/o reciclado de desechos
(abarca todo después de la producción). Es usado para determinar los
impactos ambientales de un producto una vez que deja la fábrica.
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Límites del sistema– cont…
– De la puerta a la puerta: (incluye
sólo los procesos de
producción). Es usado para determinar los impactos ambientales sólo del
proceso de producción)
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Límites del sistema: Diagrama de árbol
• Los diagramas de árbol, son muy útiles para describir el
sistema del producto (Procesos unitarios y flujos) y los
límites del sistema.
• Un buen diagrama de árbol debe:
– Incluir todas las entradas y salidas de energía ,
materiales y desechos (emisiones)
– Identificar todos los flujos
– Identificar todos los procesos requeridos durante el
ciclo de vida del producto.
Diagrama de árbol para una cafetera
Ejemplo de un mejor diagrama de árbol
PROCESO 1
PROCESO 2
PROCESO
3
Paso 1. Definición del objetivo y alcance
Límites y descripción del
sistema
Datos requeridos
Función del producto, proceso Procedimientos de asignación
o sistema (PPS)
Unidad Funcional
Datos asumidos y limitaciones
Flujos de referencia
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Función del PPS
• Cuál es la función del producto,
proceso o sistema (PPS)?
– Es identificada por la función primordial que
el sistema cumple.
Función primaria del PPS
•Ejemplos:
– Los teléfonos portátiles tienen la función
de permitir comunicarnos.
– Las pinturas comparten la función
de cubrir.
Cuál es la función del “jabón”?
Lavar
Función secundaria del PPS
•Productos o sistemas pueden ser comparados solo en base a una función similar.
•Nunca se debe olvidar que el sistema o /sistemas en estudio pueden tener
diferentes funciones. Si sus funciones secundarias difieren demasiado, la
validación de la comparación podría ser cuestionada. Por eso es esencial tomar en
cuenta las funciones secundarias también.
– En el teléfono. Una función secundaria podría ser “ verse bien”…
– La pintura tiene como función primaria cubrir y proteger,
y como función secundaria hacer que la pared se “vea mucho mejor”
Regresando al ejemplo del jabón ,
enumera sus funciones secundarias:
Perfumar, hidratar, relajar…
Función del sistema – Ejercicio (5 min)
Enumera las funciones primarias y secundarias de los siguientes
productos:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Automóvil
Taza de café
Laptop (computadora portátil)
Alfombra
Refrigerador
Zapatos
Paraguas
Maceta
Bolsa de plástico
Paso 1. Definición del objetivo y alcance
Límites y descripción del
sistema
Datos requeridos
Función del producto, proceso Procedimientos de asignación
o sistema (PPS)
Unidad Funcional
Datos asumidos y limitaciones
Flujos de referencia
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Necesidad de la Unidad Funcional (Functional Unit)
• El ACV nació como una herramienta de
análisis y comparación de productos
• Sin embargo, en un ACV el punto central no
es el producto en términos físicos, sino el
servicio o función que ejerce
• Para poder comparar diferentes productos o
sistemas debemos identificar su función y
poder cuantificarla
Unidad Funcional (Functional Unit)
•Basados en la función del sistema , es posible definir la unidad funcional
(UF).
•La UF expresa el “desempeño cuantificado” de un PPS y es usada
como unidad de referencia
En la definición de la UF debe de poder reflejarse el uso/propósito para el cual el PPS
fue diseñado
Es un valor que se puede cuantificar y agregar :
– UF para teléfonos puede ser 1000 horas de lapso de conversación,
En el ejemplo del jabón, Cuál puede ser una UF válida?
Un número definido de baños en regadera.
Ej: 500 baños “estándar” de regadera.
Unidad Funcional – Ejercicio (5 min)
Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos:
1. Detergente para lavar ropa
2. Producto para limpiar las
superficies de la cocina.
3. Champú
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Unidad Funcional
Describe las posibles unidades funcionales de los siguientes ejemplos:
1. Detergente para lavar ropa
Unidad Funcional: 100 Kg de ropa lavada.
1. Productos para limpiar las superficies de la cocina.
Unidad Funcional: Cantidad de producto usada para
limpiar 100 m2 de superficie
1. Productos de champú
Unidad Funcional: 200 lavadas de cabello
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Paso 1. Definición del objetivo y alcance
Límites y descripción del
sistema
Datos requeridos
Función del producto, proceso Procedimientos de asignación
o sistema (PPS)
Unidad Funcional
Flujos de referencia
Datos asumidos y limitaciones
Flujos de Referencia
• Definición:
–Es la cantidad de producto o de
servicio necesario para satisfacer la
unidad funcional
Ejemplo: Flujos de Referencia
• En una comparación de alternativas de
iluminación
• La UF es iluminar cierta área a 9000 lúmenes
de intensidad durante 10,000 horas
• Opción A: Usar 3 bombillas de 3000 lúmenes,
cada bombilla tiene una vida útil de 10,000
horas
• Opción B: Usar 2 bombillas de 4500 lúmenes,
cada bombilla tiene una vida útil de 5,000
horas
• Flujos de referencia:
– 3 bombillas de la opción A, o
– 4 bombillas de la opción B
Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia
• Consideren una bolsa del mandado
– Función: cargar las provisiones
• La Unidad Funcional puede ser un volumen definido de provisiones.
• Unidad Funcional: Cargar 2 pies cúbicos de provisiones por semana al
año.
– Entonces para tener una comparación equitativa se pudiera estudiar
lo siguiente:
Flujos de
Referencia
• 52 bolsas de papel (52 semanas/ año) – carga 2 cu-ft
• 104 bolsas de plástico (asumiendo que cargan 1 cu-ft)
• 1/2 bolsa de tela (asumiendo 2 cu-ft, con una vida de 2 años)
Función, Unidad Funcional y Flujos de Referencia
• Considera una taza de café
– Función: almacenar (hold) el café para poder beberlo
– Unidad Funcional: almacenar (el liquido equivalente a 1
taza de café) tres veces al día por un año.
– Por lo tanto una comparación razonable a estudiar sería:
• 1095 tazas de plástico (365*3)
Flujos de
Referencia
• 1095 tazas de poliestireno
• 1/4 taza de cerámica + agua y detergente
(asumiendo que dura 4 años)